วิวัฒนาการและประวัติชีวิตบนโลก
การสืบได้โดยพันธุ์
มีหลักฐานมากมายที่แสดงว่าชีวิตทั้งหมดบนโลกวิวัฒนาการมาจากบรรพบุรุษร่วมกันในสายโซ่ที่ไม่แตกสลายตั้งแต่กำเนิด หลักการวิวัฒนาการของดาร์วินสรุปได้จากข้อเท็จจริงดังต่อไปนี้ ทุกชีวิตมีแนวโน้มที่จะเพิ่มขึ้น: สิ่งมีชีวิตจำนวนมากขึ้นเกิด, ฟัก, งอกจากเมล็ดงอกจากสปอร์หรือผลิตโดยการแบ่งเซลล์ (หรือวิธีอื่น ๆ) กว่าที่จะอยู่รอดได้ สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดที่ผลิตออกมานั้นมีความแตกต่างกันไปเล็กน้อยในทางที่วัดได้จากญาติของมัน ในสภาพแวดล้อมที่กำหนดในเวลาใดก็ตามตัวแปรเหล่านั้นเหมาะสมที่สุดกับสภาพแวดล้อมนั้นจะมีแนวโน้มที่จะปล่อยให้ลูกหลานมากกว่าคนอื่น ๆ ลูกหลานมีลักษณะคล้ายบรรพบุรุษของพวกเขา สิ่งมีชีวิตที่แตกต่างจะทำให้ลูกหลานเหมือนตัวเอง ดังนั้นสิ่งมีชีวิตจะแตกต่างจากบรรพบุรุษของพวกเขาด้วยเวลา คำว่าการคัดเลือกโดยธรรมชาตินั้นเป็นการจดชวเลขและบอกว่าสิ่งมีชีวิตทุกชนิดไม่สามารถอยู่รอดได้เพื่อปล่อยให้ลูกหลานมีความน่าจะเป็นเหมือนกัน ผู้ที่ยังมีชีวิตอยู่ในวันนี้ได้รับการคัดเลือกเทียบกับคนที่คล้ายกันซึ่งไม่เคยรอดชีวิต สิ่งมีชีวิตทั้งหมดในโลกทุกวันนี้มีวิวัฒนาการที่เท่าเทียมกันเนื่องจากทุกคนมีบรรพบุรุษดั้งเดิมที่เหมือนกันซึ่งเผชิญหน้ากับภัยคุกคามมากมายเพื่อความอยู่รอดของพวกเขา ทุกคนยืนยันมาตั้งแต่ 3.7 พันล้านถึง 3.5 พันล้านปีก่อนในช่วง Archean Eon (4 พันล้านถึง 2.5 พันล้านปีก่อน) ผลิตภัณฑ์ของกระบวนการวิวัฒนาการอันยิ่งใหญ่ที่มีฐานชีวภาพโมเลกุลเหมือนกัน เนื่องจากสภาพแวดล้อมของโลกมีความหลากหลายดังนั้นรายละเอียดเฉพาะของประวัติศาสตร์วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างจากสิ่งมีชีวิตอื่นแม้จะมีความคล้ายคลึงกันทางเคมี
การลู่เข้า
ทุก ๆ สภาพแวดล้อมของโลกนั้นต่างกัน ภูเขามหาสมุทรและทะเลทรายต่างประสบกับอุณหภูมิความชื้นและความพร้อมใช้ของน้ำอย่างมากมาย ระบบนิเวศทั้งหมดมีสภาพแวดล้อมที่มีความหลากหลายของจุลินทรีย์เช่นออกซิเจนในมหาสมุทรมหาสมุทรที่อุดมไปด้วยออกซิเจนดินที่อุดมด้วยซัลไฟด์หรือแอมโมเนียหินที่เกิดจากแร่ธาตุที่มีกัมมันตภาพรังสีสูง นอกเหนือจากปัจจัยทางกายภาพเหล่านี้แล้วสภาพแวดล้อมของสิ่งมีชีวิตใด ๆ ที่เกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิตอื่นในสภาพแวดล้อม สำหรับแต่ละสภาพแวดล้อมมีช่องทางนิเวศวิทยาที่สอดคล้องกัน ความหลากหลายของระบบนิเวศน์ที่มีอยู่บนโลกนั้นค่อนข้างน่าทึ่ง แม้แต่รอยแตกเปียกในหินแกรนิตก็ยังเต็มไปด้วยแบคทีเรีย "กินหิน" นิเวศวิทยาซอกในประวัติศาสตร์ของชีวิตได้รับการเติมอย่างอิสระหลายต่อหลายครั้ง ยกตัวอย่างเช่นค่อนข้างคล้ายคลึงกับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่เลี้ยงลูกด้วยนมธรรมดาคือหมาป่ากระเป๋าหน้าท้อง, thylacine (สูญพันธุ์มาตั้งแต่ 2479) ที่อาศัยอยู่ในประเทศออสเตรเลีย; สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่กินสัตว์ทั้งสองตัวมีความคล้ายคลึงกันอย่างน่าทึ่งในลักษณะทางกายภาพและพฤติกรรม รูปร่างที่เพรียวเหมือนกันสำหรับการเคลื่อนไหวทางทะเลความเร็วสูงพัฒนาอย่างอิสระอย่างน้อยสี่ครั้ง: ใน Stenopterygius และสัตว์เลื้อยคลาน Mesozoic อื่น ๆ; ในปลาทูน่าซึ่งเป็นปลา และในโลมาและแมวน้ำซึ่งเป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม วิวัฒนาการมาบรรจบกันในรูปแบบอุทกพลศาสตร์เกิดขึ้นจากความจริงที่ว่ามีเพียงวิธีการแก้ปัญหาแคบ ๆ สำหรับปัญหาการเคลื่อนที่ทางทะเลความเร็วสูงของสัตว์ขนาดใหญ่ ตาตัวรับแสงที่ทำให้ภาพมีการพัฒนาอย่างอิสระมากกว่าสองโหลครั้งไม่เพียง แต่ในสัตว์บน Earthbut ในการประท้วงเช่นไดโนมาสทิเจท Erythropsodinium โครงสร้างเปลือกตาที่เด่นชัดแก้ปัญหาการบันทึกภาพได้ดีที่สุด ที่ฟิสิกส์หรือเคมีสร้างวิธีแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดอย่างหนึ่งสำหรับปัญหาทางนิเวศวิทยาที่กำหนดวิวัฒนาการในเชื้อสายที่แตกต่างกันมักจะมีแนวโน้มไปสู่การแก้ปัญหาที่คล้ายกัน ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าวิวัฒนาการคอนเวอร์เจนซ์
รุ่นที่เกิดขึ้นเอง
ในที่สุดชีวิตคือกระบวนการวัสดุที่เกิดขึ้นจากระบบวัสดุที่ไม่มีชีวิตโดยธรรมชาติ - และอย่างน้อยหนึ่งครั้งในอดีตอันห่างไกล ชีวิตมีต้นกำเนิดมาอธิบายไว้ด้านล่างนี้อย่างไร ยังไม่มีหลักฐานการเกิดขึ้นเองในขณะนี้ การเกิดขึ้นเองที่เรียกว่า abiogenesis กระบวนการสมมุติที่สิ่งมีชีวิตพัฒนาขึ้นจากสสารที่ไม่ใช่สิ่งมีชีวิตต้องถูกปฏิเสธ ตามทฤษฎีนี้มีเศษชีสและขนมปังห่ออยู่ในผ้าขี้ริ้วและทิ้งไว้ในมุมมืดคิดว่าจะสร้างหนูเพราะหลังจากผ่านไปหลายสัปดาห์หนูปรากฏในผ้าขี้ริ้ว หลายคนเชื่อในรุ่นที่เกิดขึ้นเองเพราะมันอธิบายเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นเช่นหนอนจับกลุ่มเนื้อเนื้อที่
ในศตวรรษที่ 18 เป็นที่ชัดเจนว่าพืชและสัตว์ไม่สามารถผลิตได้โดยวัสดุที่ไม่มีชีวิต แหล่งกำเนิดของจุลินทรีย์เช่นยีสต์และแบคทีเรียยังไม่ได้รับการพิจารณาอย่างเต็มที่จนกระทั่งนักเคมีชาวฝรั่งเศสหลุยส์ปาสเตอร์พิสูจน์ในศตวรรษที่ 19 ว่าจุลินทรีย์ทำซ้ำสิ่งมีชีวิตทั้งหมดมาจากสิ่งมีชีวิตก่อนหน้าและเซลล์ทั้งหมดมาจากเซลล์ที่มีอยู่ก่อน ถ้าอย่างนั้นมีหลักฐานอะไรให้ชีวิตที่เร็วที่สุดในโลก?
