生命的起源
约34亿年前的叠层石
地球形成约十亿年后,原生生物和叠层石出现。生命是如何演化的,目前尚不清楚。关于这一过程有多种理论,以下是其中的一种。生物体能够控制其内部化学反应。化学向生物学过渡的主要问题是自我调节。通过与市场经济的比较,或许能够帮助理解这一点。
步骤 1:循环
起始物质和催化剂促进化学反应。在反应后,催化剂被释放出来,可以用于进一步的反应。这就是为什么它被称为循环。最终产品会抑制化学反应。
步骤 2:超循环
化学反应的最终产品成为另一反应的起始产品。这会重新启动该物质的生产。
这两种循环在共生关系中相互控制并维持。
每个细胞的代谢过程都依赖于大量的超循环。根据基于共生的定义,超循环是非常简单的生命形式,基于化学的单细胞生物拥有大量超循环,是显著更高级的生命形式。
生物体需要一个边界来保持它们的组成部分。第一批生命可能起源于岩石中的小空洞中,在这些空洞之间,化学物质不断循环。直到很久以后,单独的细胞才离开这些空洞并定居在其他地方。因此,生命的最初形式不是单一的细胞,而是一个栖息地。生命的第一种生物学形式是栖息地(生物圈)。

MU实验
生物体需要不断摄取食物,这些食物由化学物质组成,提供构建材料和能量。为了生命的诞生,必须有必要的化学物质,如糖、脂肪和氨基酸。科学家们已经证明,所有重要的物质都有多种方式可以形成。因此,一些生物学家认为,许多行星和卫星上可能存在生命。
物种形成
所有生物体都生活在共同的环境中。它们需要从环境中获取某些资源,比如食物、水和栖息地。这些资源是有限的,因此当多个生物体试图使用相同的资源时,它们就会发生竞争。当两个生物体竞争一个共同资源时,最终其中一个会胜出,消耗(或使用)这个资源。当某个生物的身体特征使它在争夺资源时更具优势时,我们称这种特征为适应性。由于这些适应性可以从父母传给后代,随着时间的推移,这些适应性会在种群或一群共同生活的相似生物体中变得越来越普遍。这就是自然选择,或称进化。
当一小群生物(一个小种群)与它们原来的主种群隔离开来(例如它们越过山脉或河流,或者迁移到一个新的岛屿,使得它们无法轻易返回),它们往往会发现自己处于一个与之前不同的环境中。这个新环境拥有不同的资源和不同的竞争者,因此新的种群需要不同的特征或适应性才能成为强有力的竞争者,而不是它们之前所需要的特征。原种群并没有发生变化,它们仍然需要之前的适应性。随着时间的推移,新的种群开始适应它们的新环境,它们开始与原种群越来越不同。最终,经过数千年甚至数百万年的演化,两个种群看起来如此不同,以至于不能再称为同一种类。这个过程被称为物种形成,意味着新物种的诞生。物种形成是进化中不可避免的结果,也是进化中非常重要的一部分。
地球本身在45亿年前诞生。最初,它只是一团岩石和水,并没有生命。但大约38亿年前,第一批生命在海洋中诞生。它不比一个单细胞更大,但这个单细胞能够自我复制,形成越来越多的细胞。经过数十亿年的演化,那个单细胞变得越来越复杂。最终,约10亿年前,第一个多细胞生物诞生。许多那时存在的生物种类如今已经无法在地球上找到,因为更新的物种成为了更强的竞争者,将这些旧物种逼入了灭绝。但我们知道它们曾经存在,因为我们可以找到它们的化石,这些化石是被埋藏在岩石深处的古代生物的痕迹。