La evolución y la historia de la vida en la Tierra.
Heredabilidad
La evidencia es abrumadora de que toda la vida en la Tierra ha evolucionado a partir de ancestros comunes en una cadena ininterrumpida desde su origen. El principio de evolución de Darwin se resume en los siguientes hechos. Toda la vida tiende a aumentar: se conciben, nacen, eclosionan, germinan más de semillas, germinan de esporas o se producen por división celular (u otros medios) de los que pueden sobrevivir. Cada organismo así producido varía, aunque sea poco, de alguna manera medible de sus parientes. En cualquier entorno dado en cualquier momento dado, las variantes que mejor se adapten a ese entorno tenderán a dejar más descendencia que las demás. La descendencia se parece a sus antepasados. Los organismos variantes dejarán descendencia como ellos. Por lo tanto, los organismos divergirán de sus antepasados con el tiempo. El término selección natural es una forma abreviada de decir que todos los organismos no sobreviven para dejar descendencia con la misma probabilidad. Los vivos hoy han sido seleccionados en relación con otros similares que nunca sobrevivieron ni fueron procreados. Todos los organismos en la Tierra hoy están igualmente evolucionados ya que todos comparten los mismos ancestros originales antiguos que enfrentaron innumerables amenazas a su supervivencia. Todos han persistido desde hace aproximadamente 3.700 a 3.500 millones de años durante el Eón Arqueano (hace 4.000 a 2.500 millones de años), productos del gran proceso evolutivo con sus bases biológicas moleculares idénticas. Debido a que el entorno de la Tierra es tan variado, los detalles particulares de la historia evolutiva de cualquier organismo difieren de los de otra especie a pesar de las similitudes químicas.
Convergencia
En todas partes el ambiente de la Tierra es heterogéneo. Las montañas, los océanos y los desiertos sufren temperaturas extremas, humedad y disponibilidad de agua. Todos los ecosistemas contienen microambientes diversos: exudado oceánico empobrecido en oxígeno, suelos ricos en sulfuro o amoníaco, afloramientos minerales con un alto contenido de radiactividad o manantiales ricos en materia orgánica en ebullición, por ejemplo. Además de estos factores físicos, el entorno de cualquier organismo involucra a otros organismos en su entorno. Para cada condición ambiental, hay un nicho ecológico correspondiente. La variedad de nichos ecológicos poblados en la Tierra es bastante notable. Incluso las grietas húmedas en el granito están repletas de bacterias que comen rocas. Los nichos ecológicos en la historia de la vida se han llenado de forma independiente varias veces. Por ejemplo, bastante análogo al lobo mamífero mamífero placentario ordinario fue el lobo marsupial, la tilacina (extinta desde 1936) que vivía en Australia; Los dos mamíferos depredadores tienen sorprendentes similitudes en la apariencia física y el comportamiento. La misma forma aerodinámica para el movimiento marino de alta velocidad evolucionó independientemente al menos cuatro veces: en Stenopterygius y otros reptiles mesozoicos; en atún, que son peces; y en delfines y focas, que son mamíferos. La evolución convergente en forma hidrodinámica surge del hecho de que solo existe una gama limitada de soluciones al problema del movimiento marino a alta velocidad por parte de animales grandes. El ojo, un receptor de luz que crea una imagen, ha evolucionado independientemente más de dos docenas de veces, no solo en animales de la Tierra sino también en protistas como el dinomastigote Erythropsodinium. Aparentemente, las estructuras con forma de ojo resuelven mejor el problema de la grabación visual. Cuando la física o la química establecen una solución más eficiente para un problema ecológico dado, la evolución en distintos linajes a menudo tenderá a soluciones similares, casi idénticas. Este fenómeno se conoce como evolución convergente.
Generación espontánea
La vida es, en última instancia, un proceso material que surgió de un sistema material no vivo espontáneamente, y al menos una vez en el pasado remoto. Cómo se originó la vida se discute a continuación. Sin embargo, ahora no se puede citar evidencia de generación espontánea. La generación espontánea, también llamada abiogénesis, el proceso hipotético por el cual los organismos vivos se desarrollan a partir de materia no viva, debe ser rechazado. Según esta teoría, se pensaba que los trozos de queso y pan envueltos en trapos y que se dejaban en un rincón oscuro producían ratones, porque después de varias semanas aparecieron ratones en los trapos. Muchos creían en la generación espontánea porque explicaba casos como gusanos pululando en carne en descomposición.
En el siglo XVIII se hizo evidente que las plantas y los animales no podían ser producidos por material no vivo. Sin embargo, el origen de microorganismos como la levadura y las bacterias no se determinó por completo hasta que el químico francés Louis Pasteur demostró en el siglo XIX que los microorganismos se reproducen, que todos los organismos provienen de organismos preexistentes y que todas las células provienen de células preexistentes. Entonces, ¿qué evidencia hay de la vida más temprana en la Tierra?
