Εξέλιξη και ιστορία της ζωής στη Γη
Κληρονομικότητα
Τα στοιχεία είναι συντριπτικά ότι όλη η ζωή στη Γη έχει εξελιχθεί από κοινούς προγόνους σε μια αδιάσπαστη αλυσίδα από την προέλευσή της. Η αρχή της εξέλιξης του Δαρβίνου συνοψίζεται από τα ακόλουθα γεγονότα. Όλη η ζωή τείνει να αυξάνεται: περισσότεροι οργανισμοί συλλαμβάνονται, γεννιούνται, εκκολάπτονται, βλαστάνουν από σπόρους, φυτρώνουν από σπόρια ή παράγονται με κυτταρική διαίρεση (ή με άλλα μέσα) από ό, τι μπορεί να επιβιώσει. Κάθε οργανισμός που παράγεται με τον τρόπο αυτό ποικίλλει, ωστόσο λίγο, με κάποιο μετρήσιμο τρόπο από τους συγγενείς του. Σε οποιοδήποτε δεδομένο περιβάλλον οποιαδήποτε στιγμή, αυτές οι παραλλαγές που ταιριάζουν καλύτερα σε αυτό το περιβάλλον τείνουν να αφήνουν περισσότερους απογόνους από τους άλλους. Οι απόγονοι μοιάζουν με τους προγόνους τους. Οι διάφοροι οργανισμοί θα αφήσουν τους απογόνους σαν τους ίδιους. Επομένως, οι οργανισμοί θα αποκλίνουν από τους προγόνους τους με το χρόνο. Ο όρος φυσική επιλογή είναι συντομογραφία για το ότι όλοι οι οργανισμοί δεν επιβιώνουν για να αφήσουν τους απογόνους τους με την ίδια πιθανότητα. Όσοι ζουν σήμερα έχουν επιλεγεί σε σχέση με παρόμοια που δεν επέζησαν ποτέ ή δεν είχαν αναπαραχθεί. Όλοι οι οργανισμοί στη Γη σήμερα εξελίσσονται εξίσου δεδομένου ότι όλοι μοιράζονται τους ίδιους αρχαίους αρχικούς προγόνους που αντιμετώπισαν μυριάδες απειλές για την επιβίωσή τους. Όλα έχουν παραμείνει από περίπου 3,7 δισεκατομμύρια έως 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν κατά τη διάρκεια του Αρχαίου Eon (4 δισεκατομμύρια έως 2,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν), προϊόντα της μεγάλης εξελικτικής διαδικασίας με τις ίδιες μοριακές βιολογικές βάσεις. Επειδή το περιβάλλον της Γης είναι τόσο ποικίλο, οι συγκεκριμένες λεπτομέρειες της εξελικτικής ιστορίας κάθε οργανισμού διαφέρουν από αυτές ενός άλλου είδους παρά τις χημικές ομοιότητες.
Σύγκλιση
Οπουδήποτε το περιβάλλον της Γης είναι ετερογενές. Βουνά, ωκεανοί και έρημοι υποφέρουν από ακραίες θερμοκρασίες, υγρασία και διαθεσιμότητα νερού. Όλα τα οικοσυστήματα περιέχουν ποικίλα μικροπεριβάλλοντα: εξάντληση οξυγόνου από ωκεάνιες εκροές, εδάφη πλούσια σε θειούχα ή αμμωνία, ανόργανα τμήματα με υψηλή περιεκτικότητα σε ραδιενέργεια ή βραστά πλούσια σε οργανικά ελατήρια, για παράδειγμα. Εκτός από αυτούς τους φυσικούς παράγοντες, το περιβάλλον οποιουδήποτε οργανισμού περιλαμβάνει τους άλλους οργανισμούς στο περιβάλλον του. Για κάθε περιβαλλοντική κατάσταση, υπάρχει μια αντίστοιχη οικολογική θέση. Η ποικιλία των οικολογικών θέσεων που κατοικούνται στη Γη είναι αρκετά αξιοσημείωτη. Ακόμη και οι υγρές ρωγμές σε γρανίτη είναι γεμάτες με βακτήρια «τρώγοντας βράχους». Οι οικολογικές θέσεις στην ιστορία της ζωής έχουν γεμίσει ανεξάρτητα αρκετές φορές. Για παράδειγμα, αρκετά ανάλογος με τον συνηθισμένο λύκο πλακούντα θηλαστικού ήταν ο λύκος marsupial, η θυλακίνη (που εξαφανίστηκε από το 1936) που έζησε στην Αυστραλία. τα δύο αρπακτικά θηλαστικά έχουν εντυπωσιακές ομοιότητες στη φυσική εμφάνιση και τη συμπεριφορά. Το ίδιο βελτιωμένο σχήμα για θαλάσσια κίνηση υψηλής ταχύτητας εξελίχθηκε ανεξάρτητα τουλάχιστον τέσσερις φορές: στο Stenopterygius και σε άλλα μεσοζωικά ερπετά. στον τόνο, που είναι ψάρια · και σε δελφίνια και φώκιες, που είναι θηλαστικά. Η συγκλίνουσα εξέλιξη σε υδροδυναμική μορφή προκύπτει από το γεγονός ότι υπάρχει μόνο ένα στενό φάσμα λύσεων στο πρόβλημα της θαλάσσιας κίνησης υψηλής ταχύτητας από μεγάλα ζώα. Το μάτι, ένας υποδοχέας φωτός που δημιουργεί μια εικόνα, έχει εξελιχθεί ανεξάρτητα περισσότερες από δύο δεκάδες φορές όχι μόνο σε ζώα στη Γη αλλά σε προστατευτικά όπως το dinomastigote Erythropsodinium. Προφανώς οι δομές που μοιάζουν με τα μάτια λύνουν καλύτερα το πρόβλημα της οπτικής εγγραφής. Όπου η φυσική ή η χημεία καθιερώνει μια πιο αποτελεσματική λύση σε ένα δεδομένο οικολογικό πρόβλημα, η εξέλιξη σε ξεχωριστές γενεές τείνει συχνά προς παρόμοιες, σχεδόν πανομοιότυπες λύσεις. Αυτό το φαινόμενο είναι γνωστό ως συγκλίνουσα εξέλιξη.
Αυθόρμητη παραγωγή
Η ζωή τελικά είναι μια υλική διαδικασία που προέκυψε από ένα σύστημα υλικών που δεν ζούσε αυθόρμητα - και τουλάχιστον μία φορά στο μακρινό παρελθόν. Ο τρόπος με τον οποίο προήλθε η ζωή συζητείται παρακάτω. Ωστόσο, δεν υπάρχουν στοιχεία για αυθόρμητη παραγωγή τώρα. Η αυθόρμητη παραγωγή, που ονομάζεται επίσης αβιογένεση, η υποθετική διαδικασία με την οποία αναπτύσσονται οι ζωντανοί οργανισμοί από μη ζωντανή ύλη, πρέπει να απορριφθεί. Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, κομμάτια τυριού και ψωμιού τυλιγμένα σε κουρέλια και αριστερά σε μια σκοτεινή γωνία θεωρήθηκε ότι παρήγαγαν ποντίκια, επειδή μετά από αρκετές εβδομάδες ποντίκια εμφανίστηκαν στα κουρέλια. Πολλοί πίστευαν στην αυθόρμητη παραγωγή επειδή εξήγησε τέτοια γεγονότα όπως οι σκουλήκια που συρρέουν στο αποσυντεθειμένο κρέας.
Μέχρι τον 18ο αιώνα είχε καταστεί προφανές ότι τα φυτά και τα ζώα δεν μπορούσαν να παραχθούν από μη ζωντανό υλικό. Η προέλευση των μικροοργανισμών όπως η μαγιά και τα βακτήρια, ωστόσο, δεν προσδιορίστηκε πλήρως έως ότου ο Γάλλος χημικός Louis Pasteur απέδειξε τον 19ο αιώνα ότι οι μικροοργανισμοί αναπαράγονται, ότι όλοι οι οργανισμοί προέρχονται από προϋπάρχοντες οργανισμούς και ότι όλα τα κύτταρα προέρχονται από προϋπάρχοντα κύτταρα. Τότε ποια στοιχεία υπάρχουν για την πρώτη ζωή στη Γη;
