La storia della Terra registra l'evoluzione della vita, dalle sue forme più antiche fino alla sua attuale diversità. Le somiglianze tra organismi conosciuti ed estinti dimostrano che tutte le specie viventi si sono evolute da un antenato comune. Secondo le ricerche degli scienziati, la Terra si è formata circa 4,5 miliardi di anni fa e le prove dell'esistenza della vita mostrano che potrebbe essere comparsa prima di 3,7 miliardi di anni fa.
Le prime prove di vita provengono da fossili di biochar e stromatoliti risalenti a 3,7 miliardi di anni fa, rinvenuti nella Groenlandia occidentale.
Nel 2015, gli scienziati hanno scoperto possibili "resti di vita biologica" nell'Australia Occidentale, con rocce risalenti a 4,1 miliardi di anni fa. I microbi fossilizzati rinvenuti nella cintura di Nuvvuagittuq potrebbero essere vissuti 4,28 miliardi di anni fa, poco dopo la formazione degli oceani sulla Terra. Durante questo periodo della prima storia della vita, le comunità microbiche divennero dominanti, mentre la fotosintesi da parte dei cianobatteri emerse circa 3,5 miliardi di anni fa e portò all'accumulo di ossigeno nell'oceano, formando infine la prima atmosfera di ossigeno della Terra.
Con l'aumento dell'ossigeno, questo processo ha guidato l'evoluzione della biodiversità. La comparsa degli eucarioti 185 milioni di anni fa ha reso la vita più complessa. Questi eucarioti si sono probabilmente evoluti attraverso una relazione simbiotica tra archei anaerobi e proteobatteri aerobici, che si sono adattati reciprocamente per contrastare lo stress ossidativo emergente. Con l'evoluzione dei simbionti intracellulari, i mitocondri, la capacità di acquisizione di energia degli eucarioti è migliorata, favorendo la loro diversificazione.
La comparsa della vita multicellulare, circa 1,6 miliardi di anni fa, ha consentito alle cellule di differenziarsi per svolgere funzioni specializzate.
Tuttavia, i primi organismi si riproducevano principalmente per via asessuata, mentre la maggior parte degli organismi di grandi dimensioni produce nuova vita attraverso la riproduzione sessuale. Durante il processo evolutivo, l'emergere delle piante ha avuto un profondo impatto sull'ecosistema terrestre. Queste piante hanno avuto origine da alghe verdi d'acqua dolce circa 1 miliardo di anni fa. Nello stesso periodo, il regno animale subì enormi cambiamenti: 555 milioni di anni fa apparvero per la prima volta animali a simmetria bilaterale, mentre la comparsa dei vertebrati può essere fatta risalire all'esplosione del Cambriano, avvenuta 525 milioni di anni fa.
La storia biologica della Terra non riguarda solo la nascita degli organismi, ma anche il modo in cui gli ecosistemi complessi si sono evoluti nel tempo. Gli scienziati stimano che sulla Terra esistano fino a 1 trilione di specie, ma solo 1,7-1,8 milioni sono state denominate e classificate. Di tutte le specie viventi oggi esistenti, ne esistono meno dell'1%.
"Lo studio ha scoperto che man mano che la vita si evolve, il posizionamento e l'evoluzione delle specie dovrebbero essere pieni di incognite e possibilità."
Gli scienziati continuano a studiare come è emersa la vita primordiale e come i diversi ambienti sulla Terra hanno influenzato la sua evoluzione. Tra questi rientrano non solo i microrganismi presenti nell'oceano, ma anche vari ambienti geologici, come le sorgenti idrotermali e le sorgenti marine profonde, che contribuiscono a formare i composti necessari alla vita.
Sebbene la nostra comprensione delle origini della vita primitiva sia ancora in evoluzione, hanno iniziato a emergere numerose ipotesi, tra cui il ruolo dell'autoreplicazione, del metabolismo e della membrana cellulare esterna. Naturalmente, tutte queste ipotesi tentano di rispondere alla domanda centrale su come la vita si sia auto-organizzata a partire da composti inorganici.
Resta da confermare se esistano altri modi paralleli di origine biologica; la domanda fondamentale è: come si sono evolute le forme di vita su altri pianeti?