地球的历史记录了生命的演变过程,从最早的生命形成到现今的多样性。不论是已知的生物还是已灭绝的生物,它们的相似性显示出所有现存物种都是由共同的祖先演化而来的。根据科学家的研究,地球在约45亿年前形成,生命的证据显示其出现的时间可能早于37亿年前。
最早的生命证据来自于在格林兰西部发现的37亿年前的生物碳迹和 stromatolite 化石。
2015年,科学家们在西澳大利亚发现了可能的“生物生命残留物”,这些岩石的年龄达到41亿年。而在纳弥瓦吉特克带(Nuvvuagittuq Belt)发现的化石微生物则可能生活在42.8亿年前,地球的海洋形成时期不久。在这段早期生命历史中,微生物群落成为主导,而蓝藻的光合作用则在35亿年前左右出现,并导致了氧气在海洋中的累积,最终形成地球最早的氧气大气。
随着氧气的增长,这一过程推动了生物多样性的演变。在1.85亿年前出现的真核生物,使得生命的组成更为复杂。这些真核生物可能是通过厌氧古菌和需氧蛋白质细菌间的共生关系进化而来,它们相互适应以抗衡新出现的氧化压力。而随着细胞内共生体,线粒体的演化,真核生物的能源获取能力也得以提升,促进了它们的多样化。
多细胞生物的出现大约在16亿年前,细胞得以分化以执行专门的功能。
不过,早期生物的繁殖主要是无性繁殖,而大多数大型生物则是通过有性繁殖来产生新生命。在演化过程中,植物的出现对地球生态系统影响深远,这些植物起源于约10亿年前的淡水绿藻。同时,动物界则经历了巨大的变化,双侧对称的动物在5.55亿年前首次出现,而脊椎动物的出现则可追溯到5.25亿年的寒武纪大爆发。
地球的生物历史不仅是生物的诞生,还包含了复杂的生态系统如何随着时间而演变的过程。根据科学家的估算,地球上可能存在多达1万亿种物种,但目前仅有170到180万种已被命名和分类。现今活着的物种仅占过去所有物种的1%以下。
“研究发现,随着生命的进化,物种的定位与演变过程应当充满了未知及可能性。”
科学家们持续探索早期生命诞生的过程,以及地球不同环境对其演化的影响。这不仅包括海洋中的微生物,也涵盖了热泉、深海热泉等各种地质环境,这些场所有助于形成生命所需的化合物。
尽管当前对早期生命起源的理解仍在发展中,许多假说已经开始形成,其中包括自我复制、代谢及外部细胞膜的角色。当然,这些假说都在试图回答生命是如何从无机化合物中自我组织而成的核心问题。
是否还有其他平行的生物起源方式尚待证实,这治标之下的问题依然在于:其他星球的生命形式,又是如何演变而成的呢?