Evolution und die Geschichte des Lebens auf der Erde
Erblichkeit
Die Beweise sind überwältigend, dass sich alles Leben auf der Erde seit seiner Entstehung aus gemeinsamen Vorfahren in einer ununterbrochenen Kette entwickelt hat. Darwins Evolutionsprinzip wird durch die folgenden Tatsachen zusammengefasst. Alles Leben nimmt tendenziell zu: Es werden mehr Organismen empfangen, geboren, geschlüpft, aus Samen gekeimt, aus Sporen gekeimt oder durch Zellteilung (oder andere Mittel) produziert, als möglicherweise überleben können. Jeder so produzierte Organismus unterscheidet sich in messbarer Weise von seinen Verwandten. In einer bestimmten Umgebung zu einem bestimmten Zeitpunkt hinterlassen die für diese Umgebung am besten geeigneten Varianten tendenziell mehr Nachkommen als die anderen. Nachkommen ähneln ihren Vorfahren. Variantenorganismen hinterlassen Nachkommen wie sich selbst. Daher werden Organismen mit der Zeit von ihren Vorfahren abweichen. Der Begriff natürliche Selektion ist eine Abkürzung für die Aussage, dass nicht alle Organismen überleben, um Nachkommen mit der gleichen Wahrscheinlichkeit zu hinterlassen. Diejenigen, die heute leben, wurden im Vergleich zu ähnlichen ausgewählt, die nie überlebt oder sich fortgebildet haben. Alle Organismen auf der Erde sind heute gleichermaßen entwickelt, da alle dieselben alten Vorfahren haben, die unzähligen Bedrohungen für ihr Überleben ausgesetzt waren. Alle haben seit etwa 3,7 bis 3,5 Milliarden Jahren während des Archäischen Zeitalters (vor 4 bis 2,5 Milliarden Jahren), Produkten des großen Evolutionsprozesses mit seinen identischen molekularbiologischen Grundlagen, Bestand. Weil die Umwelt der Erde so vielfältig ist, unterscheiden sich die besonderen Details der Evolutionsgeschichte eines Organismus trotz chemischer Ähnlichkeiten von denen einer anderen Spezies.
Konvergenz
Überall ist die Umwelt der Erde heterogen. Berge, Ozeane und Wüsten leiden unter extremen Temperaturen, Luftfeuchtigkeit und Wasserverfügbarkeit. Alle Ökosysteme enthalten unterschiedliche Mikroumgebungen: sauerstoffarme ozeanische Unmengen, sulfid- oder ammoniakreiche Böden, mineralische Aufschlüsse mit hohem Radioaktivitätsgehalt oder kochende organisch reiche Quellen. Neben diesen physikalischen Faktoren umfasst die Umgebung eines Organismus die anderen Organismen in seiner Umgebung. Für jede Umweltbedingung gibt es eine entsprechende ökologische Nische. Die Vielfalt der auf der Erde bevölkerten ökologischen Nischen ist bemerkenswert. Sogar nasse Risse in Granit sind voller „steinfressender“ Bakterien. Ökologische Nischen in der Lebensgeschichte wurden mehrfach eigenständig besetzt. Ganz analog zum gewöhnlichen Säugetierwolf der Plazenta war beispielsweise der Beuteltierwolf, der Thylacine (seit 1936 ausgestorben), der in Australien lebte; Die beiden räuberischen Säugetiere weisen bemerkenswerte Ähnlichkeiten in Aussehen und Verhalten auf. Die gleiche stromlinienförmige Form für schnelle Meeresbewegungen entwickelte sich mindestens viermal unabhängig voneinander: bei Stenopterygius und anderen mesozoischen Reptilien; in Thunfisch, die Fische sind; und bei Delfinen und Robben, die Säugetiere sind. Die konvergente Entwicklung in hydrodynamischer Form ergibt sich aus der Tatsache, dass nur ein enger Bereich von Lösungen für das Problem der schnellen Meeresbewegung durch große Tiere existiert. Das Auge, ein Lichtrezeptor, der ein Bild erzeugt, hat sich mehr als zwei Dutzend Mal unabhängig voneinander entwickelt, nicht nur bei Tieren auf der Erde, sondern auch bei Protisten wie dem Dinomastigoten Erythropsodinium. Anscheinend lösen augenähnliche Strukturen das Problem der visuellen Aufzeichnung am besten. Wenn die Physik oder Chemie eine effizienteste Lösung für ein bestimmtes ökologisches Problem darstellt, tendiert die Entwicklung in verschiedenen Abstammungslinien häufig zu ähnlichen, nahezu identischen Lösungen. Dieses Phänomen ist als konvergente Evolution bekannt.
Spontane Generation
Das Leben ist letztendlich ein materieller Prozess, der spontan - und mindestens einmal in der fernen Vergangenheit - aus einem nicht lebenden materiellen System hervorgegangen ist. Wie das Leben entstanden ist, wird unten diskutiert. Es können jedoch keine Beweise für eine spontane Erzeugung angeführt werden. Die spontane Erzeugung, auch Abiogenese genannt, der hypothetische Prozess, durch den sich lebende Organismen aus nicht lebender Materie entwickeln, muss zurückgewiesen werden. Nach dieser Theorie wurde angenommen, dass in Lumpen gewickelte und in einer dunklen Ecke zurückgelassene Käse- und Brotstücke Mäuse produzieren, da nach einigen Wochen Mäuse in den Lumpen auftauchten. Viele glaubten an eine spontane Erzeugung, weil sie solche Ereignisse wie Maden erklärte, die auf verfaulendem Fleisch schwärmen.
Bis zum 18. Jahrhundert war klar geworden, dass Pflanzen und Tiere nicht durch nicht lebendes Material erzeugt werden konnten. Die Herkunft von Mikroorganismen wie Hefe und Bakterien wurde jedoch erst vollständig bestimmt, als der französische Chemiker Louis Pasteur im 19. Jahrhundert nachwies, dass sich Mikroorganismen vermehren, dass alle Organismen von bereits vorhandenen Organismen stammen und dass alle Zellen von bereits vorhandenen Zellen stammen. Welche Beweise gibt es dann für das früheste Leben auf der Erde?
