Доказательства эволюции
Гоминиды произошли от общего предка
Все организмы на Земле происходят от общего предка или от предкового пула генов[103]. Ныне живущие организмы являются этапом в эволюции, которому предшествовали процессы видообразования и вымирания. Родство всех организмов было показано за счет четырёх очевидных фактов. Во-первых, географическое распределение организмов не может быть объяснено только адаптациями к конкретным условиям среды. Во-вторых, разнообразие жизни — это не ряд абсолютно уникальных организмов, а организмов у которых есть общие черты в строении. В-третьих, наличие рудиментарных органов, напоминающие функционирующие органы у предков. И, в-четвёртых, все организмы могут быть классифицированы на основе общих черт в иерархические вложенные группы[165]. Однако современные исследования показывают, что «дерево жизни» может быть сложнее простого ветвящегося дерева из-за горизонтального переноса генов[166][167].
Вымершие организмы также оставляют «записи» о своей эволюционной истории в виде окаменелостей. Палеонтологи исследуют анатомию и морфологию вымерших видов и сравнивая их с современными могут определить пути их эволюции[168]. Однако, этот метод подходит в основном для организмов у которых есть твердые части, например, раковины, кости или зубы. Этот палеонтологический метод не подходит для прокариот, поскольку все они обладают схожей морфологией.
Позже доказательства происхождения от общего предка были подтверждены общностью биохимических процессов в клетках организмов. Так практически все организмы используют одни и те же нуклеотиды и аминокислоты[169]. С развитием молекулярной генетики было показано, что процессы эволюции оставляют следы в геномах в виде мутаций. На основе гипотезы молекулярных часов стало возможным определение времени дивергенции видов[170]. Например, геномы шимпанзе и человека одинаковы на 96 %, а те немногие области которые различаются, позволяют определить время существования их общего предка[171].
Эволюция жизни
Основные статьи: Хронология эволюции, История жизни на Земле
Первые организмы появились на Земле в результате химической эволюции не позднее 3,5 млрд лет назад[172]. Около 2,5 млрд лет назад у цианобактерий появился кислородный фотосинтез, что привело к оксигенации атмосферы Земли.
Около 2 млрд лет назад появились первые эукариотические организмы. Точные детали того как прокариотические клетки эволюционировали в эукариотические клетки неизвестны и на это счет существует значительное количество гипотез. Достоверно известно, что некоторые органеллы — митохондрии и хлоропласты — произошли в результате симбиогенеза протеобактерий и цианобактерий соответственно.[173][174]
Следующим важным шагом в эволюции жизни на Земле стало появление многоклеточных организмов. Это произошло около 610 млн лет назад в океанах в эдиакарском периоде[175][176].
После появления первых многоклеточных организмов в течение последующих примерно 10 млн лет произошло значительное повышение их биоразнообразия, получившее название Кембрийского взрыва. В палеонтологической летописи появляются представители почти всех современных типов живых организмов, а также представители многих вымерших линий[177][178]. Для объяснения причин Кембрийского взрыва были предложены различные гипотезы, в том числе накопление в атмосфере кислорода в результате деятельности фотосинтезирующих организмов[179][180].
Около 500 млн лет назад растения и грибы вышли на сушу, вскоре за ними последовали членистоногие и другие животные[181]. Насекомые были одними из самых успешных и в настоящее время составляют большинство видов животных[182]. Около 360 млн лет назад появились земноводные, от них 330 млн лет назад произошли первые амниотические организмы. Чуть позже произошло разделение амниот на две эволюционные линии — зауропсидную (давшую начало рептилиям и птицам) и синапсидную (давшую начало млекопитающим)[183].