Trái Đất mà chúng ta đang sống là muôn hình muôn vẻ, đầy những sự sống đang sinh sôi. Cho đến nay, các loài sinh vật đã biết trên thế giới có khoảng hơn 1.400.000 loài, thêm vào đó có nhiều chủng loại mới vẫn chưa được phát hiện, các nhà khoa học dự đoán, trên cả Trái Đất tồn tại khoảng 10 triệu – 30 triệu loài sinh vật. Kì diệu là những loài này có số lượng lớn, hình dáng khác nhau nhưng lại do cùng một tổ tiên tiến hóa thành. Vậy thì tổ tiên cổ xưa này ra đời từ bao giờ, phát triển như thế nào?
Muốn giải đáp vấn đề này, chứng cứ chủ yếu nhất chính là hóa thạch. Ngày nay, hóa thạch cổ xưa nhất mà loài người được biết đến là loài vi khuẩn nguyên thủy được phát hiện ở Australia, niên đại sinh tồn của nó cách đây khoảng 3,5 tỉ năm, căn cứ vào suy đoán này, tổ tiên của sự sống có thể xuất hiện cách đây 3,5 tỉ năm. Bốn tỉ năm trước đây, trên Trái Đất đã hình thành hải dương nguyên thủy, lúc đó nhiệt độ của nước biển rất cao, cùng với sự giảm dần của nhiệt độ nước đã xuất hiện những điều kiện bên ngoài cần thiết cho sự ra đời của sự sống mới.
Tuy nhiên, tình trạng khí quyển vẫn rất tồi tệ, trong không khí hầu như không có oxi, như vậy, sự sống nguyên thủy xuất hiện sớm nhất chỉ có thể là sinh vật sống không cần oxi. Ngoài ra, do thiếu oxi, không gian trên Trái Đất không thể hình thành tầng ozon, không có tầng ozon ngăn cản, tia tử ngoại như đi vào nơi không người, cùng một lúc giết sạch và uy hiếp những sự sống non nớt, vậy là sự sống nguyên thủy đành phải sống thu nhỏ dưới biển sâu mười mấy mét, thậm chí mấy chục mét.
Cùng với sự phát triển chậm chạp của sinh vật, 2,6 tỉ năm trước đây, loài tảo màu lam lục đã xuất hiện. Loài tảo này có chất diệp lục, có thể tạo ra oxi thông qua tác dụng quang hợp. Do vậy, các sinh vật đơn bào thích hợp với môi trường có oxi đã bước lên được vũ đài lịch sử. Phần lớn oxi lúc đó đều kết hợp với sắt trong nước biển hình thành nên oxit sắt. Do vậy, đã hình thành nên các mỏ sắt, ngày nay vẫn còn phổ biến trên thế giới, đó là tài nguyên, đã đảm bảo cung cấp được 70% nhu cầu sắt cho xã hội. Có thể nói, Trái Đất trong thời cổ đại xưa đã để lại một di sản to lớn cho loài người hiện nay.
Một số người hiểu biết về quy luật di truyền có thể sẽ hỏi, sự tiếp diễn của sự sống được tiến hành thông qua một thông tin mật mã di truyền ADN, vậy thì mật mã di truyền đầu tiên của sự sống là do đâu truyền lại?
Bởi vậy rất nhiều nhà khoa học đã làm nhiều cuộc nghiên cứu lớn, trong đó hai nhà khoa học Mĩ Oley và Miler đã làm một cuộc thực nghiệm rất nổi tiếng nhằm giải đáp vấn đề này. Họ trộn nước và các thành phần khí quyển như amoniac, CH4, hiđro… của thời kì Trái Đất nguyên thủy vào bình thủy tinh chịu nóng, và dùng hình thức phóng điện để mô phỏng chớp. Sau một tuần, trong bình thủy tinh đã sinh ra các phân tử hữu cơ như HCOOH, CH3COOH, CH3CHOHCOOH…, và các thành phần axit amin cấu thành protêin. Hiển nhiên những hiện tượng tự nhiên như chớp có thể tạo ra các phân tử hình thành nên sự sống, nhưng từ phân tử phát triển thành sự sống nguyên thủy là một quá trình rất dài, không thể làm một thực nghiệm đơn giản mà có thể đưa ra kết quả được. Nhưng bất luận như thế nào thì cuộc thực nghiệm đã đem đến quỹ đạo mà sự sống có thể phát triển, đồng thời đã làm cơ sở cho việc nghiên cứu cao hơn nữa.
Sự sống phát triển đến 1,6 tỉ năm trước, các sinh vật đa tế bào đã hình thành từ đó, sự biến đổi của sự sống được thay đổi ngày càng nhanh chóng. Đến khoảng 700 triệu năm trước, động vật không có xương sống sinh sống ở biển đã xuất hiện và phát triển rất nhanh chóng, quần thể sinh vật nổi tiếng ở Australia chính là sản phẩm của thời kì này.
Khoảng 570 triệu năm trước, sinh vật phát triển thành những kết cấu tổ chức cứng, nó khác so với sinh vật tổ chức mềm là chúng rất dễ biến thành hóa thạch. Bởi vậy, dấu vết hóa thạch ở các nơi trên thế giới từ thời kì này bắt đầu gia tăng nhanh chóng, địa chất học gọi thời kì này là kỉ tiền Cambri.
Kỉ Cambri đến đã đánh dấu sự đa dạng hóa nhanh chóng của sinh vật, do vậy, thời kì này cũng được gọi là thời kì bùng nổ của sự sống. Ngày nay, các sinh vật đại biểu nhiều lớp trên thế giới mà chúng ta có thể liệt kê ra đều có thể tìm được trong quần thể hóa thạch của thời kì đó.
