กำเนิดสิ่งมีชีวิต

แนวความคิดเรื่องกำเนิดชีวิต แบ่งเป็น 3 ช่วง

      ช่วงแรก เริ่มจากแนวคิดของนักศาสนารุ่นเก่าในจีน อียิปต์ และบาบิโลเนีย เชื่อว่า เพราะผู้เป็นเจ้าสร้างสิ่งทั้งหลายในโลกนี้ แม้แต่ในพระคัมภีร์คำสอนเก่า ๆ ได้กล่าวว่า พระผู้เป็นเจ้าสร้างโลกและสิ่งมีชีวิตในเวลาเพียง 6 วัน และมนุษย์เป็นสัตว์โลกที่สร้างขึ้นเป็นสิ่งสุดท้าย ความเชื่อนี้เชื่อนี้เชื่อกันมาจนถึงประมาณ ค.ศ.1600

      ช่วงที่สอง เมื่อความเชื่อเกี่ยวกับพระผู้เป็นเจ้าน้อยลง จึงเกิดทฤษฏีใหม่ว่าด้วยชีวิตที่เกิดขึ้นเองจากสิ่งที่ไม่มีชีวิต ( Theory of Spontaneous Generation ) ต่อมาทฤษฏีนี้ก่อให้มีคำถามใหม่ตามมาว่า ถ้าสิ่งมีชีวิตเกิดมาจากสิ่งไม่มีชีวิต ชีวิตชนิดแรกมาจากไหน แต่ละชนิดต่างตัวต่างเกิดขึ้นมาเองใช่ไหม และอย่างไร และสิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีบรรพบุรุษร่วมกันหรือไม่ ในสมัยนั้นไม่มีใครตอบได้แค่เป็นความเชื่อเท่านั้น

      ช่วงที่สาม มีทฤษฏีใหม่เกิดขึ้นมา เรียกว่า ทฤษฏีว่าด้วยความไม่สิ้นสุดของชีวิต ( Theory of the Eternity of Life ) โดยมีนักวิทยาศาสตร์หลายคนพยายามอธิบายทฤษฏีนี้เช่น ในปี ค.ศ. 1865 ริคเตอร์ ( Richter) กล่าวว่ามีสิ่งมีชีวิตจากพิภพอื่นลอยมาพร้อมๆ กับลูกอุกกาบาตที่ตกลงมาบนโลก ผู้ที่เชื่อทฤษฏีของริคเตอร์เป็นจริงคือ ลิบแมน ( Lipman ) เพราะเขาได้ตรวจแร่จากดาวตก พบว่ามีแบคทีเรียอยู่ในแร่นั้น ต่อมามีผู้แย้งทฤษฏีนี้ และให้เหตุผลว่า โดยความเป็นจริงแล้ว ขณะที่ดาวตกพุ่งผ่านชั้นบรรยากาศของโลกลงสู้พื้นดินนั้นต้องผ่านชั้นบรรยากาศที่มีแบคทีเรียอยู่ แบคทีเรียย่อมปะปนมากับดาวตก

ปี ค.ศ. 1903 อาร์เรเนียส ( Arrhenius) เป็นนักฟิสิกส์เคมีที่เชื่อว่า ทฤษฏีว่าด้วยความไม่สิ้นสุดของชีวิตเช่นกัน เพราะคำนวณว่า ถ้าสปอร์ของแบคทีเรียสามารถปลิวไปในอากาศสู่พิภพอื่นได้ด้วยความเร็ว 360,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง สิ่งมีชีวิตบนโลกเรานี้ก็อาจเป็นสปอร์ที่ปลิวมาจากโลกอื่นได้ แต่ก็มีผู้แย้งแนวความคิดของอาร์เรเนียส โดยให้เหตุผลว่า ในจักรวาลนั้นอากาศเย็นจัด แห้งจัด และยังได้รับรังสีจากดวง-อาทิตย์สูงมาก ซึ่งสภาพแวดล้อมขนาดนี้ชีวิตทั้งหลาย และสปอร์ของแบคทีเรียไม่สามารถที่จะทนอยู่ได้ เพียงแค่บรรยากาศที่สูงขึ้นไปจากผิวโลกระยะ 700 กิโลเมตร อุณหภูมิในเวลากลางคืนเท่ากับ 250 องศาเซลเซียส และกลางวันสูงถึง 1,220 องศาเซลเซียส เพียงแค่นี้ชีวิตก็อยู่ไม่ได้แล้ว นอกจากนี้ทฤษฏีนี้ก็ไม่ได้อธิบายว่าชีวิตมีจุดเริ่มต้นมาอย่างไร

      คำถามเรื่องกำเนิดสิ่งมีชีวิตที่ว่า ถ้าชีวิตเกิดขึ้นเองจากสิ่งที่ไม่มีชีวิตแล้ว ชีวิตชนิดแรกมาจากไหน นั้นน่าแปลกที่ว่า นักปราชญ์ในยุคก่อนคริสศักราช และนักวิทยาศาสตร์ในช่วงศตวรรษที่ 19 - 20 คิดตรงกันอย่างน่าอัศจรรย์ทั้ง ๆ ที่ระยะเวลาห่างกัน 2 พันกว่าปี สิ่งที่เห็นชัดคือ นักปราชญ์ในอดีตจากสิ่งที่เห็นคือ การสังเกต ส่วนนักวิทยาศาสตร์คิดจากผลการทดลองที่ได้

      ความเชื่อที่ว่าชีวิตถือกำเนิดมาจากสิ่งที่ไม่มีชีวิตมีมาตั้งแต่นักปราชญ์เก่าแก่ที่สุด คือ ธาเลส ( Thales 624-565 ก่อนคริสศักราช ) เป็นชาวกรีก กล่าวว่า สิ่งมีชีวิตเกิดจากโคลนตม (ดินกับน้ำ) ในทะเล โดยปฏิกิริยาของ อนินทรียสาร นักปราชญ์คนต่อมา คือ เซโนเฟน ( Xenophane 560 - 480 ก่อนคริสศักราช ) สอนไว้ว่า สิ่งมีชีวิตทุกชนิดเกิดจากดินและน้ำ ต่อมาอนาซากอรัส ( Anaxagorus 510 - 428 ก่อนคริสศักราช ) สอนว่า พืช สัตว์ มนุษย์ เกิดจากโคลน (ดิน น้ำ) บนพื้นโลก อริสโตเติล ( Aristotle 384-322 ก่อนคริสศักราช ) สอนไว้ว่า สิ่งมีชีวิตทุกชนิดเกิดจากดินและน้ำ ต่อมา อนาซากอรัส ( Anaxagorus 510-428 ก่อนคริสศักราช ) กล่าวว่า สิ่งมีชีวิตเกิดมาจากสารที่ไม่มีชิวิตเป็นประจำอยู่ทุกวัน เมิ่อสิ่งมีชีวิตประกอบกันขึ้นมาเป็นรูปร่างแล้วจะมี วิญญาณเข้ามาสิ่งอยู่ วิญญาณนั้นประกอบด้วยธาตุ ดิน น้ำ ลม ไฟ จากนั้นสิ่งมีชิวิตรูปแบบง่ายๆ นี้จะเปลี่ยนแปลงไปเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีรูปร่างซับซ้อนยิ่งขึ้น เช่น มนุษย์เดิมรูปร่างเป็นตัวหนอนแล้วเปลี่ยนเป็นมนุษย์

ตัวอย่างของการเกิดสิ่งมีชีวิตของอริสโตเติล

ไส้เดือน	เกิดจาก	ของบูดเน่าในดิน
หิ่งห้อย,แมลง	เกิดจาก	หยดน้ำค้าง
ยุง,ลูกน้ำ	เกิดจาก	น้ำ
กุ้ง,หอย,กบ	เกิดจาก	โคลน
หนู	เกิดจาก	ดินชื้น

       อิพิคิวรัส ( Epicurus 341-270 ก่อนคริสศักราช ) กล่าวไว้ในคำสอนว่า ภายใต้อิทธิพลของดวงอาทิตย์และพายุฝน สัตว์จะถือกำเนิดมาจากดินในโลกนี้

       สรุปตามคำสอนของนักปราชญ์ในอดีตทั้งหลายสอดคล้างกันที่ว่า ชีวิตเกิดจากองค์ประกอบของธาตุดิน น้ำ ลม ไฟ ก็คือ สารอนินทรีย์ นั่นเอง

      หลังจากนั้นเรื่องของกำเนิดชีวิตถูกทิ้งไว้รอคำตอบนานพอสมควร จนในศตวรรษที่ 19-20 ยุคของความรู้ด้านวิทยาศาสตร์โดยเฉพาะอย่างยิ่งความรู้ในเรื่องราวทางชีวเคมีและอินทรีย์เคมีมากขึ้น ทำให้แนวความคิดเกี่ยวกับกำเนิดของชีวิตเปลี่ยนแปลงไปจากเดิม โดยการทดลองค้นพบของนักวิทยาศาสตร์แต่ละคนต่อเนื่องกันมาเกือบร้อยปี

ปี ค.ศ. 1955 บลูม ( Blum) ให้เหตุผลจากความเชื่อของเขาว่า ชีวิตเริ่มแรกอาจเกิดขึ้นเองได้ แต่ปรากฎการณ์เช่นนี้จะเกิดขึ้นช่วงระยะสั้นมากเมื่อประมาณไม่น้อยกว่า 3 พันล้านปีมาแล้ว เนื่องจากในช่วงนั้นมีสภาวะที่อำนวยให้เกิดชีวิตจากสิ่งไม่มีชีวิตได้ เมือชีวิตเริ่มแรกเกิดขึ้นแล้วสภาพที่เหมาะสมที่จะอำนวยให้เกิดชีวิตนั้นเปลี่ยนไปไม่มีอีกต่อไป ชีวิตต่อๆ มาจึงเกิดมาจากวิวัฒนาการสืบทอดต่อกันมา ซึ่งไปสอดคล้องกับในปัจจุบันเป็นผลผลิตของชีวิตในอดีตโดยผ่านการคัดเลือกโดยธรรมชาติ

      ปี ค.ศ. 1957 ซิดนีย์ ดับเบิลยู ฟอกซ์ ( Sydney W.Fox ) ทำการทดลองโดยเอากรดอมิโน ( สารอินทรีย์ ) มาทำปฏิกิริยาเคมีรวมกัน ปรากฏว่า ได้สารตัวใหม่มีสภาพคล้ายโปรตีนในสัตว์

      ปี ค.ศ. 1961 เมลวิน คาลวิน ( Melvin Calvin) ทำการทดลองคล้ายกับการทดลองของมิลเลอร์ แต่ใช้รังสีแกมมาผ่านเข้าไปแทนที่จะใช้กระแสไฟฟ้า ผลที่ได้เกิดสารประกอบทางเคมีหลายชนิดที่พบในสิ่งมีชีวิตปัจจุบันนอกจากนั้นยังได้สารประกอบที่ทำหน้าที่สะสมพลังงานในสิ่งมีชีวิตอีกด้วย คาลวินจึงสรุปความเห็นว่า สารอินทรีย์ ( รวมทั้งสิ่งมีชีวิต ) อาจเกิดจากสารอนินทรีย์ได้ ถ้ามีพลังงาน และสิ่งแวดล้อมที่เหมาะสม

ปี ค.ศ. 1955 บลูม ( Blum) ให้เหตุผลจากความเชื่อของเขาว่า ชีวิตเริ่มแรกอาจเกิดขึ้นเองได้ แต่ปรากฎการณ์เช่นนี้จะเกิดขึ้นช่วงระยะสั้นมากเมื่อประมาณไม่น้อยกว่า 3 พันล้านปีมาแล้ว เนื่องจากในช่วงนั้นมีสภาวะที่อำนวยให้เกิดชีวิตจากสิ่งไม่มีชีวิตได้ เมือชีวิตเริ่มแรกเกิดขึ้นแล้วสภาพที่เหมาะสมที่จะอำนวยให้เกิดชีวิตนั้นเปลี่ยนไปไม่มีอีกต่อไป ชีวิตต่อๆ มาจึงเกิดมาจากวิวัฒนาการสืบทอดต่อกันมา ซึ่งไปสอดคล้องกับในปัจจุบันเป็นผลผลิตของชีวิตในอดีตโดยผ่านการคัดเลือกโดยธรรมชาติ

      ปี ค.ศ. 1957 ซิดนีย์ ดับเบิลยู ฟอกซ์ ( Sydney W.Fox ) ทำการทดลองโดยเอากรดอมิโน ( สารอินทรีย์ ) มาทำปฏิกิริยาเคมีรวมกัน ปรากฏว่า ได้สารตัวใหม่มีสภาพคล้ายโปรตีนในสัตว์

      ปี ค.ศ. 1961 เมลวิน คาลวิน ( Melvin Calvin) ทำการทดลองคล้ายกับการทดลองของมิลเลอร์ แต่ใช้รังสีแกมมาผ่านเข้าไปแทนที่จะใช้กระแสไฟฟ้า ผลที่ได้เกิดสารประกอบทางเคมีหลายชนิดที่พบในสิ่งมีชีวิตปัจจุบันนอกจากนั้นยังได้สารประกอบที่ทำหน้าที่สะสมพลังงานในสิ่งมีชีวิตอีกด้วย คาลวินจึงสรุปความเห็นว่า สารอินทรีย์ ( รวมทั้งสิ่งมีชีวิต ) อาจเกิดจากสารอนินทรีย์ได้ ถ้ามีพลังงาน และสิ่งแวดล้อมที่เหมาะสม

จากการค้นพบของนักวิทยาศาสตร์และด้วยความก้าวหน้าทางวิทยาศาตร์ในแขนงต่างๆ ทั้ง ธรณีวิทยา ฟิสิกส์ เคมี และชีววิทยา เมื่อประมวลความรู้เหล้านี้เข้าด้วยกันสันนิษฐานว่า กำเนิดสิ่งมีชีวิตเริ่มแรกนั้นเกิดจากการรรวมตัวของสารอนินทรีย์ในปริมาณและสภาวะที่เหมาะสมยิ่ง และสภาวะนี้จะเกิดขึ้นเพียงช่วงระยะสั้นมาก เมื่อประมาณ 3 พันกว่าล้านปีมาแล้ว จากนั้นสิ่งมีชีวิตค่อยๆ เปลี่ยนแปลงไปทีละน้อยๆ จนกลายเป็นสิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆ ตามหลักของวิวัฒนาการ

      เราจะเห็นว่า ความเชื่อของนักปราชญ์ในอดีตกับความเชื่อของนักวิทยาศาสตร์ในยุคปัจจุบันเป็นไปในทิศทางเดียวกัน คือ สิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นได้จากสารอนินทรีย์ที่มีอยู่ในโลกนี้นั่นเอง แต่วิธีการในการอธิบายแตกต่างกันไปตามยุคสมัยของอารยธรรมและองค์ความรู้ในยุคนั้น แม้กระนั้น ความเชื่อทางศาสนาก็ยังคงมีอยู่บ้าง เช่น เซ็นต์ ออกุสติน ( 354-430 BC) กล่าวว่าอย่างไรก็ตามพระเจ้าก็ยังเป็นผู้สร้างสิ่งมีชีวิต เพราะนักปราชญ์และนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าสิ่งมีชีวิตเกิดจากสารอนินทรีย์ แต่พระเจ้าเป็นผู้สร้างสารอนินทรีย์ในขณะที่สร้างโลกนั่นเอง

ชีวิตกำเนิดขึ้นมาบนโลกเมื่อ 3,500 ล้านปีก่อน หลังจากโลกเกิดมาได้ประมาณ 1,100 ล้านปี "ชีวิตเกิดขึ้นได้อย่างไร" แม้ว่าจะมีหลักฐานพิสูจน์สมมติฐานได้ว่า ชีวิตเกิดจากสิ่งไม่มีชีวิตก็ตาม ก็ยังไม่เป็นที่ยอมรับทั้งหมด สิ่งมีชีวิตทั้งหลายประกอบด้วย เซลล์อย่างน้อย 1 เซลล์ ซึ่งเป็นหน่วยพื้นฐานของชีวิต เซลล์ของแบคทีเรียมีองค์ประกอบภายในเพียงเล็กน้อยง่ายๆ (ไม่มีนิวเคลียส) ลักษณะเป็นเซลล์ชนิดแรกที่ปรากฏบนโลก หลังจากเซลล์แรกเกิดขึ้นแล้ว เซลล์ชนิดใหม่เกิดตามมาภายหลังโดยองค์ประกอบภายในเซลล์ซับซ้อนมากขึ้น ( มีนิวเคลียส ) จากนั้นสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ทั้งหลายเกิดขึ้นมาอย่างต่อเนื่อง โดยมีจุดเริ่มต้นจากเซลล์ที่มีนิวเคลียสเปรียบเทียบกับช่วงที่มีเซลล์ที่ปราศจากนิวเคลียส การเปลี่ยนแปลงของชีวิตแทบจะไม่เกิดขึ้นเลยและช้ามาก

       ชีวิตเป็นผลิตผลของการออกแบบและการสร้างระบบอย่างสร้างสรรค์ขึ้นอย่างเฉพาะเจาะจง ปัจจุบันเหล่านักวิทยาศาสตร์ยอมรับว่า ชีวิตบนโลกนี้เริ่มต้นจากความเหมาะสมหรืออาจจะเรียกว่า เป็นอุบัติเหตุก็ได้ในช่วงระยะเวลาหนึ่งเท่านั้น โดยที่เซลล์ที่มีชีวิตหนึ่งเท่านั้น โดยที่เซลล์ที่มีชีวิตหนึ่งเซลล์เป็นที่รวมของโมเลกุลที่ไร้ชีวิตนับหลายพันล้านโมเลกุลต้องใช้พลังงาน มีกลไกการทำงานอย่างเหมาะเจาะ เซลล์จะตายเมื่อขาดพลังงานหรือกลไกการทำงานภายในเซลล์บกพร่อง คุณสมบัติของกลุ่มก้อนโมเลกุลนี้สามารถขยายพันธุ์ได้ ซึ่งถือว่าเป็นคุณสมบัติของชีวิต และเมื่อชีวิตเกิดขึ้นแล้ว สิ่งที่ตามมาคือ การต่อสู้เพื่อความอยู่รอด จากชีวิตชนิดเดียวสืบทอดได้ลักษณะต่างๆ มากมายและหลายหลายที่เหมาะสมมากกว่าจึงสามารถอยู่รอดได้ ผู้ที่มีลักษณะไม่เหมาะสมก็ล้มหายตายจากไป ตามหลักการคัดเลือกโดยธรรมชาติ

 จุดกำเนิดของชีวิต ส่วนประกอบพื้นฐานสองส่วนของชีวิต คือ ดี เอ็น เอ ( ดีอ๊อกซีไรโบนิวคลีอิค แอซิด-สารพันธุกรรม ) และโปรตีน ถ้าเราลองเอาเชื้อไวรัสมาพิจารณาดู สิ่งที่เราพบคือ ดี เอ็น เอ และโปรตีน ดี เอ็น เอ จะถอดรหัสให้โมเลกุลของโปรตีนซึ่งทำให้สิ่งมีชีวิตมีลักษณะหลากหลายรูปแบบที่เห็นอยู่ในปัจจุบันนี้แม้แต่ตัวมนุษย์เอง

     ดี เอ็น เอ เป็นอณูของพันธุกรรมที่ถูกถ่ายทอดจากรุ่นหนึ่งไปสู่อีกรุ่นหนึ่ง ซึ่งดี เอ็น เอ ที่อยู่ภายในแต่ละเซลล์นั้นมีความยาวประมาณ 2 เมตร ม้วนขดอยู่ ลักษณะทุกอย่างของสิ่งมีชีวิตถูกกำหนดอยู่ใน ดี เอ็น เอ นั่นเอง ส่วนโปรตีนเป็นโมเลกุลของโครงสร้างร่างกายเป็นเอ็มไซม์ และเป็นส่วนเสริมสร้างร่างกาย จากความรู้เรื่องคุณสมบัติทางเคมีของสารทั้งสองนี้ ช่วยให้เราสรุปได้ว่า ชีวิตเป็นผลจากการสรรสร้างขึ้นมาอย่างเฉพาะเจาะจง

     องค์ความรู้ของวิทยาศาสตร์สมัยใหม่เรื่องวิวัฒนาการทางเคมีของชีวิต วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต รวมทั้งโลกพัฒนาตัวเองจากการทำลายของแสงอาทิตย์ และสามารถใช้พลังงานให้กำเนิดชีวิตได้ ทำให้ยอมรับว่าชีวิตค่อยๆเปลี่ยนจากสิ่งที่ไม่มีชีวิต ซึ่งเป็นการเชื่อมโยงกันระหว่างโมเลกุลแล้วค่อยๆ ซับซ้อนมากขึ้น ดังนั้นในความพยายามอธิบายของกำเนิดชีวิต อย่างแรกที่สุดเราควรพิจารณาจุดเริ่มต้นของโมเลกุลของสารอินทรีย์ซึ่งเป็นชิ้นส่วนที่สำคัญของการก่อสร้างชีวิตก่อน แล้วจึงมาพิจารณว่าโมเลกุลของสารอินทรีย์จะมารวมกันในเซลล์ของชีวิตอย่างไร

ในปี ค.ศ. 1954 เอช ซี ยูเรย์ นักธรณีเคมี และ เอส แอล มิลเล่อร์ นักชีวเคมี ทำการทดลองโดยเอาก๊าซมีเทน ( CH4 ) แอมโมเนีย ( NH4) ไฮโดรเจน (H2) และไอน้ำ ( H2O) ทำปฏิกิริยากันในห้องทดลอง โดยใช้อุปกรณ์ มีกระแสไฟฟ้าเป็นพลังงาน ทิ้งไว้ 1 สัปดาห์ เมื่อนำเอาสารที่ได้จากปฎิกิริยาเคมีมาวิเคราะห์ดูเกิดมีโมเลกุลของสาร 20 ชนิด 6 ใน 20 ชนิดนี้ เป็นกรดอมิโนที่สำคัญ คือ ไกลซีน อลานิน กรดกลูตามิค กรดแอสปาติค วาลิน โปรลิน

       กรดอมิโน มีความสำคัญเพราะเป็นโมเลกุลของชีวิต กรดอมิโนเป็นชิ้นส่วนพื้นฐานของการสร้างโปรตีน ซึ่งเป็นหนึ่งในโครงสร้างหลักองค์ประกอบของชีวิตร้อยละ 50 ของน้ำหนักแห้งของแต่ละเซลล์ในร่างกายของสิ่งมีชีวิตประกอบด้วย กรดอมิโน อาจอยู่ในรูปเชิงเดี่ยวหรือรวมกันในรูปโปรตีนก็ได้

       เชื่อว่ากรดอมิโนทั้งหมดที่เกิดขึ้นสามารถรวมกันได้ในสภาวะที่เหมาะสมช่วงหนึ่งที่เกิดขึ้นในโลกอดีต   

       โมเลกุลที่สำคัญของชีวิตตัวอื่นก็ถูกสร้างขึ้นมาได้เช่นกันในห้องทดลองระยะหลัง ประกอบด้วย อะดินิน ที่เป็นองค์ประกอบสำคัญของทั้งดี เอ็น เอ และ อาร์ เอ็น เอ อย่างน้อยที่สุดโมเลกุลบางตัวที่เป็นกุญแจ ของชีวิตและผลผลิตของชีวิตถูกสร้างขึ้นในบรรยากาศของโลกดึกดำบรรพ์

       การเกิดของโมเลกุลที่สร้างขึ้นภายในเงื่อนไขในห้องทดลองทำให้คิดได้ว่า คล้ายคลึงกับการสร้างชิ้นส่วนของชีวิตของโลกในยุคต้น ขณะที่โลกเย็นลงและไอน้ำจำนวนมากในบรรยากาศรวมตัวกันเป็นของเหลว และตกลงมายังพื้นโลก ละลายแร่ธาตุลงไปสะสมกันในมหาสมุทรดึกดำบรรพ์ พิจารณาจากผลการทดลองของมิลเลอร์ - ยูเรย์ คาดคะเนได้ว่า หยดน้ำที่ได้จากการทดลองประกอบด้วย นิวคลีโอไทด์ กรดอะมิโน และสารประกอบอื่น ๆ ก็เหมือนกับปฏิกิริยาเคมีที่เกิดในบรรยากาศอดีตนั่นเอง

       มหาสมุทรในโบราณไม่ใช่สถานที่ที่น่ารื่นรมย์ และสิ่งที่น่าเปลก คือ เราเชื่อว่า ชีวิตเริ่มต้นมาจากแร่ธาตุบนผิวโลกที่ร้อนละลายรวมกับน้ำฝนลงไปสะสมในทะเล เรียกว่า น้ำซุป มีสารประกอบแอมโมเนียฟอร์มาดีไฮด์ กรดฟอร์มิก ไซยาไนด์ มีเทน ไฮโดรเจนซัลไฟด์ และไฮโดรคาร์บอน คำถาม คือชีวิตเกิดด้วยวิธีการอย่างไร

       โมเลกุลชนิดต่างๆ เหล่านี้มารวมกันอยู่ในน้ำ บางครั้งการรวมกันของโมเลกุลบางชนิดรวมตัวได้ขนาดใหญ่พอที่จะมองเห็นได้ ( เปรียบเทียบได้กับเราเอาน้ำมันและน้ำส้มใส่ขวดเขย่าเข้าด้วยกัน จะเกิดฟองเป็นฟองกลมๆเล็กๆ จากนั้นแต่ละฟองจะมารวมกันขนาดใหญ่ขึ้น ) ฟองเล็กๆ ที่เกิดขึ้นนี้ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 1-2 ไมโครเมตร ฟองเหล่านี้เกิดขึ้นเองจากโมเลกุลไขมันที่ละลายอยู่ในน้ำ เรียกว่า โคเเอคเซอร์เวท ( Coacervate ) ฟองเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นมาจากน้ำซุปในมหาสมุทรดึกดำบรรพ์ โดยการรวมตัวของไขมันหรือของโปรตีน ซึ่งอาจเป็นไปได้ว่าเป็นบันได้ขั้นแรกของวิวัฒนาการขององค์ประกอบของเซลล์

        1. โคเเอคเซอร์เวท สร้างขอบเขตชั้นนอกเป็นเนื้อเยื่อ 2 ชั้น คล้ายกับเยื่อหุ้มเซลล์

        2. โคเเอคเซอร์เวท โตขึ้นโดยการรวมโมเลกุลย่อยๆ เข้ามาจากสิ่งที่อยู่ล้อมรอบ

        3. โคแอคเซอร์เวท จะค่อยๆ คอดเข้าแล้วแบ่งออกเป็น 2 เหมือนแบคทีเรียแบ่งตัว

        4. โคเเอคเซอร์เวท ประกอบด้วยกรดอมิโนและสามารถใช้ประโยชน์จากกรดอมิโนเหล่านี้ เพื่อสะดวกในการเกิดปฏิกริยาเคมีต่างๆ ซึ่งส่วนใหญ่พบในเซลล์สิ่งมีชีวิต

        กระบวนการวิวัฒนาการเคมีของฟองโคแอคเซอร์เวท นี้ เกิดขึ้นก่อนกำเนิดชีวิต ฟองเล็กๆ เหล่านี้เกิดขึ้นจำนวนมากมายมหาศาลในทะเลดึกดำบรรพ์ เวลาผ่านไปหลายล้านปี ฟองเล็กๆ ที่ซับซ้อนนี้สามารถรวบรวมโมเลกุลเข้ามาและใช้พลังงานจากทะเลในอดีต ซึ่งทำให้อยู่ได้ บางฟองอาจแตกไป และเมื่อฟองเหล่านี้โตขึ้นเรื่อยๆ จนโตพอที่จะเแยกออกเป็นฟองใหม่ ซึ่งเหมือนฟองเก่า เป็นฟองลูก ฟองพ่อเเม่ ฟองลูกก็โตขึ้นอีก โดยการรวมคุณลักษณะที่เหมาะสมที่ได้จากพ่อแม่ ฟองเล็กๆ บางฟองบางโอกาสเปลี่ยนแปลงรูปร่างใหม่ถ่ายทอดต่อไป ณ จุดนี้ถือว่าชีวิตเริ่มต้นแล้วกระบวนการวิวัฒนาการเคมีของฟองโคแอคเซอร์เวท นี้ เกิดขึ้นก่อนกำเนิดชีวิต ฟองเล็กๆ เหล่านี้เกิดขึ้นจำนวนมากมายมหาศาลในทะเลดึกดำบรรพ์ เวลาผ่านไปหลายล้านปี ฟองเล็กๆ ที่ซับซ้อนนี้สามารถรวบรวมโมเลกุลเข้ามาและใช้พลังงานจากทะเลในอดีต ซึ่งทำให้อยู่ได้ บางฟองอาจแตกไป และเมื่อฟองเหล่านี้โตขึ้นเรื่อยๆ จนโตพอที่จะเแยกออกเป็นฟองใหม่ ซึ่งเหมือนฟองเก่า เป็นฟองลูก ฟองพ่อเเม่ ฟองลูกก็โตขึ้นอีก โดยการรวมคุณลักษณะที่เหมาะสมที่ได้จากพ่อแม่ ฟองเล็กๆ บางฟองบางโอกาสเปลี่ยนแปลงรูปร่างใหม่ถ่ายทอดต่อไป ณ จุดนี้ถือว่าชีวิตเริ่มต้นแล้ว

เซลล์ที่เก่าเเก่ที่สุด เมื่อเกิดชีวิตเริ่มแรกแล้ว คำถามต่อไป คือ รูปร่างของเซลล์แรกเป็นอย่างไร เมื่อมองย้อนไปในอดีตก่อนชีวิตจะปรากฏขึ้นเมื่อโลกเย็นลง ความเย็นจากผิวโลกลงลึกได้เพียง 50 กิโลเมตร ประมาณว่าใจกลางของโลกอุณหภูมิสูง 4,000-6,000 องศาเซลเซียล ดังนั้นโลกสามารถมีสิ่งมีชีวิตอยู่ได้เนื่องจากมหาสมุทรก่อตัวขึ้นนั่นเองช่วยให้พื้นโลกเย็นลง นักวิทยาศาสตร์พบหินที่มีอายุเก่าแก่ที่สุดในโลก คำนวณอายุโดยใช้วิธีการวัดรังสีจากไอโซโทปได้ 3,900 ล้านปี หินที่พบนี้ไม่มีซากสิ่งมีชีวิตอยู่ แสดงว่าชีวิตยังไม่เกิดขึ้น ลักษณะของหินบิดโค้งงออนุมานได้ว่า น่าจะก่อตัวขึ้นจากทะเล ต่อมาพบหินอายุประมาณ 3,500 ล้านปี มีซากสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กมากอยู่ จึงทำให้รู้ว่าชีวิตมีจุดกำเนิดหลังจากกำเนิดโลก 1,100 ล้านปี ซากของสิ่งมีชีวิตที่หลงเหลืออยู่ในหินถือว่าเป็นประวัติศาสตร์ของชีวิต ลักษณะรูปร่างง่ายมากเหมือนกับเซลล์ของแบคทีเรียที่พบกันอยู่ในทุกวันนี้ ขนาดวัดได้เส้นผ่าศูนย์กลาง 1- 2 ไมโครเมตร เซลล์เดี่ยวนี้มีโครงสร้างภายในเพียงเล็กน้อยและไม่มีระยางค์ เราเรียกว่า โปรคารี-โอท ( prokaryotes ) เป็นภาษากรีก หมายถึง ไม่มีนิวเคลียส นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า โปรคารีโอท คือ แบคทีเรีย หลังจากนั้นไม่มีสิ่งมีชีวิตที่มีโครงสร้างซับซ้อนกว่านี้เกิดขึ้นอีกเลยจนเวลาผ่านไป 1,500 ล้านปี ดังนั้น อย่างน้อย 2,000 ล้านปี ( เกือบครึ่งหนึ่งของอายุโลก ) ถือว่าเป็นโลกของเเบคทีเรียหรือแบคทีเรียครอบครองโลก

แบคทีเรียที่สังเคราะห์มีเทน ( Methane-producing bacteria ) ถ้าเช่นนั้นแบคทีเรียเริ่มแรกมีลักษณะอย่างไร บางทีอาจเป็นไปได้ว่าแบคทีเรียเริ่มแรกยังคงอยู่ถึงปัจจุบัน คือ เเบคทีเรียที่สังเคราะห์มีเทนได้ มีรูปร่างง่ายมาก สามารถมีชีวิตอยู่ได้ในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีอ๊อกซิเจนกับเป็นพิษต่อมันอีก แบคทีเรียชนิดนี้ใช้คาร์บอนไดอ๊อกไซด์ทำปฏิกริยากับน้ำสังเคราะห์มีเทนออกมา

      เซลล์ของเเบคทีเรียสังเคราะห์มีเทนนี้เหมือนกับเซลล์แบคทีเรียทั่วไปคือมี ดี เอ็น เอ เยื่อหุ้มเซลล์ชั้นนอกประกอบด้วยโมเลกุลของไขมัน และเมตาโบลิซึมของมันขึ้นอยู่กับพลังงาน แต่เมื่อพิจารณาดูรายละเอียดของเยื่อหุ้มเซลล์และผนังเซลล์ของเเบคทีเรียชนิดนี้พบว่า ต่างจากของแบคทีเรียทั่วไป แตกต่างกันที่ปฏิกริยาทางชีวเคมีพื้นฐานในแง่ของขบวนการสร้างผนังเซลล์และสร้างเยื่อหุ้มเซลล์ วิธีการอ่านข่าวสารของดี เอ็น เอ และการสร้างพลังงานในการยังชีพ    

เเบคทีเรียสังเคราะห์แสง ( Photosynthetic bacteria ) มีการค้นพบก้อนหินอายุประมาณ 3,000-5,000 ล้านปี มีซากของแบคทีเรียติดอยู่ รูปร่างคล้ายลูกปัดทีร้อยเรียงกันเป็นสายยาว คล้ายไซยาโนแบคทีเรียปัจจุบัน ซึ่งเป็นแบคทีเรียที่สามารถจับพลังงานจากแสงแดดและเปลี่ยนให้เป็นพลังงานเคมีภายในเซลล์ได้แบคทีเรียชนิดนี้สังเคราะห์แสงได้เหมือนพืช ในยุคที่โลกมีแบคทีเรียชนิดนี้อาศัยอยู่เป็นจำนวนมาก พื้นผิวโลกน้ำ หรือบริเวณที่มันอยู่จะมีสีสรร เพราะเม็ดสีของมัน

      แบคทีเรียที่สังเคราะห์แสงได้มีความสำคัญมากในประวัติศาสตร์ของชีวิตบนโลก ชื่อ ไซยาโนแบคทีเรีย ( cyanobacteria ) บางครั้งเรียก สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน ( blue-green alage ) แบคทีเรียชนิดนี้มีลักษณะคล้ายเม็ดคลอโรฟิลล์ที่ทำหน้าที่ช่วยสังเคราะห์แสงในพืชบวกกับเม็นสิน้ำเงินหรือสีแดง ไซยาโนแบคทีเรียผลิตก๊าซอ๊อกซิเจนจากกิจกรรมสังเคราะห์แสง และเมื่อมันปรากฏขึ้นในโลกนี้อย่างน้อย 3,000 ล้านปี มันมีบทบาทสำคัญในการเพิ่มปริมาณความเข้มข้นของก๊าซอ๊อกซิเจนในบรรยากาศของโลกจากเดิมที่เคยมีปริมาณต่ำกว่าร้อยละ 1 เพิ่มขึ้นเป็นร้อยละ 21 หมุนเวียนอยู่ในบรรยากาศโลก ไซยา-โนแบคทีเรียยังรับผิดชอบนการสะสมหินปูนขนาดมหาศาลบนผิวโลกและในทะแลด้วย

ต่อมาพบฟอสซิลในหินอายุประมาณ 1,500  ล้านปี มีลักษณะแตกต่างไปจากเซลล์ดั้งเดิม เซลล์เหล่านี้ขนาดใหญ่กว่าแบคทีเรียและมีเยื่อหุ้มชั้นใน ผนังเซลล์หนา ขนาดของเซลล์เส้นผ่าศูนย์กลางมากกว่า 10 ไมโครเมตร ฟอสซิลบางเซลล์อายุ 1,400 ล้านปีมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางใหญ่ถึง 60 ไมโครเมตร รูปร่างของเซลล์เริ่มมีขน ฟอสซิลชนิดนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์ได้ร่องรอยเหตุการณ์อันยิ่งใหญ่ของวิวัฒนาการของชีวิตสิ่งมีชีวิตชนิดใหม่เกิดขึ้น เซลล์เหล่านี้เรียกว่า ยูคาริโอท ( eukaryotes ) ภายในเซลล์มีก้อนที่เรียกว่า นิวเคลียส สิ่งมีชีวิตอื่นยกเว้นแบคทีเรียเป็นยูคาริโอททั้งหมด และยูคาริโอทเหล่านี้เกิดวิวัฒนาการเปลี่ยนเเปลงสร้างสิ่งมีชีวิตหลากหลายที่อาศัยในโลกทุกวันนี้ รวมทั้งมนุษย์ด้วย

      เมื่อไม่กี่สิบปีมานี้เอง ได้มีการค้นพบว่า บริเวณที่มีความร้อนสูง เช่น น้ำพุร้อนหรือใต้มหาสมุทรที่รับพลังงานจากใจกลางโลกโดยตรงนั้นมีแบคทีเรียอยู่ได้ ทั้งๆที่ในที่นั้นมีอุณหภูมิร้อนถึง 112 องศาเซลเซียล ( น้ำเดือดที่ 100 องศาเซลเซียล ) นักวิทยา-ศาสตร์ตั้งชื่อว่ะ พวกรักความร้อน ( Thermophiles ) หน่วยพันธุกรรมของแบคทีเรียพวกนี้ดึกดำบรรพ์มาก แบคทีเรียพวกนี้มีหลายชนิด ปัจจุบันนับได้ 35 ชนิด แต่เชื่อว่ามีเป็นร้อยชนิดพบในที่ต่างๆ ทั่วโลก เช่น ญี่ปุ่น อิตาลี แคนาดา นิวซีเเลนด์ ความหลากหลายของชนิดและถิ่นที่อยู่เป็นตัวบ่งชี้ว่าแบคทีเรียพวกนี้อาศัยอยู่ในโลกนานแล้ว ดร. โทมัส บร๊อค แห่งมหาวิทยาลัยวิสคอนซินผู้ค้นพบแบคทีเรียจำพวกนี้แถลงว่ามีการค้นพบฟอสซิลที่เก่าเเก่ที่สุดในโลกอายุ 3,500 ล้านปี ปรากฏว่าเป็นฟอสซิลของแบคทีเรียที่พบในที่มีอุณหภูมิสูงถึง 71 องศาเซลเซียล หรือมากกว่านั้น ซึ่งสอดคล้องกับโลกในยุคแรกอุณหภูมิมีสูงมาก ดังนั้นชีวิตแรกทีกำเนิดบนโลกจะต้องอยู่ได้ในที่ที่มีอุณหภูมิสูง

สรุปอย่างน้อยที่สุด 2,000 ล้านปีแรกของชีวิตบนโลก สิ่งมีชีวิตทั้งหมด คือ แบคทีเรีย ประมาณ 1,500 ล้านปีต่อมา จึงเกิดยูคาริโอท สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ปัจจุบันสืบทอดมาจากแบคทีเรียในยุคดึกดำบรรพ์ แต่ก็มีไม่น้อยที่เปลี่ยนรูปไปแล้วไม่สามารถอยู่รอดได้

    ข้อสันนิษฐานอีกอย่างหนึ่ง คือปริมาณของอ๊อกซิเจนที่สร้างขึ้นโดยไซยาโนแบคทีเรียสะสมอยู่ในชั้นบรรยากาศโลก ทำให้มีวิวัฒนาการของแบคทีเรียที่ใช้อ๊อกซิเจนเกิดขึ้น และต่อมาอีก 800 ล้านปี จึงเกิดสิ่งมีชีวิตจำพวกพืช และสัตว์ ส่วนมนุษย์นั้นมีหลักฐานการวิวัฒนาการเมื่อ 2 -3 ล้านปีนี้เอง

    เมื่อปี ค.ศ. 1989 มีการค้นพบซากหินพบว่า พืชชนิดแรกเกิดขึ้นเมื่อ 430 ล้านปีก่อน มีลำต้นโดดๆ ไม่มีใบ ต่อมาจึงเริ่มมีใบคล้ายเฟิร์นซึ่งเป็นผลมากจากความต้องการแสงแล้ววิวัฒนาการจนกลายเป็นพืชปัจจุบัน และในซากหินยังพบดอกไม้ดึกดำบรรพ์พิสูจน์ได้ว่า ดอกไม้ดอกแรกของโลกอุบัติขึ้นอย่างน้อยเมื่อ 120 ล้านปีมาแล้ว

      อย่างไรก็ตามเรื่องกำเนิดชีวิตก็ยังมีการศึกษากันอย่างต่อเนื่อง โดยเฉพาะแบคทีเรียชนิดต่างๆ ปัจจุบันนี้เรายอมรับว่า ชีวิตทั้งหลายอยู่ได้ด้วยพลังงานจากดวงอาทิตย์และก๊าซอ๊อกซิเจนในการหายใจ เมื่อปี ค.ศ. 2001 ศาสตราจารย์ เดเร็ก ลัฟเลย์ แห่งมหาวิทยาลัยแมสซาชูเซดส์ และ ดร. ฟรานซิส ชาเปลล์ จากสถาบันสำรวจภูมิศาสตร์สหรัฐ ได้พบสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในน้ำพุร้อนลึกลงไป 200 เมตร ที่รัฐโอไฮโอ สหรัฐอเมริกา ไม่ง้อแสงอาทิตย์ แต่ใช้ไฮโดรเจนในเนื้อหินเป็นแหล่งพลังงาน ดร.ลัฟเลย์ ให้ความเห็นว่า กลุ่มจุลินทรีย์ที่พบในรัฐโอไฮโอนี้ไม่เหมือนกับที่เคยพบบนพื้นโลกในสถานที่ที่ไม่น่าจะมีสิ่งมีชีวิตอยู่ได้เลย เพราะแทบจะไม่มีสารอินทรีย์หลงเหลืออยู่เลย พบแต่เพียงส่วนประกอบของไฮโดรเจนเท่านั้น จุลินทรีย์ชนิดนี้จัดอยู่ในกลุ่มสิ่งมีชีวิตโบราณที่เรียกว่า อาร์เคีช์ย เป็นจุลินทรีย์ที่สร้างก๊าซมีเทนโดยนำไฮโดรเจนสังเคราะห์ร่วมกับคาร์บอนไดอ๊อกไซด์จึงจัดอยู่ในพวกเมธาโตเจน สิ่งมีชีวิตพวกนี้ไม่จำเป็นต้องใช้สารอินทรีย์จำพวกคาร์บอนในการเจริญเติบโต จึงเป็นตัวอย่างที่อาจช่วยทำนายได้ว่า สามารถมีสิ่งมีชีวิตบางชนิดที่สามารถเจริญได้บนดาวเคราะห์ดวงอื่น โดยเฉพาะดาวอังคาร ซึ่งมีสภาพทางธรณีวิทยาคล้ายรัฐโอไฮโอ

จากการที่เราใช้ความรู้ทางวิทยาศาสตร์อธิบายกำเนิดชีวิตชนิดแรกในโลกเกิดขึ้นได้อย่างไร รวมทั้งขั้นตอนที่สำคัญที่สุดสองขั้น คือ หนึ่ง การสังเคราะห์แสง ซึ่งทำให้เกิดอ๊อกซิเจนขึ้น และ สอง การที่นิวเคลียสของเซลพัฒนาขึ้น  

    สิ่งมีชีวิตทางชีววิทยา หมายถึง สามารถดึงเอาพลังงานจากดวงอาทิตย์ หรือจากสารต่างๆ ที่อยู่ล้อมรอบตนมาใช้ได้ สิ่งมีชีวิตสามารถเพิ่มจำนวนได้ สิ่งมีชีวิตสามารถปรับตัวได้ในระดับหนึ่ง

      การที่สิ่งมีชีวิตแรกเกิดขึ้นในมหาสมุทรและมีชีวิตอยู่ในน้ำตั้งแต่ 3,500 ล้านปี จนกระทั่ง 440 ล้านปี ( ในมหาสมุทรช่วงแรกมีสิ่งมีชีวิตประมาณ 10,000 ชนิด ) พืชกลุ่มแรกจึงสามารถขึ้นมาดำรงชีวิตอยู่บนบกได้นับระยะเวลาชีวิตอยู่ในน้ำก่อนขึ้นบก 3,060 ล้านปี นับจากชีวิตเริ่มแรกบนบกจนถึงปัจจุบัน 440 ล้านปี เป็นเพราะเหตุใด อาจกล่าวได้ว่า ปัจจัยที่สำคัญ คือ หนึ่ง การมีชีวิตบนโลกได้มีการเปลี่ยนเเปลงมาสู่โลก คือ ชีวิตสร้างอ๊อกซิเจนซึ่งมีความจำเป็นต่อชีวิตเกือบทั้งหมดที่มีอยู่ในโลกนี้ในการยังชีพ และยังสร้างโอโซนทำให้มวลชีวิตบนดินเกิดขึ้นได้ แสดงว่าชีวิตสร้างชีวิตเอง สอง รังสีอุลตราไวโอเล็ต ซึ่งเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต ในช่วงนั้นบรรยากาศของโลกยังไม่มีชั้นโอโซนปกคลุมอยู่ รังสีอุลตราไวโอเล็ตจึงผ่านลงมายังพื้นผิวโลกได้เต็มที่ ชีวิตจึงอยู่บนบกไม่ได้ เพราะหน่วยพันธุกรรมซึ่งเป็นพื้นฐานของชีวิตถูกทำลายได้ง่าย สาม น้ำช่วยกรองรังสีอุลตราไวโอเล็ตทำให้ปริมาณรังสีอุลตราไวโอเล็ตที่สามารถผ่านลงไปได้มีปริมาณไม่มากพอที่จะเป็นอันตรายได้ ความลึกของน้ำ 10 เมตร สามารถดูดซับรังสีอุลตราไวโอเล็ตได้ สี่ เซลล์ของสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่โครงสร้างเป็นแบบง่ายๆ นั้นจะต้องอยู่ในของเหลว  เมื่อชั้นโอโซนกั้นรังสีอุลตราไวโอเล็ตไว้ได้ และสิ่งมีชีวิตในน้ำที่วิวัฒนาการมาจนโครงสร้างซับซ้อนมากพอที่จะสามารถอยู่ในที่เเห้งได้ ก็ขึ้นมามีชีวิตอยู่บนบกและวิวัฒนาการไปเรื่อย จนได้จำนวนชนิดสิ่งมีชีวิตทั้งในน้ำและบนบกที่มากมายหลากหลายที่เห็นอยู่ทุกวันนี้  

      ผลจากวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตจะได้ความหลากหลายทางชีวภาพ ซึ่งแตกต่างกันในแง่โครงสร้างรูปร่าง สรีระ และพฤติกรรม แต่สิ่งที่ทุกชีวิตจะไม่แตกต่างกันเลยคือ ต้องการพลังงานในการดำรงชีวิต

     วิถีการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดที่แตกต่างกัน เมื่อมาอยู่ร่วมกันในชีวาลัยแบ่งหน้าที่กันโดยมีบทบาทเป็นผู้ผลิต (Producer) บ้าง ผู้บริโภค (Consumer) บ้าง และผู้ย่อยสลาย (Decomposer) บ้าง ช่วยกันพึ่งพาอาศัยกัน โดยใช้วัตถุดิบและพลังงานจากสภาพแวดล้อมภายนอก ( Abiotic substance) มีการไหลของวัตถุดิบและพลังงานในระบบ เรียกว่า ระบบนิเวศ (Ecosystem) ให้ทุกชีวิตสามารถอยู่รอดได้ ถือว่าเป็นสมดุลแห่งธรรมชาติ      

ความหลากหลายของสิ่งมีชีวิต (Biodiversity) มีหลายระดับ คือ ความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตนานาชนิด (species diversity) ไม่ว่าจะเป็นพวกจุลินทรีย์ พืช สัตว์ รวมทั้งมนุษย์ สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดล้วนแต่มีองค์ประกอบทางพันธุกรรมที่แตกต่างแปรผันกันออกไปมากมาย (genetic diversity) เพื่อให้เกิดความสอดคล้องเหมาะสมกับสภาพแหล่งที่อยู่อาศัยในแต่ละท้องถิ่นอันเป็นระบบนิเวศที่ซับซ้อนและหลากหลายในบริเวณต่างๆ ของโลก (ecological diversity)

      สิ่งที่สะท้อนให้เห็นถึงความหลากหลายทางนิเวศวิทยา คือ สิ่งมีชีวิตที่ปรากฎอยู่ในโลกปัจจุบันประมาณ 3-5 ล้านชนิด และคาดว่าอาจจะมีมากมายถึง 30 ล้านชนิด แต่ที่ได้มีการศึกษาโดยใช้หลักวิทยาศาสตร์มีอยู่เพียงประมาณ 2 ล้านชนิดเท่านั้น ในจำนวน 2 ล้านชนิดที่รู้จักกันแล้วนี้มีอยู่เพียงน้อยนิด ไม่ถึงร้อยละ 0.01 ที่นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาและตรวจสอบถึงคุณค่าที่จะให้ประโยชน์ต่อมนุษย์ในรูปแบบต่างๆ ทั้งทางตรงและทางอ้อม
การสูญพันธุ์
ผลกระทบสะท้อนกลับไปกลับมาระหว่างสิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆ กับสภาพแวดล้อมที่หลากหลายยิ่งเอื้ออำนวยให้เพิ่มความหลากหลายของชีวิตชนิดต่างๆ มากขึ้น

       มนุษย์ได้บริโภคผลผลิตสุทธิทั้งหมดของการสังเคราะห์แสงบนพื้นโลกไปประมาณร้อยละ 40 ทั้งทางตรงและทางอ้อม กิจกรรมหรือการบริโภคอย่างฟุ่มเฟือยของมนุษย์ทำให้โลกเคลื่อนเข้าสู่ยุคแห่งความไร้เสถียรภาพอาจจะผลักดันให้เกิดการสูญพันธุ์ครั้งที่ 6 ได้เนื่องจากความเป็นอยู่ของสังคมมนุษย์ยุคใหม่โดยเฉพาะยุคแห่งเทคโนโลยี ในประวัติศาสตร์ 1,500 ล้านปีของสิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์ดวงนี้ กรณีการสูญพันธุ์ครั้งยิ่งใหญ่ที่ศึกษาได้จากฟอสซิลนั้นเกิดขึ้นหลังจากมีวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์โดยมีลำดับดังนี้ (ให้ดูภาพวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตประกอบด้วย)

        ครั้งที่ 1 การสูญพันธุ์ครั้งแรกเกิดขึ้นในกือบจะช่วงปลายยุคแคมเบรียน (Cambrian) ประมาณ 505 ล้านปีมาแล้ว

     ครั้งที่ 2 การสูญพันธุ์ครั้งยิ่งใหญ่เกิดในปลายยุค ออร์โดวิเชียน (Ordovician) เมื่อประมาณ 438 ล้านปีมาแล้ว ซึ่งเป็นช่วงที่มีสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ทั้งหมดอาศัยอยู่ในทะเล

                 ครั้งที่ 3 การสูญพันธุ์ครั้งสำคัญเช่นกันเกิดขึ้นเมื่อปลายยุคดีโวเนียน (Devonian) ประมาณ 360 ล้านปีที่ผ่านมา

           ครั้งที่ 4 การสูญพันธุ์ครั้งที่รุนแรกที่สุดในบรรดากรณีสูญพันธุ์ครั้งสำคัญๆ ทั้งหมดที่สำรวจได้เกิดขึ้นในช่วง 10 ล้านปีสุดท้ายของยุคเปอร์เมียน (Permian) ประมาณ 248-238 ล้านปีมาแล้ว นักบรรพชีวินวิทยาประมาณว่าร้อยละ 96 ของชนิดสิ่งมีชีวิตในทะเลสูญพันธุ์ไปในช่วงนี้นับเป็นการเปลี่ยนแปลงรูปแบบชีวิตบนโลกอย่างถาวร

       ครั้งที่ 5 ประมาณ 65 ล้านปีมาแล้ว ในช่วงท้ายของยุคครีเตเชียส(Cretaceous) การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ได้เกิดขึ้นอีก เหตุการณ์นี้น่าจะเกี่ยวข้องกับการพุ่งชนโลกของดาวเคราะห์น้อยขนาดมหึมาซึ่งคาดว่าน่าจะเป็นบริเวณคาบสมุทรยูคาทาน (Yucatan) อ่าวเม๊กซิโก เหตุการณ์ดังกล่าวได้ทำลายสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ในทะเลจำนวนมาก และทำลายชนิดของสิ่งมีชีวิตบนบกไป 2 ใน 3 ส่วน สัตว์จำพวกไดโนเสาร์สิ้นสุดไปในยุคนี้เช่นกัน สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทุกชนิดที่เหลืออยู่นั้นไม่มีชนิดใดที่ขนาดใหญ่กว่าแมวบ้านและกลายเป็นสิ่งมีชีวิตหลักบนบกในเวลาต่อมาขณะเดียวกันสัตว์จำพวกนก สัตว์เลื้อยคลานยุคใหญ่ พืช และแมลง เกิดขึ้นอย่างแพร่หลายมากมาย

จาก 65 ล้านปีในอดีตจนถึงปัจจุบัน จำนวนชนิดของสิ่งมีชีวิตต่างๆ ทั้งพืช สัตว์ รา จุลินทรีย์ บนโลกได้เพิ่มจำนวนชนิดขึ้นอย่างสม่ำเสมอ และมีชุมชนของสิ่งมีชีวิตบนบกที่ซับซ้อนมากขึ้น ในช่วงเวลาของมนุษย์จีนัส โฮโม น่าจะมีชนิดของสิ่งมีชีวิตประมาณ 10 ล้านชนิด เป็นชนิดของสิ่งมีชีวิตในทะเลประมาณร้อยละ 15 ที่เหลือเป้นสิ่งมีชีวิตบนบกและในน้ำจืด ซึ่งไม่เคยปรากฏว่ามีชนิดของสิ่งมีชีวิตมากกว่านี้อีกเลยเมื่อบรรพบุรุษของเราพัฒนาการเกษตรขึ้นมาเมื่อ 10,000 ปีที่ผ่านมา มีประชากรมนุษย์หลายล้านคนในช่วงเริ่มคริสตกาล จำนวนประชากรมนุษย์ได้เพิ่มขึ้นอีก และเมื่อค.ศ. 1950 มีประชากร 2.5 พันล้านคน ซึ่งมากเป็นประวัติการณ์

        การสูญเสียทางชีวภาพ คือ การสูญหายไปอย่างถาวรของชนิดของสิ่งมีชีวิต เป็นลักษณะเด่นของชีวิตบนดาวดวงนี้มาตลอด ประมาณ 10 ล้านชนิดที่มีอยู่ในปัจจุบัน เป็นเพียงส่วนประกอบน้อยนิดประมาณร้อยละ 1 ของสิ่งมีชีวิตต่างๆ จำนวนมากมายหลายร้อยล้านชนิดที่เคยอุบัติขึ้นมาในโลกอดีตกาล โดยเฉพาะในช่วงเวลา 600 ล้านปีที่ผ่านมา ซึ่งเป็นช่วงที่มีสิ่งมีชีวิตมากมายหลากหลายมากจนถือว่าเป็นยุคทองของสิ่งมีชีวิตก็ได้ อย่างไรก็ตามการสูญพันธุ์แบบตลอดกาลหรือการสูญพันธุ์แบบชั่วคราวที่เราเผชิญอยู่ทุกวันนี้เป็นการเผชิญหน้ากับอัตราการสูญพันธุ์ที่มากกว่าที่เคยมีมาในอดีต เป็นเพราะเหตุใด

       จำนวนประชากรที่เพิ่มขึ้น อัตราการบริโภคต่อคนเพิ่มขึ้นรวมทั้งการใช้เทคโนโลยี ได้ทำให้สิ่งแวดล้อมโลกเกิดการเปลี่ยนแปลง แม้ว่า 1 ใน 5 ของจำนวนพลโลกทั้งหมด 6 พันกว่าล้านคนอาศัยอยู่ในประเทศอุตสาหกรรม เช่น สหรัฐอเมริกา ญี่ปุ่น หรืออีกหลายประเทศในยุโรป พวกเขาเหล่านี้ได้ใช้ผลิตผลของโลกไปประมาณ 4 ใน 5 ของทั้งหมดไม่ว่าจะโดยทางตรงหรือทางอ้อม และไม่ได้มีส่วนในสำคัญต่อความยั่งยืนของชีวาลัย ทำให้เกิดการไม่สมดุลกัน ขณะที่จำนวนประชากรเพิ่มขึ้นเป็นทวีคูณจากค.ศ. 1950 มี 2.5 พันล้านคน จนขณะนี้มีประมาณ 6 พันกว่าล้านคน 1 ใน 5 ของดินชั้นบนถูกปล่อยให้รกร้างจนไม่เหมาะแก่การเพาะปลูก ร้อยละ 50 ของพื้นที่เกษตรบนโลกเคยเป็นดินชุ่มน้ำ กลายเป็นดินเค็ม หรือทะเลทราย ปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศเพิ่มขึ้น 1 ใน 5 โอโซนในบรรยากาศชั้นสตราโตสเฟียร์หายไปร้อยละ 6 ถึง 8 และประมาณ 1 ใน 3 ของป่าไม้ทั้งโลกถูกตัดโดยไม่มีการปลูกทดแทน

ตัวเลขจำนวนประชากรมนุษย์ที่เพิ่มขึ้นอย่างมหาศาลโดยไม่ได้มีการคาดการณ์ล่วงหน้าทำให้เกิดความกดดันต่อความสามารถของโลกที่จะรองรับได้ (Carrying capacity) ช่วงกลางศตวรรษที่ 20 มีประชากรโลกประมาณ 1.5 พันล้านคนที่มีชีวิตอยู่อย่างยากจน ประมาณครึ่งหนึ่งขาดแคลนอาหาร ขณะที่พลโลกเพิ่มขึ้นเกือบ100 ล้านคนต่อปี เนื่องจากประเทศกำลังพัฒนา มีประชากรในวัยเจริญพันธุ์อยู่มาก จากการที่ประชากรมนุษย์เพิ่มขึ้นทำให้มีการทำลายถิ่นที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น มีท่าที่บ่งบอกว่าจะเกิดการสูญพันธุ์อย่างรุนแรงอีกครั้งหนึ่ง นับได้ว่าเป็นครั้งที่ 6 ของประวัติศาสตร์การสูญพันธุ์ การสูญพันธุ์อย่างรุนแรงที่อาจจะเกิดขึ้นใน 20-30 ปีข้างหน้าคือ มากกว่า 1 ใน 5 ของชนิดพืช สัตว์ เห็ดรา และจุลินทรีย์จะหายไป ในช่วงปลายศตวรรษที่ 21 ซึ่งเชื่อว่าประชากรมนุษย์น่าจะคงที่ ถ้าการวางแผนครอบครัวได้รับการสนับสนุนอย่างจริงจัง ประมาณว่าเราน่าจะสูญเสีย 2 ใน 3 ของชนิดสิ่งมีชีวิตทั้งหมดที่เคยสูญพันธุ์ไปเมื่อปลายยุคครีเตเซียส

       

          โลกในฐานะที่เป็นระบบที่สามารถใช้พลังงานจากดวงอาทิตย์ได้ เพราะมีคุณสมบัติของชุมชนในระบบนิเวศ ซึ่งเป็นฐานของความหลากหลายทางชีวภาพ และจากความหลากหลายขององค์ประกอบของสิ่งมีชีวิตนี้เองมนุษย์ได้นำมาเป็นอาหาร ยา ที่อยู่อาศัย เครื่องนุ่งห่ม และพลังงานที่ใช้ดำรงชีพ ทั้งๆ ที่มนุษย์ได้ใช้ประโยชน์จากสิ่งมีชีวิตจำนวนมากมายหลายชนิดเหล่านี้ แต่เรากลับมีความรู้เกี่ยวกับพวกมันน้อยมาก การสูญพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆ ซึ่งมีสาเหตุจากการถูกทำลายที่อยู่อาศัยของมันมีประมาณ 1,000 ถึง 10,000 เท่าของ 65 ล้านปีที่แล้ว ทำให้เกิดความสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพ เรากำลังเผชิญหน้ากับการเคลื่อนไหวที่รวดเร็วที่สุดและน่ากลัวที่สุด ของการเปลี่ยนเเปลงสิ่งเเวดล้อม การสูญพันธุ์เป็นการกลับคืนมาไม่ได้อย่างถาวร และจะจำกัดความสามารถในการดำรงอยู่ของมนุษย์ด้วย มนุษย์ควรตระหนักถึงการแก้ไขอย่างเร่งด่วนได้แล้ว

ในความหลากหลายทางชีวภาพของชนิดสิ่งมีชีวิตบนพื้นโลกประมาณร้อยละ 80 อยู่ในประเทศกำลังพัฒนา ซึ่งมีประชากรร้อยละ 80 ของจำนวนประชากรทั้งโลก แต่มีผู้มั่งคั่งร้อยละ 15 มีนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรร้อยละ 6 ของโลกเท่านั้น ดังนั้น ความเร่งด่วนสูงสุดในขณะนี้คือต้องมีการร่วมมือกันระดับนานาชาติหากต้องการยับยั้งการสูญเสียสิ่งมีชีวิต ความหลากหลายทางชีวภาพไม่สามารถสงวนไว้ให้เพียงพอในโลกที่นับวันจะร้อนขึ้นเรื่อยๆ โลกที่สูญเสียหน้าดินไป 25 พันล้านตันต่อปี และโลกที่ปริมาณโอโซนลดลง โลกต้องได้รับการจัดการที่ยั่งยืนเพื่อจัดสรรสิ่งแวดล้อมสำหรับการสงวนไว้ซึ่งความหลากหลายทางชีวภาพ ถ้าเป้าหมายพื้นฐานประสพความสำเร็จ ธรรมชาติจะรักษาตัวมันเองได้ ประกอบกับการจัดการด้วยความเอาใจใส่ต่อการถูกทำลายและการถูกรบกวนของที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิต และการอนุรักษ์จะช่วยให้เรารักษาความหลากหลายทางชีวภาพไว้ได้ ท่ามกลางการสูญพันธุ์ที่เกิดขึ้นโดยมนุษย์เป็นต้นเหตุ

ทฤษฎีแผ่นเปลือกโลกเคลื่อนตัว

ประมาณ 225 ล้านปีมาแล้ว

พื้นผิวโลกรวมตัวเป็นผืนเดียวกันเรียก มหาทวีปพันเจีย

แบ่งออกเป็น 2 ส่วน

ส่วนบน เรียก ลอเรเซีย

(Laurasia)

 ส่วนล่าง เรียก

กอนวานาแลนด์

(Gondwanaland)