生命的复杂化

大约40亿年前(qián)，在(zài)远(yuǎn)古(gǔ)海(hǎi)洋(yáng)富(fù)含(hán)化(huà)学(xué)物(wù)质(zhì)的(de)环(huán)境(jìng)中，生命可能已经开始得以发展。科学家们认为，其中的关键(jiàn)就是能够自我复制的复杂有机分子（如DNA）的出现。
在地球历史上的这一时期，大气中并没有臭氧层可以遮挡来自太阳的强烈紫外线辐(fú)射(shè)。当(dāng)这(zhè)些(xiē)复(fù)杂(zá)的(de)分(fēn)子(zi)自我复制的时候，太阳光线的辐射可能造(zào)成(chéng)频(pín)繁的突变。其中的某些变化会产生更加适应环境的分子结构。自然选择在这种情况下展露无遗。

例如，那些复制频率更高、结构更复杂的大分子往往具有一个优势，那就是它们可以将其他分子吸附过来，成为自己的保护层(céng)。实验表明，在模仿的活跃的火山活动环境中，通过冷水的快速降温，氨基酸可以在自身周围形成一个膜的结构。第一个细胞很有可能就(jiù)是(shì)通(tōng)过(guò)这(zhè)样(yàng)的(de)方(fāng)式(shì)产(chǎn)生(shēng)的。
这些原始细胞都是结构简单的类细菌生物，我们称之为原核生物，它们的外层膜中包裹着原生质，那是一种凝胶似的物质，含有一系列大大小小的分子。DNA位于原生质中的一个特定区域，但是并没有什么固定的组织(zhī)结构。原核细胞可以通过分裂出两个新的细胞来完成复制。这些早期的微生物以远古海洋中丰富的有机分子为食。
大约在34亿年前，随着有机分(fēn)子(zi)的(de)大(dà)量(liàng)产(chǎn)生(shēng)，进(jìn)化(huà)出(chū)一(yī)种新的原核微生物。这就是蓝藻，它们采用了一种全新的进食方式：光合作用。光合作用利用阳光中的能量将二氧化碳和水转化为葡萄糖（一种简单的糖），并产生氧气这一副产品。在此之前，氧气对生物是有毒的。也就是从那时起，氧气出现在(zài)大气中，各种各样的生命开始依赖它生存。
下一次大的飞跃是18亿年前，更大、更复杂(zá)的(de)细(xì)胞(bāo)出(chū)现(xiàn)了(le)，它(tā)们(men)被(bèi)称作真(zhēn)核(hé)细(xì)胞(bāo)。它(tā)们(men)的(de)体(tǐ)内(nèi)存在一个包含DNA的中心结构——细胞(bāo)核。此外，真核细胞还有一些具有特定功能的特殊结构，它们被称为细胞器。事实上，某些细胞器拥有自己的DNA，而一些特定的细胞器和某(mǒu)些细菌具有相似之处。据此，美国生物学家琳恩·玛格丽丝在20世纪60年代末总结出了真核细胞与不同种类(lèi)原核细胞之间的共生（互利）关系。这一理论现在被科学家们所普遍接受。
虽然我们及所有多细胞生物(wù)的(de)细胞都属于真核细胞，但是最初的真核细胞却出现在单细(xì)胞(bāo)微(wēi)生(shēng)物身上，它们具有许多与现存物种——比如原生动物（具备一定的动物特性）、黏菌（具有一些真菌的特点）和某些藻类（像植物一样可以进行光合作用）——很相似的特点。
也许，真核细胞带来(lái)的最显著的创新就是性行为的出现。在有性繁殖中，一部分遗传因素来自父亲，另一部分来自母亲，这就导致了更大的变化。而这种变化可以帮助生物适应不断变化的环境，并加快进化的步伐。