Dòng thời gian lịch sử tiến hóa của sự sống liệt kê những sự kiện lớn trong dòng thời gian phát triển của sự sống trên Trái Đất. Để biết thêm chi tiết về các sự kiện này, xem Lịch sử Trái Đất, và niên đại địa chất. Thời gian liệt kê ở đây được ước tính dựa trên các chứng cứ khoa học.
Trong sinh học, tiến hóa là quá trình mà qua đó các sinh vật nhận được và truyền lại các đặc tính từ thế hệ này sang thế hệ khác. Việc diễn ra trong một thời gian rất dài của nó giải thích nguồn gốc của các loài mới và sự đa dạng của sinh giới. Các loài cùng thời nhau liên quan đến nhau bởi cùng gốc, sản phẩm của sự tiến hóa và sự hình thành loài qua hàng tỉ năm.
Trong các bảng dưới đây, thời gian được tính bằng Ma/Ka: Mega/Kilo annum, triệu/ngàn năm trước.
Theo giả thuyết vụ va chạm lớn thì hành tinh Trái Đất và hành tinh Theia đập vào nhau, tạo thành vô số vệ tinh quay theo quỹ đạo quanh Trái Đất non trẻ. Những vệ tinh này cuối cùng hợp nhất lại tạo nên Mặt Trăng. Lực hấp dẫn của Mặt Trăng mới làm ổn định trục quay vốn đang thay đổi của Trái Đất và tạo điều kiện cho việc hình thành sự sống.[1]
Sự sống đầu tiên xuất hiện, có thể phát triển từ các phân tử tự saoRNA sống ở dưới nước. Sự tự sao của các sinh vật này cần đến các tài nguyên như năng lượng, không gian và các khối kiến tạo nhỏ hơn, sớm trở nên bị giới hạn do cạnh tranh. Chọn lọc tự nhiên khiến các phân tử này phải tự sao hiệu quả hơn. Các phân tử DNA sau đó đảm nhiệm nhiệm vụ tự sao chính. Chúng nhanh chóng phát triển bên trong một màng tế bào đóng trong đó cung cấp các điều kiện hóa lý ổn định hơn giúp chúng tự sao hiệu quả hơn: Tế bào nguyên thủy. Lúc này khí quyển không chứa bất kì oxy tự do nào.
Tế bào giống sinh vật nhân sơ xuất hiện. Những sinh vật đầu tiên này là sinh vật tự dưỡng: Chúng sử dụng dioxide cacbon như là một nguồn cacbon và oxy hóa nguyên liệu vô cơ để sản ra năng lượng. Sau đó, sinh vật nhân sơ tiến hóa glycolysis, một loạt các phản ứng hóa học nhằm giải phóng năng lượng của các phân tử hữu cơ như glucose. Glycolysis tạo ra các phân tử ATP như là phân tử trao đổi năng lượng ngắn hạn, và ATP tiếp tục được sử dụng ở hầu hết các sinh vật, không đổi, cho đến ngày nay.
Vi khuẩn phát triển các dạng nguyên thủy của quang hợp mà lúc đầu không sản ra oxy. Những sinh vật này tạo ra ATP bằng cách sử dụng proton gradient, một cơ chế vẫn còn được sử dụng ở hầu hết các sinh vật.
3000 Ma
Vi khuẩn lam tiến hóa; chúng sử dụng nước như là tác nhân khử, do đó sản ra oxy như là rác thải. Oxy ban đầu oxy hóa sắt hòa tan trong đại dương, tạo ra quặng sắt. Sự tập trung oxy trong khí quyển dần dần tăng lên, là tác nhân có hại đối với vi khuẩn. Mặt Trăng vẫn rất gần Trái Đất và tạo ra thủy triều cao 1000 feet. Trái Đất liên tục bị tàn phá bởi gió bão. Những ảnh hưởng cực kì phức tạp này có thể đã giúp quá trình tiến hóa phát triển. (Xem Thảm họa oxy)
Một vài vi khuẩn tiến hóa khả năng sử dụng oxy để lấy năng lượng hiệu quả hơn từ các phân tử hữu cơ như glucose. Hầu hết các sinh vật sử dụng oxy đều thực hiện một tập các phản ứng giống hệt nhau, chu trình Kerbs và phosphoryl hóa oxy hóa.
Hiệu ứng "runaway icehouse"[4] là kết quả của quá trình mũ băng hóa Huronian (2500–2100 Ma).[5]
2100 Ma
Những tế bào phức tạp hơn xuất hiện: Sinh vật nhân chuẩn, họ hàng gần nhất của nó có thể là archaea. Sinh vật nhân chuẩn có rất nhiều cơ quan với nhiều chức năng khác nhau, có thể cùng phát triển từ sự tiến hóa tương trợ của quần xã cộng sinh của sinh vật nhân sơ. Ví dụ ấn tượng nhất là ti thể, sử dụng oxy để giải phóng năng lượng từ phân tử hữu cơ và tương tự với Rickettsia ngày nay. Rất nhiều sinh vật nhân chuẩn cũng đã có lục lạp, cơ quan bắt nguồn từ vi khuẩn lam và các sinh vật tương tự, lấy năng lượng từ ánh sáng và tổng hợp các phân tử hữu cơ.
1200 Ma
Sinh sản hữu tính tiến hóa, dẫn tới sự tiến hóa nhanh hơn.[6] Trong khi phần lớn sự sống vẫn tồn tại ở đại dương và hồ, một số vi khuẩn lam có thể đã sống ở đất ẩm trong thời gian này.
Sinh vật hiện đại, loài proterospongia, bao gồm các choanoflagellates sống thành tập đoàn và cho thấy các tế bào nguyên thủy đã chuyên môn hóa cho các nhiệm vụ khác nhau, dường như rất giống với các loài tổ tiên mà đã nối lại khe hổng giữa choanoflagellates và bọt biển, và do đó giữa protozoa và tất cả các sinh vật đa bào.
1000–750 Ma
Một trong những siêu lục địa đầu tiên ta từng biết, Rodinia, hình thành, và sau đó bị tách ra.
Có 481 ngày 18-giờ trong một năm. Sự quay của Trái Đất chậm dần đi chưa từng thấy.
750–580 Ma
Theo như giả thuyết Quả cầu tuyết Trái Đất, kỷ băng hà tiền Cambriankỷ Cryogen nghiêm trọng tới mức đại dương của Trái Đất đóng băng hoàn toàn; chỉ ở vùng nhiệt đới nước biển còn ở dạng lỏng. Đây là đợt đóng băng lớn cuối cùng, và sau đó tiến hóa bắt đầu tăng tốc.
600 Ma
Bọt biển (Porifera), động vật đa bào sớm nhất, phát triển từ các tập đoàn tế bào. Bọt biển là động vật đơn giản và nguyên thủy nhất, có những mô khác nhau nhưng không có cơ, hệ thần kinh, cơ quan bên trong, hay khả năng vận động.
Sứa
Giun dẹp (Platyhelminthes), động vật sớm nhất có não đơn giản và là động vật đơn giản nhất có đối xứng sinh học, phát triển. Chúng cũng là động vật đơn giản nhất có các cơ quan mà hình thành nên ba lớp phôi. Chúng vẫn không có các cơ quan với một hệ tuần hoàn thực sự hay hệ hô hấp.
Bọ ba thùyBùng nổ Cambrian, gồm một loạt các thay đổi nhanh chóng về tiến hóa, tạo ra tất cả các ngành lớn của các loài động vật hiện đại. Nguyên nhân của sự phát triển mạnh mẽ trong sự đa dạng của các hình thái sự sống này vẫn còn đầy tranh cãi. Động vật chân đốt, đại diện cho hàng loạt bọ ba thùy, là hệ động vật vượt trội nhất. Anomalocarid là một động vật ăn thịt dài tới 2 mét.[8]
Pikaia, một động vật sống dưới nước và là động vật sớm nhất có dây sống, rất có thể là tổ tiên của tất cả ngành động vật có dây sống và động vật có xương sống. Lưỡng tiêm, một loài hiện nay vẫn còn tồn tại, nhận được một số đặc tính của động vật có dây sống nguyên thủy, và giống Pikaia theo nhiều cách. Conodont là một "động vật hình cá chình với chiều dài 4–20 cm" với đôi mắt lớn và bộ răng phức tạp.
Những dấu chân đầu tiên trên mặt đất ta từng biết là vào khoảng 539 Ma, cho thấy những cuộc thám hiểm đầu tiên của động vật có thể còn trước cả thực vật bản địa.[9]
Thực vật nguyên thủy đầu tiên lên trên đất liền,[10] đã tiến hóa từ tảo xanh sống dọc theo bờ hồ.[11] Chúng phát triển từ nấm, và rất có thể thực vật và nấm đã sống cộng sinh với nhau; địa y là ví dụ điển hình cho những quan hệ cộng sinh như vậy nhưng một số nhà khoa học tin rằng đồng hồ phân tử là bằng chứng cho thấy thực vật đất liền và nấm đã xuất hiện sớm hơn và tin rằng nấm 1000 Ma ở kỷ Tonas của Đại Tân Nguyên Sinh và rằng thực vật đất liền đã xuất hiện ở đầu đó khoảng 700 Ma vào Kỷ Cryogen của Đại Tân Nguyên Sinh
Mười triệu năm tiếp theo, hai sự kiện tuyệt chủng Ordovician-Silurian xảy ra. Xảy ra đồng thời, những sự kiện này được xem là sự kiện tuyệt chủng hàng loạt thứ hai.
Không lâu sau, những con cá có hàm đầu tiên, Placodermi, phát triển. Hàm của chúng tiến hóa từ mang hình vòng cung của chúng.[14] Đầu và ngực của chúng được phủ bởi các miếng giáp ghép với nhau, trong khi phần còn lại của cơ thể bị bỏ vây hoặc để trần.
410 Ma
Bộ cá vây tayBộ cá vây tay đầu tiên xuất hiện; bộ động vật này từng được xem là tuyệt chủng, cho tới khi những cá thể loài này được tìm thấy vào 1938. Nó thường được coi là hóa thạch sống.
Một vài loài Cá vây thùy phát triển chân và tiến hóa lên các động vật bốn chân: Ichthyostega, Acanthostega và Pederpes finneyae. Ban đầu ở dưới nước, sống ở chỗ nước ngọtđầm lầy, nông, những con cá này sử dụng vây như là mái chèo để di chuyển ở chỗ nước nông bị chặn lại bởi cây cối và đá sỏi—rất có thể là nguồn gốc của việc chi trước bẻ ra phía sau ở khuỷu và chi sau bẻ lên phía trước ở đầu gối. Cuối cùng, những động vật bốn chân này sử dụng chân sơ khai của chúng để đi lên đất liền trong khoảng thời gian ngắn, có thể là để săn côn trùng. Phổi và bóng khí tiến hóa.
Động vật bốn chân nguyên thủy tiến hóa từ một loại cá với não hai thùy nằm trong hộp sọ phẳng, miệng rộng, và mũi ngắn, với mắt ở trên đầu cho thấy nó là động vật sống dưới đáy, và đã phát triển sự thích nghi của vây đối với đáy thịt và xương. "Hóa thạch sống" cá vây tay là một loại cá vây thùy có liên quan khác nhưng không có sự thích nghi về nước nông này. Động vật lưỡng cư ngày nay vẫn còn nhiều đặc tính của động vật bốn chân ban đầu.
360 Ma
Thực vật tiến hóa hạt, cấu trúc bảo vệ phôi thực vật và cho phép thực vật phát triển rộng rãi trên mặt đất.
Sự kiện tuyệt chủng Permian-Triassic làm tuyệt diệt 90% tất cả các loài sinh vật; sự kiện tuyệt chủng thứ tư này là sự kiện tuyệt chủng lớn nhất từng biết.
Lystrosaurus là một động vật ăn cỏ phổ biến sống sót qua sự kiện tuyệt chủng. The Archosauria phân chia từ các động vật bò sát khác. Teleostei tiến hóa từ lớp cá vây tia, và cuối cùng trở thành lớp cá chiếm ưu thế. Oxy trong khí quyển, ở 10%, bằng một phần ba mức ban đầu, do đó các động vật với hệ thống túi khí thở thích nghi tốt (hệ hô hấp của chim ngày nay minh họa cho hệ thống túi khí thở). Một vài bào tử của giống vi khuẩn Bacillus 2-9-3 (Sali bacillus marismortui) bị bẫy trong các tinh thể muối được biết trong các muối mỏ ở New Mexico. Chúng phát triển trở lại vào năm 2000 SCN và đã phân chia nhanh chóng và trở thành sinh vật sống lâu nhất trên Trái Đất.[18]
Khí hậu rất khô, và các sinh vật thích nghi được trở nên phổ biến: Archosauria và Cây hạt trần. Archosauria chia thành cá sấu, khủng long, và thằn lằn bay.
Lớp Một cung bên tiến hóa thành các thủy tổ của động vật có vú, therapsids, và cụ thể hơn là eucynodonts. Lúc đầu, chúng nhỏ và giống chuột chù. Tất cả các động vật có vú có tuyến sữa cho con, và chúng giữ thân nhiệt ổn định. Cũng vậy, một trong một cặp nhiễm sắc thể thường nhận được gen SRY (phát triển từ gen SOX3 của nhiễm sắc thể X) để trở thành nhiễm sắc thể Y, mà vẫn đang giảm về chiều dài.
Cây hạt trần (chủ yếu là ngành thông) là thực vật đất liền chiếm ưu thế. Động vật ăn thực vật sẽ phát triển thành kích thước khổng lồ trong thời kì chiếm ưu thế của ngành thông để có đủ không gian cho ruột lớn nhằm tiêu hóa lượng thức ăn nghèo nàn lấy từ ngành thông.
208-144 Ma
Sự phát triển rộng rãi lần thứ hai của cá mập.[19]
Liên lục địa Pangaea bắt đầu chia thành một vài khối đất liền. Khối lớn nhất là Gondwana, tạo thành từ các khối đất liền mà bây giờ là Châu Nam Cực, Châu Úc, Nam Mỹ, Châu Phi, và Ấn Độ. Châu Nam Cực vẫn còn là đất rừng. Bắc Mỹ và Đại lục Á Âu vẫn còn liền nhau, hình thành liên lục địa phía bắc, Laurasia. Sự hình thành loài diễn ra do rào chắn nước tạo ra sau sự kiện phân chia.
Động vật có vú thực sự xuất hiện lần đầu tiên, từ thủy tổ mammaliform.
Loài khủng long mới Iguanodon, Hylaeosaurus, v.v., xuất hiện sau sự tuyệt chủng của các hình thái Juras. Microraptor, một con khủng long dài 77 cm ở Liêu Ninh, Đông Bắc Trung Quốc, có cánh lông vũ giống chim với bốn chi.
133 Ma
Shenzhouraptor sinensis, một loài chim nguyên thủy tìm thấy ở Yixian Formation ở đông bắc Trung Quốc, ăn hạt. Loài này có cánh to, khỏe và cũng có đuôi dài, nhiều xương găm, giống nhiều con khủng long khác.
130 Ma
Cây hạt kín tiến hóa thêm hoa, các cấu trúc nhằm thu hút côn trùng và các loài động vật khác để phát tán phấn hoa. Sự sáng tạo này của cây hạt kín gây nên một sự bùng nổ lớn trong sự tiến hóa và đồng tiến hóa của động vật.
128 Ma
Một con tyrannosaur sơ khai là Di Long (dilong) ở tỉnh Lioning Trung Quốc. Có lông vũ và cơ thể nhỏ dài 1,5 mét.
Oviraptor là một trong những con khủng long giống chim nhất trong những con khủng long không phải chim. Tổ tiên phổ biến cuối cùng của loài người và chuột.[21] Con Hesperornithes và Ichthyornithes, chim có răng đã tuyệt chủng, chu du qua đại dương Bắc Bán Cầu.
67 Ma
Vegavis iaai, Loài chim cổ nhất từng biết có thể đưa được vào một nhóm vẫn đang phát triển ngày nay, sống trên các bờ biển Nam Cực. Nó thuộc loài Presbyornithidae, một loại ngỗng cao cẳng.
^Planetary Science Institute page on the Giant Impact Hypothesis. Hartmann and Davis belonged to the PSI. This page also contains several paintings of the impact by Hartmann himself.
^"However, once the Earth cooled sufficiently, sometime in the first 700 million years of its existence, clouds began to form in the atmosphere, and the Earth entered a new phase of development." How the Oceans FormedLưu trữ 2005-02-05 tại Wayback Machine (URL truy cập January 9, 2005)
^" Between about 3.8 billion and 4.5 billion years ago, no place in the solar system was safe from the huge arsenal of asteroids and comets left over from the formation of the planets. Sleep and Zahnle calculate that Earth was probably hit repeatedly by objects up to 500 kilometers across" Geophysicist Sleep: Martian underground may have harbored early lifeLưu trữ 2009-10-10 tại Wayback Machine (URL truy cập January 9, 2005)
^Walker, Gabrielle, (2003) "Snowball Earth: The Story of the Great Global Catastrophe that Spawned Life as we know it" Bloomsbury ISBN 0-7475-6433-7
^John, Brian (Ed)(1979) "The Winters of the World: Earth under the Ice Ages" Jacaranda Press ISBN 0-470-26844-1
^"'Experiments with sex have been very hard to conduct,' Goddard said. 'In an experiment, one needs to hold all else constant, apart from the aspect of interest. This means that no higher organisms can be used, since they have to have sex to reproduce and therefore provide no asexual control.' Goddard and colleagues instead turned to a single-celled organism, yeast, to test the idea that sex allows populations to adapt to new conditions more rapidly than asexual populations." Sex Speeds Up Evolution, Study Finds (URL truy cập January 9, 2005)
^"The evolutionary foundation for the organization of many animal body plans is segmental—we are made of rings of similar stuff, repeated over and over again along our body length" Pycnogonid tagmosis and echoes of the Cambrian "Pycnogonids are primitive chelicerates related to ticks and mites, and they make their living as predators and scavengers. This one, Haliestes dasos, is the oldest sea spider known." Haliestes dasos, a sea spider "If you were a trilobite or other small Cambrian
animal, you did NOT want to see this coming" The Anomalocaris Homepage (animation)
^"The oldest fossils of footprints ever found on land hint that animals may have beaten plants out of the primordial seas. Lobster-sized, centipede-like or slug like animals such as Protichnites và Climactichnites made the prints wading out of the ocean and scuttling over sand dunes about 530 million years ago. Previous fossils indicated that animals didn't take this step until 40 million years later." Oldest fossil footprints on landLưu trữ 2022-07-14 tại Wayback Machine
^"The oldest fossils reveal evolution of non-vascular plants by the middle to late Ordovician Period (~450-440 m.y.a.) on the basis of fossil spores" Transition of plants to landLưu trữ 1999-10-09 tại Wayback Machine
^"For hundreds of millions of years, animal life resided only in the oceans. And then about 400 million years ago, fossil tracks suggest that an animal called a eurypterid left the water to walk on land. Maybe it was fleeing enemies, maybe it was searching for an easy meal, or maybe it was seeking a safe place to lay its eggs." The shape of life. The conquerors. PBS
^“1”. Lưu trữ bản gốc ngày 22 tháng 1 năm 2002. Truy cập ngày 22 tháng 1 năm 2002.
^"Cladoselache was something of an oddball among ancient sharks. A four-foot (1.2-metre) long inhabitant of late Devonian seas (about 370 million years ago), it exhibited a strange combination of ancestral and derived characteristics. Ancient sharks
^"Sharks have undergone a lot of evolutionary experimentation since their earliest beginnings. Over hundreds of millions of years, sharks were tested by a mercurial and often violently changeable environment." A Golden Age of Sharks
^"Here we report the isolation and growth of a previously unrecognized spore-forming bacterium (Bacillus species, designated 2-9-3) from a brine inclusion within a 250 million-year-old salt crystal from the Permian Salado Formation. Complete gene sequences of the 16S ribosomal DNA show that the organism is part of the lineage of Bacillus marismortui and Virgibacillus pantothenticus." Isolation of a 250 million-year-old halotolerant bacterium from a primary salt crystal (URL truy cập April 30, 2006)
^"The second major radiation of sharks occurred during the Jurassic Period, 208 to 144 million years ago. At this time, pterosaurs ruled the skies and the first birds were taking to the air." The Origin of Modern Sharks (URL truy cập January 9, 2005)
^"Viruses of nearly all the major classes of organisms—animals, plants, fungi and bacteria/archaea—probably evolved with their hosts in the seas, given that most of the evolution of life on this planet has occurred there. This means that viruses also probably emerged from the waters with their different hosts, during the successive waves of colonisation of the terrestrial environment." Origins of VirusesLưu trữ 2009-05-09 tại Wayback Machine (URL truy cập January 9, 2005)
^"A comparison of the two genomes reveals that both have about 30.000 genes, and they share the bulk of them—the human genome shares 99% of its genes with mice. Humans and mice diverged about 75 million years ago, too little time for many evolutionary differences to accumulate." Comparing genomesLưu trữ 2012-03-01 tại Wayback Machine " Their conclusion: although the mouse and human genomes are very similar, genome rearrangements occurred more commonly than previously believed, accounting for the evolutionary distance between human and mouse from a common ancestor 75 million years ago." The HinduLưu trữ 2010-11-14 tại Wayback Machine "Mice have many more olfactory genes compared to the human. Smell matters for mice, especially for sex and mating; they also have more genes involved in reproduction (such as aphrodisin, which stimulates mating behaviour in males) and immunity" San Francisco ChronicleLưu trữ 2010-11-14 tại Wayback Machine
