通过目前已发现的化石了解，目前发现出现在地球上的最早生命距今35亿年，但是对于这35亿年前出现的生命是如何诞生的，科学家一直以来也未能给出确切的答案。根据达尔文的推测，最早的生命可能诞生在温度较高的水中。据调查，首批细胞复制使用的是核糖核酸RNA，而不是脱氧核酸DNA。
在1909年，美国古生物学家查尔斯·沃尔科特曾在加拿大的伯吉斯山口发现了伯吉斯页岩石，这块岩石上记录了很多重要动物的最古老例证，根据寒武纪时期的化石记载，当时地球上突然涌现了不少结构复杂的动物，但是这对达尔文的进化论显然造成了冲击，因为复杂动物结构应该在简单动物结构之后出现。
奥陶纪距今5亿年前，这时的无脊椎动物大大超过了寒武纪，比如三叶虫，珊瑚，鹦鹉螺等。这一时期陆地上的生物变化不大，但是由于海洋中的无脊椎动物不断进行光合作用，所以地球上的氧气在进一步增加。
这一时期的脊椎动物占了主导地位，鱼类成为了霸主，但是就在3.67亿年前的一次天体撞击，至少有3个或者6个巨大天体撞入海洋，导致许多海洋生物灭绝。在泥盆纪晚期，由于地球环境变得恶劣起来，许多湖沼干涸导致鳍鱼类进化出了偶鳍和内鼻孔等，上岸寻找食物和水源，这才逐步进化成为两栖动物。
石炭纪由于气候潮湿，出现了最早的森林，它们并不像现在的森林一样高大，而是由厚层的蕨类和细高的树木组成，由此也产生了一些巨型昆虫，后来为了更好的存活，也开始进化出翅膀。
中生代的生物最大的特点就是逐渐的向陆生动物演化，其中爬行动物的发展也开始迅猛起来，这一时期形成了海陆空三大生态领域。之后爬行类动物才逐渐进化为恐龙。
侏罗纪是恐龙生活最繁盛的时期，不管是陆地上的恐龙，还是水中的龙鱼，或者是空中的翼龙，都相继出现，在超过5500万年的时间里，它们发展为食草和食肉性恐龙，小的就像小鸡，大的就像大象。直到白垩纪的末期，由于一颗小行星撞击地球，才导致恐龙的彻底灭绝。
第三纪和中生代的生物面貌迥然不同，被子植物和哺乳动物的出现，意味着现代生物时代的来临，这一时期的植物有明显的分区变化，爬行类动物也被哺乳类和鸟类等取代，直到第三纪晚期才逐渐形成了现代哺乳动物。
从400万年前的全世界最早的人类南方古猿的发现开始，人类就已经开始形成，但是古猿和南猿之间相隔了400万年，南猿和猿人的进化时间之间也相隔了大约20万年，而这两段空白期也就是指没有发现这一阶段的化石，这其中引发了很多的猜想。
关于人类的起源问题，有人猜测人类祖先是生活在陆地上的，但是也有人认为人是鱼类进化来的，在1960年，英国人类学家哈代就曾提出了“人类起源于大海”的说法，他认为在这空白的400万年里，人类的祖先就是在大海中生活的，他还为其取了“水生海猿”的名称，但是至今科学家对于人类进化中缺少的那环，还无从得知。
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