大自然经过亿万年演化，才从最初在地球极年轻时形成的简单化合物，进而构成复杂的生物，整个过程发生过一连串变化，才有各种生物出现，而且个别生物的结构才变得极为复杂，这一切都是怎样开始的呢?谈到我们这个行星上生命起源的问题，第一个疑问就是：所有活的有机体所必需的两种化合物，即蛋白质和核酸，怎能在地球的表面上自然产生出来呢?今天，一位优秀的有机化学家，如果要合成一个活细胞里维持生命必需的各种物质，是没有什么困难就办得到的。然而，这些东西又怎能自行产生呢?

数年前，杰出的美国科学家哈洛德。尤列提出了一项卓越的构想，作为这个问题的解答。尤列的构想是依据近代解释太阳系起源的星云说。这个学说认为，各原行星最初都拥有延伸大气，由氢和甲烷、氨、水汽等氢化合物组成。这些化合物里的化学元素如氢、碳、氮、氧等，正好就是构成氨基酸的元素，而氨基酸又是蛋白质巨大分子的基本“构造单元”。尤列由此推论说，这些简单化合物的分子，在受到太阳的紫外线辐射，以及接受大气中雷暴的放电时，就能结合起来，形成较复杂的氨基酸分子。

为了证实这个构想，尤列叫他的学生史坦利．米勒做了一个实验：把氢、甲烷、氨和水汽混合一起放人试管，连续接受放电几天，然后拿试管内的物质去分析。结果发现了几种蛋白质内常有的氢基酸，因而证实了尤列的假设。在地球形成初期，大气仍充满氢和氢化合物的时候，就可能不断产生氨基酸。这些化合物慢慢淀积在地球表面，在海水边缘区形成浓溶液。生命所必需的一种化学成分就是这样产生出来的。

生命所必需的另一种成分是核酸，我们对其起源所知极少。核酸的分子链中含有磷原子，这是大气中可能没有的。此外，核酸的合成需要高温，而不需要紫外线辐射或放电。一项大胆假设认为，核酸是产白受过雨水冲洗的火山的活动，可是这项假设还没有确切的实验证明。

第二个疑问是：海水里的这些蛋白质和核酸溶液，怎会演化成有繁殖能力的原始生物呢?地球上生物演化初期，达尔文的“生存竞争”原理无疑是起着作用的。事实上，达尔文的演化原理可以向后推过有生命与无生命的模糊界限，应用到简单的无机反应。如果把铁粉和银粉?昆合物暴露于氧中，因为铁的氧化过程比银的迅速，所以产生的氧化铁会比氧化银多。同样，溶于原始海洋里的蛋白质分子，也必发生过演化的化学过程，但这个过程也许较为复杂。那些在本质上反应较迅速的分子，显然较反应慢的分子占上风。

有机物初期生长的情形，仍是一个谜团，因为早期的生化反应，不能在当时的岩石里留下化石遗迹。至于有机分子什么时候和怎样能够繁殖其他有同样化学性质的分子，现在也无法稽考。我们只能推测，这种进展必定在已知最古老化石形成前的地质年代发生。地球上已知最古老的化石，是一件在南非一些黑硅石薄片中发现的原始细菌化石，约有35亿年历史。

在已发现最古老化石以前生存的有机体，我们也没有多大机会发现大量的证据，因为较早期的生物，必定是非常微小的软体有机体，与有机分子没有多少差别。事实上，假如有某种法术，可以让我们回到约30亿年前的话，原始的水池里和陆块的岩质斜坡上，都会发现好像是没有生命似的。只有在缜密观察之下，才能发现在这个行星表面已有生命存在，而且许许多多不同的微生物甚至已在全力竞争求存。我们的行星在演化的早期阶段，地表仍然暖和，而且目前海洋盆地里的水，大部分还存于大气中，构成一厚层浓云。阳光不能直接穿透这层浓密的大气到达地球表面。在这种阴湿黑暗环境中仍能生长的生物，必然仅限于完全不需阳光就能生存的微生物。

这些原始有机体之中，有些必须依赖其周围溶在水里的有机物质维生，但是也有一些逐渐习惯于完全依赖无机养料。属于第二类的“食矿物的”有机体，现仍可在“硫细菌和铁细菌”内找到。它们藉硫和铁的无体化合物起氧化作用，获取生命力。这类细菌的活动，在地球表面发展过程中，起了极重要的作用。举例来说，铁细菌可能与许多蕴藏丰富的沼铁矿床有关。沼铁矿是世界上工业用铁的主要来源。

随着时间的推移，地球表面逐渐冷却。积聚在地表的水越来越多，同时遮掩太阳的浓云也逐渐消散。这时阳光很容易穿透大气到达地球。在阳光的作用之下，有些原始微生物慢慢生出叶绿素。这样使微生物能利用太阳辐射的能，把空气中的二氧化碳变成生长所必需的简单化合物。这种“赖空气维生”的可能性，为有机生物的进化打开了新境界，最后达到目前可见于近代植物界的高度发展和复杂形态。

但是有些原始有机体选择另一种生长方式。它们不靠利用空气中的二氧化碳来合成养料，却利用寄生在植物上摄取养料的方法，得到“现成的”碳化合物。其中有些寄生有机体，很快就生长出移动的能力，在竞争养料时大占便宜。在寄生生物中，又有一些对单植物养料感到不足，于是开始互食。捕捉食物的．需要，或逃避追捕的需要，演化出更好的移动方法。经过亿万年以后，终于养成动物界自行移动的适应性变化。

容易变形的软体动物，不能在水里迅速移动。要移动快捷，需有坚硬的流线型体形，以及配合坚硬“活动部分”操作的肌肉。坚硬的躯体部分还可抵御攻击，同时也是攻击其他动物的好武器。在地球的原始海洋里，适者才能生存。因此，这些优点的发展，使胶状似的软体动物，演化成生有利爪的坚甲动物。

坚硬肢体的进化，对动物有极大好处，也对近代古生物学家有极大帮助。有关古代软体有机体的资料，只靠偶然在软沙里发现的一些痕迹，都是可遇不可求的。但是生有坚硬的甲壳或骨骼的动物，则可藉它们的化石从事研究，一如它们还活在今天那样。

严格来说，地球的生物史，起自动物开始生出坚硬的肢体和躯体之时。近代博物馆内，陈列出许多甲壳和骨骼，使我们可以见到近古的生物体型，但是远古的原生有机体，则因时间久远而不为人所知。