Lịch sử Trái Đất

Tế bào đầu tiên

Sự sống hiện đại có nguyên liệu tái tạo được đóng gói gọn bên trong một màng tế bào. Tìm hiểu nguồn gốc màng tế bào dễ dàng hơn so với việc tìm hiểu nguồn gốc chất tái tạo, bởi vì các phân tử phospholipid tạo thành màng tế bào thường ở dạng hai lớp (bilayer) tự sinh khi được đặt trong nước. Dưới một số điều kiện, nhiều quả cầu như vậy có thể được hình thành (xem "Lý thuyết bong bóng"). Vẫn chưa biết được liệu quá trình này diễn ra trước hay sau khởi nguồn của chất tái tạo (hay có lẽ nó từng là chất tái tạo). Thuyết phổ biến nhất cho rằng chất tái tạo, có lẽ RNA tới lúc ấy (lý thuyết thế giới RNA), cùng bộ máy tái tạo của nó và có lẽ cả các biomolecules khác đã có tham gia vào quá trình. Các tiền tế bào ban đầu có lẽ đã đơn giản vỡ ra khi chúng phát triển quá lớn; những thứ bên trong có lẽ đã xâm lấn sang các "bong bóng" khác. Các protein làm ổn định màng, hay sau này giúp vào quá trình phân chia có trật tự, đã thúc đẩy quá trình tăng trưởng của các tế bào đó. RNA cũng có thể là một ứng cử viên của một chất tái tạo ban đầu bởi vì nó vừa có thể lưu giữ thông tin di truyền vừa làm xúc tác cho các phản ứng. Ở một số mặt, DNA đã chiếm giữ vai trò lưu giữ di truyền của RNA, và các protein được gọi là enzym chiếm vai trò xúc tác, để RNA chuyển thông tin và điều chỉnh quá trình này. Ngày càng có nhiều người tin rằng những tế bào ban đầu đó có thể đã tham gia cùng với các chất thoát từ miệng núi lửa dưới đáy biển được gọi là "khói đen", hoặc thậm chí với đất đá nóng và sâu. Tuy nhiên, mọi người tin rằng trong vô số những tế bào hay những tiền tế bào này chỉ có một còn sống sót. Những bằng chứng hiện nay cho thấy vị tổ tiên của thế giới đã sống trong buổi đầu thời kỳ Archean, có lẽ khoảng 3,5 tỷ năm trước (5:30 sáng theo chiếc đồng hồ tưởng tượng của chúng ta) hay sớm hơn. Tế bào này là tổ tiên của mọi tế bào và vì thế là tổ tiên của mọi sự sống trên Trái Đất. Có lẽ nó là một sinh vật nhân sơ, có một màng tế bào và có lẽ cả ribosome, nhưng không có nhân hay các cơ quan tế bào ngoài màng như ty thể hay lục lạp. Giống như mọi tế bào hiện đại, nó sử dụng DNA làm mã di truyền, RNA để trao đổi thông tin và tổng hợp protein, và các enzyme làm xúc tác cho phản ứng. Một số nhà khoa học tin rằng tế bào này không chỉ là một cá thể duy nhất mà là một số lượng các sinh vật trao đổi gen trong trao đổi gen bên.

Đa bào

Archaeans, bacteria, và eukaryotes tiếp tục đa dạng hóa và trở nên tinh vi cũng như thích ứng tốt hơn với môi trường của chúng. Mỗi vực lại liên tiếp chia thành nhiều giống, dù chúng ta còn biết rất ít về lịch sử archaea và bacteria. Khoảng 1.1 tỷ năm trước (6:15 chiều trên chiếc đồng hồ của chúng ta), siêu lục địa Rodinia bắt đầu hình thành; những sự di chuyển lục địa trước đó chưa được biết rõ. Thực vật, động vật, và các loài nấm đều đã phân chia, dù chúng vẫn tồn tại như những tế bào đơn độc. Một số chúng sinh sống thành các tập đoàn, và dần dần một số hành vi phân công lao động bắt đầu diễn ra; ví dụ, các tế bào ngoại biên có thể bắt đầu đảm nhận một số vai trò khác biệt so với các tế bào bên trong. Dù sự phân chia giữa một tập đoàn với các tế bào chuyên biệt và một sinh vật đa bào không phải lúc nào cũng rõ ràng, khoảng 1 tỷ năm trước (khoảng 7:00 giờ tối theo đồng hồ chúng ta), các thực vật đa bào đầu tiên xuất hiện, có lẽ là tảo lục. Có thể vào khoảng 900 triệu năm trước (7:15 tối theo đồng hồ của chúng ta), đa bào thực sự đã xuất hiện ở động vật. Ban đầu có lẽ là một thứ gì đó tương tự với đa bào của hải miên ngày nay, theo đó tất cả các tế bào đều mang tính toàn năng (totipotent) và một cơ quan bị mất có thể tự tái tạo. Khi sự phân chia lao động trở nên đầy đủ hơn trong mọi giống sinh vật đa bào, các tế bào bắt đầu chuyên biệt hóa hơn và phụ thuộc vào nhau hơn; các tế bào riêng biệt sẽ chết. Tới khoảng 750 triệu năm trước  (8:00 giờ tối theo đồng hồ của chúng ta) Rodinia bắt đầu tan vỡ.

Xâm chiếm mặt đất

Như chúng ta đã thấy, sự tích tụ khí ôxy trong khí quyển Trái Đất dẫn tới việc hình thành ôzôn, tạo nên một lớp ngăn chặn đa phần bức xạ tia cực tím của mặt trời. Vì thế, các sinh vật đơn bào đi lên mặt đất sẽ có cơ hội sống sót cao hơn, và các sinh vật chưa có nhân đã bắt đầu sinh sôi và trở nên thích ứng tốt hơn với môi trường sống bên ngoài đại dương. Có lẽ các sinh vật chưa có nhân đã chinh phục mặt đất ngay từ 2,6 tỷ năm trước (10:17 sáng), thậm chí trước cả khi sinh vật nhân chuẩn xuất hiện. Trong một thời gian dài, lục địa vẫn là nơi không thể sinh sống đối với các sinh vật đa bào. Siêu lục địa Pannotia đã hình thành từ khoảng 600 triệu năm trước và đã vỡ thành nhiều mảnh 50 triệu năm sau đó (từ khoảng 8:50 chiều tới 9:05 chiều trên chiếc đồng hồ tưởng tượng). Cá, những động vật có xương sống sớm nhất, đã bắt đầu xuất hiện tại các đại dương từ khoảng 530 triệu năm trước (9:10 chiều). Một cuộc tuyệt chủng đã xảy ra thời kỳ cuối kỷ Cambri, kỷ này chấm dứt 488 triệu năm trước (9:25 chiều).
Nhiều triệu năm trước, thực vật (có lẽ giống với tảo) và nấm bắt đầu mọc trên rìa mặt nước, và sau đó tách hẳn khỏi nó. Những hóa thạch nấm và thực vật cổ nhất trên đất liền có niên đại từ 480–460 triệu năm trước (9:28–9:34 chiều), dù bằng chứng phân tử cho thấy nấm có thể đã xâm chiếm đất liền ngay từ 1 tỷ năm trước (6:40 chiều) và thực vật là 700 triệu năm (8:20 chiều). Ban đầu chúng vẫn ở gần mặt nước, các sự kiện đột biến và biến thể khiến chúng ngày càng xâm chiếm sâu hơn vào môi trường mới. Thời gian những động vật đầu tiên rời đại dương hiện vẫn chưa được biết chính xác: bằng chứng rõ rệt sớm nhất là những động vật chân đốt trên đất liền khoảng 450 triệu năm trước (9:40 chiều), có lẽ chúng đã phát triển và trở nên thích nghi với môi trường nhờ vào nguồn thực phẩm phong phú từ các loài thực vật trên đất liền. Cũng có một số bằng chứng chưa được xác nhận cho rằng những động vật chân đốt có thể đã xuất hiện trên mặt đất ngay từ 530 triệu năm trước (9:12 chiều). Khoảng 380 tới 375 triệu năm trước (10:00 chiều) những động vật bốn chân đầu tiên xuất hiện từ loài cá. Mọi người cho rằng có lẽ các vây đã phát triển để trở thành chi cho phép những động vật bốn chân đầu tiên nhấc cao đầu khỏi mặt nước để hít thở không khí. Điều này giúp chúng sống được ở những vùng nước ít ôxy hay đuổi theo những con mồi nhỏ vào trong vùng nước nông. Có thể sau này chúng đã tiến vào đất liền trong những khoảng thời gian ngắn. Cuối cùng, một số loài trở nên thích ứng tốt đến mức chấp nhận cuộc sống trên mặt đất và toàn bộ thời gian trưởng thành chúng đều sống trên đất liền, dù chúng sinh sản trong nước và quay lại đó để đẻ trứng. Đây là nguồn gốc của các động vật lưỡng cư. Khoảng 365 triệu năm trước (10:04 chiều), một giai đoạn tuyệt chủng khác diễn ra, có lẽ là do sự lạnh đi toàn cầu. Thực vật tiến hóa thêm hạt, giúp chúng tiến sâu hơn rất nhiều vào đất liền, khoảng thời gian này (khoảng 360 triệu năm trước hay 10 giờ). 
Khoảng 20 triệu năm sau (340 triệu năm trước, 10:12 chiều theo đồng hồ của chúng ta), quá trình tiến hóa màng ối đã cho phép trứng được ấp trên đất liền, chắc chắn đó là một lợi thế tồn tại cho phôi của loài động vật bốn chân. Điều này dẫn tới sự phân nhánh động vật có màng ối ra khỏi động vật lưỡng cư. 30 triệu năm sau nữa (310 triệu năm trước, 10:22 chiều) sự phân nhánh giữa Synapsida (gồm các loài động vật có vú) với Sauropsida (gồm các loài chim và những loài bò sát không bay hay không phải là động vật có vú) diễn ra. Tất nhiên, những nhóm sinh vật khác tiếp tục tiến hóa và phân nhánh thành cá, côn trùng, vi khuẩn và các loài khác, nhưng chúng ta không có nhiều thông tin chi tiết như các loài trên. 300 triệu năm trước (10:25 chiều) siêu lục địa gần đây nhất hình thành, được gọi là Pangaea. Sự kiện tuyệt chủng lớn nhất cho tới nay diễn ra 250 triệu năm trước (10:40 chiều theo đồng hồ của chúng ta), ở khoảng thời gian phân tách giữa kỷ Permi và Trias; 95% các loài sinh vật trên Trái Đất biến mất. Nhưng sự sống vẫn tồn tại, và khoảng 230 triệu năm trước  (10:47 chiều theo đồng hồ của chúng ta), các loài khủng long bắt đầu chia tách khỏi tổ tiên bò sát của chúng. Một cuộc tuyệt chủng ở thời gian giữa hai kỷ Trias và Jura 200 triệu năm trước (10:56 chiều) nhưng không ảnh hưởng tới nhiều loài khủng long, chúng nhanh chóng chiếm vai trò thống trị trong số động vật có xương sống. Dù một số loài có vú cũng bắt đầu phân chia tương tự trong thời gian này, các loài có vú thời đó có lẽ đều nhỏ như chuột chù ngày nay. 180 triệu năm trước (11:03 chiều), Pangea vỡ thành Laurasia và Gondwana. Ranh giới giữa các loài khủng long bay và không bay là không rõ ràng nhưng Archaeopteryx, theo truyền thống thường được coi là một trong những con chim đầu tiên, sống vào khoảng 150 triệu năm trước (11:12 chiều). Bằng chứng sớm nhất về thực vật hạt kín tiến hóa thành các loài có hoa là ở thời kỳ kỷ Creta, khoảng 20 triệu năm sau (132 triệu năm trước, 11:18 tối) Cuộc cạnh tranh với những loài chim khiến nhiều loài thằn lằn bay tuyệt chủng, và những con khủng long có lẽ cũng đã ở thời kỳ suy thoái vì một số nguyên nhân khi, 65 triệu năm trước (11:39 chiều), một thiên thạch đường kính 10 kilômét dường như đã đâm vào Trái Đất ngay ngoài khơi bán đảo Yucatán, tung một lượng lớn vật chất và hơi nước lên không, che khuất ánh sáng Mặt Trời, ngăn cản quang hợp. Đa số các loài động vật lớn, gồm cả những loài khủng long không bay, bị tuyệt chủng, đánh dấu sự chấm dứt thời kỳ kỷ Creta và đại Trung Sinh. Sau đó, ở thời kỳ thế Paleocen, các loài động vật có vú nhanh chóng phân chia, trở nên lớn hơn và chiếm vai trò thống trị trong số các động vật có xương sống. Có lẽ vài triệu năm sau (khoảng 63 triệu năm trước, 11:40 chiều), vị tổ tiên chung cuối cùng của toàn bộ động vật linh trưởng đã có mặt. Tới cuối thời kỳ thế Eocen, 34 triệu năm trước (11:49 chiều), các loài động vật có vú trên mặt đất đã quay trở về biển để trở thành các loài động vật như Basilosaurus sau này sẽ trở thành các loài cá heo và cá voi.

Các sự kiện gần đây

Sự thay đổi tiếp tục diễn ra với tốc độ ngày càng nhanh trong phần nghìn giây cuối cùng của 24 giờ tưởng tượng của chúng ta, từ giữa thập niên 1950 tới hiện nay. Chúng ta ngày càng nhận thức được tác động của con người gây ra với môi trường thiên nhiên, cũng như sự cần thiết phải có những hành động hạn chế hay tiêu diệt những nguy cơ đó; và hiện nay ngày càng có nhiều ý kiến lo ngại về sự tuyệt chủng hàng loạt và sự ấm lên toàn cầu. Những người bi quan cho rằng hiện đã là quá muộn để đảo ngược thảm họa sinh thái học này trong khi những người lạc quan cho rằng những tiến bộ khoa học và kỹ thuật với tốc độ ngày càng nhanh chóng sẽ giúp chúng ta có được các giải pháp cho vấn đề đó.
Trong số những khám phá khoa học gần đây nhất, công nghệ gene (genetic engineering) có thể là khám phá quan trọng nhất. Hiện nay con người đã có thể trực tiếp sửa đổi vật liệu gene của các loài vật khác, một quá trình từng là lĩnh vực riêng biệt của tự nhiên. Hơn nữa: khoa học đã giải thích được mã gene của chính Con người (Homo sapiens), trong Dự án bản đồ gene người.
Con người cũng đã đặt những bước chân đầu tiên bên ngoài Trái Đất. Năm 1957, Liên bang xô viết phóng vệ tinh nhân tạo đầu tiên lên quỹ đạo và không lâu sau đó, Yuri Gagarin trở thành người đầu tiên đi vào vũ trụ. Năm cơ quan vũ trụ, đại diện cho hơn mười lăm nước, đã cùng hợp tác để xây dựng Trạm vũ trụ quốc tế. Bắt đầu từ năm 2000, trên trạm vũ trụ luôn có sự hiện diện của con người. Hiện nay ta chỉ có thể hình dung một cách đại cương những phát triển trong tương lai, nhưng những tiến bộ tiềm năng trong toán học, vật lý học, hóa học, sinh học, điện tử và toàn bộ các môn học khác một ngày kia có thể cho phép chúng ta hiện diện thường xuyên trên vũ trụ hay thậm chí chiếm làm thuộc địa những thế giới xa xôi.