Het eerste leven op aarde is wellicht 3,5 miljard jaar geleden ontstaan. Hoe dat precies gebeurde weten we nog niet volledig. We gaan ervan uit dat eenvoudige chemische verbindingen zich omvormden tot complexere structuren onder invloed van energie. Die energie kwam bijvoorbeeld van vulkanen, meteorieten, uv-straling of specifieke chemische omstandigheden in warmwaterbronnen op de zeebodem. Daaruit ontstonden de eerste zelfreproducerende vormen van leven. Het ging om primitieve eencellige organismen. Door de evolutie ontstonden steeds ingewikkeldere eencelligen en daarna meercellige organismen, waaronder planten en dieren.
Evolutie gebeurt op twee manieren: variatie door bijvoorbeeld geslachtelijke voortplanting of mutaties (wijzigingen in het erfelijk materiaal) en selectie: organismen die zich het best aanpassen aan de leefomstandigheden hebben de meeste kansen om te blijven leven en zich voort te planten.
Evolutie gaat ook hand in hand met speciatie, het ontstaan van soorten. De eerste landplanten zijn ongeveer 450 miljoen jaar oud. Door de aanwezigheid van planten kwam er voldoende zuurstof in de lucht. Dat had tot gevolg dat de eerste dieren zich konden ontwikkelen. Die konden zich bovendien met planten voeden.
Vijftig miljoen jaar geleden ontstonden primitieve primaten. Dat waren de voorouders van de mensapen, waartoe de mens, chimpansee, bonobo en orang-oetan behoren. De moderne mens, de homo sapiens sapiens, ontstond ongeveer 300.000 jaar geleden, wat zeer recent is in de evolutie. Andere mensensoorten, zoals de neanderthaler, zijn uitgestorven.
De mens en ook alle andere soorten evolueren nog steeds voort. Maar hoe is het leven ontstaan en hoe werkt de evolutie precies? Daar blijven wetenschappers naar zoeken.
Er zijn verschillende theorieën over het ontstaan van het leven. Geologenen (bio)chemici vertrekken van de kennis over de primitieve aarde en proberen de oersituatie na te bootsen via experimenten. (Moleculaire) biologen vertrekken vanuit de biologische verscheidenheid en van gekende evolutionaire relaties tussen soorten. Daaruit proberen ze iets af te leiden over onze primitieve voorouders. De studie van verwantschappen gebruikt het resultaat van evolutie om te bepalen hoe soortengroepen, soorten, populaties en/of individuen met elkaar verwant zijn.
Vroeger gebruikten de wetenschappers vooral morfologische kenmerken, maar nu beschikken ze ook over een scala aan geschikte moleculaire data. Zo kunnen ze via verschillen in DNA of eiwitten van twee of meer soorten inschatten in welke tijdsperiode beide soorten ontstonden uit een gemeenschappelijke voorouder.
Hoe werkt de evolutie juist? Diverse wetenschappen hebben het bestaan van evolutie onomstotelijk bewezen, maar ze blijven inzichten vergaren in het unieke proces.
Door fossielen te bestuderen, kunnen we bijvoorbeeld zien dat het leven op aarde sterk is veranderd doorheen de tijd. Bepaalde omstandigheden kunnen evolutie, natuurlijke selectie en soortvorming stimuleren. Zo kunnen barrières ervoor zorgen dat populaties van één soort afzonderlijk verder evolueren. Nieuw ontstane eilanden zoals Galapagos en Hawaï vormen een openluchtlaboratorium voor evolutie. De soorten die deze plaatsen als eerste koloniseerden, kunnen alle beschikbare plaatsen in het ecosysteem innemen.
Wetenschappers onderzoeken de mechanismen van evolutie ook in het laboratorium. Ze gebruiken gecontroleerde experimenten met relatief eenvoudige organismen zoals micro-organismen of fruitvliegjes. Die worden bijvoorbeeld blootgesteld aan verhoogde temperaturen of antibiotica. Daardoor ontstaat er een selectiedruk en kan men nagaan hoe de organismen zich aanpassen.