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Las poblaciones biológicas evolucionan gracias a cambios genéticos que corresponden a cambios en ciertos rasgos observables de los organismos.

Los cambios genéticos incluyen mutaciones causadas por daños o errores de replicación en el ADN de un organismo.

Al tiempo que la variación genética de una población deriva de forma aleatoria a lo largo de generaciones, la selección natural hace que los rasgos se hagan gradualmente más o menos comunes según el éxito reproductivo relativo de los organismos con esos rasgos.

La edad de la Tierra es de unos 4470 millones de años.

1​2​3​ La primera evidencia indudable de la vida en la tierra data al menos de hace 3500 millones de años, 4​5​6​ durante la Era Eoarcaica, después de que la corteza terrestre comenzara a solidificarse tras la época líquida del eón Hadeico.

Se han encontrado fósiles de tapete microbiano en areniscas de 3480 millones de años en Australia occidental.

7​8​9​ Otra evidencia física muy antigua de sustancia biogénica es el grafito contenido en rocas metasedimentarias de 3700 millones de años halladas en Groenlandia.

10​ Se estima que más del 99% de las especies que han vivido en la tierra –cuyo número supera los cinco millones11​– se han extinguido.

12​13​ Los cálculos sobre el número de especies que actualmente pueblan la Tierra oscilan entre 10 y 14 millones, 14​ de las cuales se han documentado 1, 2 millones, y más del 85% aún no se han descrito.

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Según indican las similitudes entre los organismos actuales, toda la vida de la Tierra se originó (abiogénesis, panspermia) a partir de un antepasado común del que las especies se han ido diferenciando a través del proceso de la evolución.

16​ Todos los seres vivos poseen material hereditario en la forma de genes recibidos de sus padres, que después transmiten a su descendencia.

En los descendientes hay cierta variación genética debida a la introducción de nuevos genes a causa de cambios aleatorios llamados mutaciones, o por mezcla de los existentes durante la reproducción sexual.

17​18​ La descendencia difiere de los padres en detalles aleatorios.

Si estas diferencias son útiles, es más probable que la descendencia sobreviva y llegue a reproducirse : esto significa que más miembros de la siguiente generación presentarán esa diferencia útil y que los individuos no tendrán las mismas posibilidades de reproducirse con éxito.

De esta forma, las trazas que aumentan la capacidad de adaptación de un organismo a sus condiciones de vida se hacen más comunes en las poblaciones descendientes, 17​18​ y estas diferencias, acumuladas, resultan en cambios en la población.

Este proceso es responsable de la diversidad de formas de vida en el mundo.