早期生物历史涵盖地球约35亿年前生命出现至古生代末期的生物演化进程。近期研究通过建立早期地球化石大数据，首次绘制了地球从20亿年到5亿年前约15亿年的高精度生物多样性演化曲线，揭示了生命从简单到复杂的演化呈长期滞缓与相对快速辐射交替发展的模式，并经历了多次大辐射和大灭绝事件。化石证据表明地球生命最早出现于35亿年前，但生命具体起源机制仍是科学界未解之谜。第一个可信的真核生物化石约在17亿年前出现。约7.2亿年前的全球性大冰期（“雪球地球”）打断了生命演化的原有进程，其结束后的环境变化促成了复杂生物的辐射。
包括寒武纪生命大爆发、无脊椎动物主导期及脊椎动物兴起等阶段。寒武纪（约5.42亿年前至4.9亿年前）出现大量复杂动物，揭示前寒武纪生物演化雏形。研究表明，海水氧化移除了对早期动物有毒害作用的物质，可能促进了此次大爆发。然而，在大约5.13亿年前，显生宙第一次生物大灭绝事件（辛斯克事件）打断了寒武纪生命大爆发进程，其灭绝规模与显生宙著名的“五次大灭绝”相当。最新在中国湖南发现的花垣生物群（约5.12亿年前）揭示了此次灭绝事件后深水海洋的生命全景，表明外大陆架深水环境在事件中扮演了“生物避难所”和演化创新起源地的重要角色。古生代中后期，奥陶纪生物大辐射曾因海洋缺氧水体扩张而被按下“暂停键”；志留纪、泥盆纪及石炭纪的生物演化则奠定了陆地生态系统基础。
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