Rdzeń gwiazdy neutronowej jest tak gęsty, że jedna łyżka stołowa takiej materii waży 90 miliardów kilogramów.

(s. 44)

[…] eksplodująca gwiazda wytwarza wystarczająco dużo ciepła, aby mogły powstać wszystkie ciężkie pierwiastki, które następnie zostają wyrzucone w przestrzeń i tworzą gazowe chmury zwane materią międzygwiezdną. Z czasem chmury te mogą się zagęszczać i tworzyć nowe układy słoneczne. W ten sposób można było wreszcie zacząć wysuwać prawdopodobne scenariusze powstania Słońca, jego planet, a także nas samych. Według obecnego stanu wiedzy wyglądało to mniej więcej tak.

Około 4,6 miliarda lat temu w miejscu, gdzie obecnie leży nasz Układ Słoneczny, znajdował się ogromny kłąb gazu i pyłu, rozciągający się na przestrzeni 24 miliardów kilometrów, który stopniowo zaczął się zagęszczać. Prawie cała jego masa - 99,9 % - ostatecznie utworzyła Słońce. Wśród pozostałych resztek materii od czasu do czasu trafiały się pary mikroskopijnych cząstek, krążących na tyle blisko siebie, że siły elektrostatycznego przyciągania powodowały ich połączenie. W miarę upływu czasu takie połączenia stawały się coraz częstsze i w taki sposób narodziła się także i nasza planeta. Zderzające się ziarna pyłu tworzyły coraz większe ciała, aż w końcu niektóre z nich stały się na tyle duże, że zmieniły status ze zwykłych brył materii na planetozymale. Wszystkie krążące wokół świeżo powstałego Słońca obiekty nieustannie się spotykały, zderzały, rozpadały, łączyły w nieskończonym tańcu, lecz stopniowo z tego chaotycznego korowodu wyłaniali się zwycięzcy, którzy opanowali i zdominowali sąsiedztwo swoich orbit.

Wszystko to działo się w stosunkowo krótkim czasie. Astronomowie sądzą, że wzrost od maleńkiego ziarenka pyłu do początkującej planetki o średnicy kilkuset kilometrów trwał zaledwie kilkadziesiąt tysięcy lat. Ziemia w zasadzie ukształtowała się w ciągu 200 milionów lat, być może nawet mniej, aczkolwiek była wciąż jeszcze stopiona i wystawiona na nieustanne bombardowanie przez krążące wokół mniejsze obiekty.

Mniej więcej w tym momencie, około 4,4 miliarda lat temu, w Ziemię trafił obiekt o rozmiarach Marsa, wybijając w przestrzeń ogromną ilość materii, z której w ciągu zaledwie kilku tygodni powstał najbliższy towarzysz Ziemi - Księżyc. Po roku z bezkształtnej bryły Księżyca uformowała się kulista skała […].

Gdy Ziemia osiągnęła jedną trzecią swoich ostatecznych rozmiarów, wokół niej zaczęła się tworzyć atmosfera, początkowo składająca się głownie z dwutlenku węgla, azotu, metanu i siarki.

(s. 50 - 51)

[…] dwie jednakowe objętości dowolnych dwóch gazów utrzymywane w jednakowej temperaturze i pod jednakowym ciśnieniem zawierają jednakowe liczby molekuł.

(s. 115)

Każdy obiekt posiadający masę powoduje powstanie pewnego ugięcia przestrzeni wokół siebie. W tym ujęciu grawitacja jest nie tyle bytem, co raczej rezultatem; “nie »siłą«, lecz ubocznym produktem ugięcia czasoprzestrzeni - jak pisze fizyk Michio Kaku, który dodaje jeszcze: - W pewnym sensie grawitacja nie istnieje; planety i gwiazdy porusza ugięcie czasoprzestrzeni”.

(s. 138)

Gdy poruszający się obiekt zbliża się do nieruchomego obserwatora, jego fale dźwiękowe nadciągają nieco stłoczone do odbiornika, tak jakby ktoś je popychał od tyłu w twoim kierunku. To stłoczenie jest postrzegane przez słuchacza jako podwyższenie tonu dźwięku (iii). Gdy źródło dźwięku minie obserwatora i zacznie się oddalać, fale dźwiękowe są rozciągane i wydłużają się, powodując raptowne obniżenie tonu (ooo).

(s. 139)

Podstawowy układ atomów stanowi cząsteczka, zwana także molekułą. Molekuła składa się z dwóch lub więcej atomów, ułożonych w stabilnej konfiguracji. […] Chemicy traktują molekuły, a nie atomy, jako podstawowe elementy budowy materii.

(s. 146)

[…] rozważmy strukturę atomu według naszej obecnej wiedzy. Każdy atom jest zbudowany z trzech rodzajów cząstek: protonów, które mają dodatni ładunek elektryczny, elektronów, które mają ujemny ładunek elektryczny, i neutronów, które nie mają ładunku. Protony i neutrony są stłoczone w jądrze, natomiast elektrony krążą dookoła. Liczba protonów decyduje o chemicznej tożsamości atomu. Atom z jednym protonem jest atomem wodoru, atom z dwoma protonami - helu, z trzema - litu i tak dalej. Za każdym razem, gdy dodamy jeden proton, otrzymujemy atom innego pierwiastka (liczba protonów w neutralnym atomie jest zawsze równa liczbie elektronów […]).

Neutrony nie mają wpływu na tożsamość atomu, lecz decydują o jego masie. Liczba neutronów w atomie jest zwykle zbliżona do liczby protonów, lecz atomy określonego pierwiastka mogą mieć różne liczby neutronów, w pewnym niewielkim zakresie. Dodanie lub zabranie neutronu z jądra atomu zmienia izotop, lecz nie zmienia pierwiastka. Atom o określonej liczbie protonów i określonej liczbie neutronów przynależy do kreślonego izotopu danego pierwiastka. […]

Neutrony i protony mieszczą się w jądrze atomu. Jądro jest bardzo małe - zajmuje zaledwie jedną milionową z miliardowej części objętości całego atomu - lecz fantastycznie gęste, ponieważ zawiera prawie całą masę atomu.

Świadomość, że atomy są w zasadzie puste, a poczucie twardości i sztywności większości otaczających nas przedmiotów stanowi iluzję, nawet dzisiaj jest zdumiewająca. Gdy dwa przedmioty się stykają - w tym kontekście najczęściej odwołujemy się do obrazu zderzających się kul bilardowych - w rzeczywistości nie dochodzi do bezpośredniego zetknięcia, lecz, jak ujął to Timothy Ferris, “pola elektryczne ujemnie naładowanych ładunków powodują ich wzajemne odpychanie […] Gdyby nie ich ładunki elektryczne, kule przeniknęłyby przez siebie nienaruszone, jak galaktyki”. Gdy siedzisz na krześle, w rzeczywistości nie siedzisz, lecz lewitujesz nad nim na wysokości jednego angstrema (jednej stumilionowej części centymetra) a twoje elektrony i elektrony krzesła nieugięcie odmawiają bardziej intymnego zbliżenia.

(s. 154)

Fizycy nie mogli oczywiście na własne oczy oglądać czegoś tak małego jak atom, więc musieli próbować odgadywać jego strukturę na podstawie zachowania atomów poddawanych rozmaitym torturom, takim jak na przykład strzelanie cząstkami alfa w złotą folię. Wyniki tych esperymentów były niekiedy zaskakujące i zagadkowe. Jedną z takich zagadek stanowiło tak zwane widmo promieniowania wodoru. Były to diagramy wskazujące, że atomy wodoru promieniują tylko na kilku określonych długościach fal, a nigdy nie promieniują na pozostałych. Wyglądało to tak, jakby ktoś pozostający pod stałą obserwacją pojawiał się w kilku określonych miejscach, lecz nigdy nie widziano go przemieszczającego się między nimi. Nikt nie rozumiał, dlaczego tak się dzieje.

To właśnie w trakcie rozważania tej zagadki Bohr znalazł rozwiązanie, które opisał w swoim słynnym artykule zatytułowanym On the Constitutions of Atoms abd Molecules, gdzie wysnuł sugestię, że elktrony nie spadają na jądra, ponieważ mogą zajmować tylko ściśle określone orbity. Według teorii Bohra elektron przemieszczający się miedzy orbitami znika z jednej z nich i natychmiast pojawia się na drugiej, nie zajmując przestrzeni między nimi.

(s. 155)

Zapewne największa z kwantowych zagadek jest idea splątania wynikająca z zasady wykluczania, sformułowanej w 1925 rokku przez Wolfganga Pauliego. Pewne pary subatomowych cząstek “wiedzą” o sobie nawzajem nawet wtedy, gdy są oddalone na dowolnie duże odległości. Cząstki posiadają pewną cechę zwaną spinem. Zgodnie z teorią kwantową w momencie, gdy zmierzysz spin jednej cząstki z takiej pary, spin drugiej z nich natychmiast staje się całkowicie określony i przeciwny do spinu pierwszej z nich niezależnie od tego, jak daleko od siebie cząstki się znajdują.

[..] Zjawisko to zostało potwierdzone w wielu eksperymentach, między innymi w 1997 roku fizycy z uniwersytetu w Genewie posłaki fotony na siedem mil w przeciwnych kierunkach i zademonstrowali, że zarejestrowanie jednego z nich powoduje natychmiastową reakcję u drugiego.

(s. 158-159)

Z tego wszystkiego wyłonił się tak zwany model standardowy cząstek, który w zasadzie stanowi pewnego rodzaju zestaw części zamiennych subatomowego świata. Składa się z sześciu kwarków, sześciu leptonów, pięciu znanych bozonów oraz hipotetycznego, szóstego, bozonu Higgsa wraz z trzema spośród czterech znanych sił: silnego i słabego oddziaływania oraz elektromagnetyzmu.

Model w zasadzie opiera się na założeniu, że podstawowymi elementami składowymi materii są kwarki oraz leptony. Kwarki, utrzymywane razem przez cząstki zwane gluonami, tworzą protony oraz neutrony, które z kolei tworzą jądra atomowe. Do leptonów zaliczają się elektrony oraz neutrina. Kwarki oraz leptony są łącznie nazywane fermionami. Bozony są cząstkami, które przenoszą oddziaływania; należą do nich fotony oraz gluony. […] bozon Higgsa został wprowadzony jako sposób obdarzenia cząstek masą.

[…] Model standardowy jest nie tylko niezgrabny, lecz także niekompletny. Po pierwsze, nie obejmuje grawitacji. […] Nie wyjaśnia pojęcia masy.

(s. 178-179)

Każdego roku na Ziemię opada około 30000 ton kosmicznego pyłu, który stanowiłby poważny problem, gdyby trafiał na jedno wysypisko, lecz tworzy niezmiernie cienką warstwę, gdy rozkłada się na całą powierzchnię planety. Skład chemiczny tego pyłu jest dość charakterystyczny, w szczególności są w nim obecne egzotyczne pierwiastki, które na Ziemi występują w znikomych ilościach, między innymi iryd, który w kosmosie jest tysiąc razy bardziej rozpowszechniony niż w skorupie Ziemi (prawdopodobnie dlatego, że większość ziemskiego irydu dostała się do jądra w okresie formowania naszej planety).

(s. 207-208)

Ostatnia erupcja superwulkanu na Ziemi zdarzyła się 74000 lat temu w Toba, w północnej części Sumatry. Nikt nie wie dokładnie, jakie były jej rozmiary, lecz z pewnością był to kolos. Rdzenie lodowe z Grenlandii wskazują, że po wybuchu nastąpiła co najmniej sześcioletnia “zima wulkaniczna” oraz znacznie dłuższy okres słabej wegetacji. Według niektórych badaczy erupcja doprowadziła nasz gatunek do granicy wymarcia, redukując globalną populację do zaledwie kilku tysięcy osobników. Oznaczałoby to, że wszyscy pochodzimy od bardzo nielicznej populacji wyjściowej, co wyjaśniałoby niewielkie zróżnicowanie genetyczne w obrębie naszego gatunku. W każdym razie istnieją dowody, że przez kolejne 20 tysięcy lat całkowita liczba ludzi na planecie w żadnym momencie nie przekraczała kilku tysięcy osobników.

(s. 238)

Nie możemy tego wiedzieć z absolutną pewnością, ponieważ nie mamy niczego, do czego moglibyśmy porównać nasze własne istnienie, ale wydaje się oczywiste, że jeżeli chcemy osiągnąć status umiarkowanie zaawansowanego społeczeństwa myślących istot, musimy znaleźć się na właściwym końcu bardzo długiego łańcucha zdarzeń, z uwzględnieniem rozsądnych okresów stabilności, poprzedzielanych właściwymi dawkami stresu i wyzwań (okresy zlodowaceń wydają się pod tym względem szczególnie pożyteczne), lecz całkowicie pozbawionego totalnych kataklizmów.

(s. 260)

Temperatura na wysokości 10 kilometrów sięga minus 57 stopni Celsjusza. […] Niebawem po opuszczeniu troposfery temperatura ponownie się podnosi, do około 4 stopni Celsjusza, dzięki absorpcyjnym właściwościom ozonu. Następnie spada do minus 90 stopni Celsjusza w mezosferze, aby jeszcze raz podskoczyć, tym razem do niebotycznych (paradoksalnie) wartości w termosferze. Temperatury w termosferze niekiedy przekraczają nawet 1500 stopni, a ponadto zachowując się bardzo kapryśnie, zmieniając się o ponad 500 stopni w ciągu doby, w zależności od pary dnia. Trzeba przy tym dodać, że na takich wysokościach “temperatura” tylko w sensie formalnym odpowiada takiemu znaczeniu, jakie wiążemy z tym określeniem na powierzchni Ziemi. Temperatura jest miarą aktywności molekuł. Na poziomie morza gęstość powietrza jest tak duża, że przeciętna molekuła atmosfery może pokonać niezwykle małą odległość - około jednej ośmiomilionowej części centymetra - zanim zderzy się z inną. Molekuły zderzają się tak często, że olbrzymia ilość ciepła ulega wymianie w każdej sekundzie. Jednak w termosferze, na wysokości 80 kilometrów, powietrze jest tak rzadkie, że dwie sąsiednie molekuły są odległe od siebie o wiele mil i prawie nigdy się nie zderzają. Zatem każda z nich jest niezwykle gorąca, lecz zachodzi bardzo niewiele oddziaływań i tym samym bardzo mało ciepła ulega wymianie.

(s. 266)

W pewnych warunkach chmury burzowe rozciągają się na wysokości od 10 do 15 kilometrów, a wewnątrz nich krążą prądy wstępujące i zstępujące o prędkościach przekraczających 150 kilometrów na godzinę. Prądy te często krążą tuż obok siebie, o czym wiedzą piloci samolotów, którzy raczej unikają latania wewnątrz tego rodzaju chmur. W wyniku całego tego wewnętrznego zamieszania cząsteczki wody w chmurach ładują się elektrycznie. Z przyczyn, które nie są do końca znane, lżejsze cząsteczki ładują się dodatnio i są unoszone przez prądy powietrzne do góry. Cięższe cząsteczki ładują się ujemnie i gromadzą się u podstawy chmury. Te ujemne ładunki czują nieodpartą chęć przedostania się na dodatnio naładowaną powierzchnię Ziemi.

(s. 269)

Mechanizm, który powoduje ruch powietrza w atmosferze, jest taki sam jak ten, który napędza wewnętrzny silnik planety. Za jedno i drugie odpowiedzialna jest konwekcja. Ciepłe, wilgotne powietrze z okolic równikowych wznosi się w kierunku biegunów. Gdy oddala się od równika, ochładza się i schodzi w dół. Kiedy dotrze do powierzchni Ziemi, zaczyna szukać obszarów niskiego ciśnienia, rusza w kierunku równika i w ten sposób zamyka pętlę.

Proces konwekcji na równiku jest na ogół stabilny, a pogoda całkiem przewidywalna, lecz w strefie umiarkowanej wzorce pogody są bardziej uzależnione od pór roku i lokalnych warunków, a przy tym bardziej podatne na przypadkowe układy ciśnień, co ostatecznie prowadzi do nieustannej walki między systemami niskiego i wysokiego ciśnienia. Układy niskiego ciśnienia powstają wtedy, gdy powietrze unosi się do góry. Wraz z nim wędrują cząstki wody, tworząc chmury, z których następnie pada deszcz. Ciepłe powietrze może unieść więcej wilgoci niż chłodne, dlatego letnie oraz tropikalne burze są na ogół bardziej gwałtowne. Obszarom niskiego ciśnienia często towarzyszą chmury i deszcz, a wysokie ciśnienie oznacza zwykle piękną, słoneczną pogodę. Spotkanie tych dwóch systemów zazwyczaj wyraźnie odzwierciedla się w układach chmur. Na przykład stratusy, te nielubiane, bezkształtne pokrywy chmur zasłaniające niebo po horyzont, pojawiają się wtedy, gdy niosące wilgoć prądy wstępujące nie mają dość pędy, aby przebić się przez leżącą wyżej stabilną warstwę powietrza, w wyniku czego rozchodzą się na boki, jak dym pod sufitem. […] Początkowo dym unosi się prosto do góry (jest to tak zwany przepływ laminarny […]), aby następnie rozproszyć się w nieregularną, falistą smugę. Największe superkomputery na świecie, wsparte pomiarami w ściśle kontrolowanych warunkach, nie potrafią dokładnie przewidzieć kształtu tych zmarszczek.

To, co wiemy, to fakt, że ciepło pochodzące od Słońca jest nierówno rozdzielone, w wyniku czego powstają różnice ciśnienia powietrza w różnych miejscach planety. Powietrze nie znosi braku równowagi, więc pojawia się wiatr, który jest niczym innym jak tylko dążeniem do wyrównania ciśnienia. Powietrze zawsze przemieszcza się z obszarów wysokiego ciśnienia do obszarów niskiego ciśnienia, a im większa różnica ciśnień, tym silniejszy wiatr.

(s. 270-271)

Howard podzielił chmury na trzy grupy: warstwowe stratusy, kłębiaste cumulusy (od łacińskiego cumulus oznaczającego “kopiec”) oraz cirrusy (od łacińskiego cirrus oznaczającego “lok”), wysokie, cienkie, pierzaste formacje, które na ogół wróżą ochłodzenie. Do tych trzech zasadniczych typów dodał następnie czwarty, nimbus (od łacińskiego słowa oznaczającego chmurę), dla chmur deszczowych. Piękno jego systemu polegała na tym, że podstawowe elementy mogą być dowolnie łączone, aby opisać dowolny kształt i rozmiar chmury - stratocumulus, cirrostratus, cumulonimbus i tak dalej.

Jeżeli kiedykolwiek zastanowiło cię, dlaczego cumulusy mają na ogół piękne, wyraźnie zarysowane granice, podczas gdy inne chmury są zwykle znacznie bardziej rozmyte, to wyjaśnienie kryje się w tym, że cumulusy są zbudowane z wody. Między wilgotnym wnętrzem cumulusa a suchym powietrzem wokół niego istnieje ostra granica, ponieważ każda cząsteczka wody, która znajdzie się poza granicą chmury, natychmiast paruje i znika. W ten sposób chmura zachowuje wyraźną granicę. Znacznie wyżej położone cirrusy są zbudowane z kryształków lodu, więc strefa graniczna między chmurą i otoczeniem nie jest tak jednoznaczna i dlatego krawędzie cirrusów są bardziej rozmyte.

Puszysty letni cumulus o średnicy kilkuset metrów może zawierać nie więcej niż 100-150 litrów wody.

(s. 274-275)

Parowanie stanowi szybki proces, o czym łatwo można się przekonać, obserwując kałużę w słoneczny, letni dzień. Nawet coś tak dużego jak Morze Śródziemne wyparowałoby w ciągu zaledwie 1000 lat, gdyby nie było nieustannie uzupełniane. Takie zdarzenie zaszło około 6 milionów lat temu, wywołując proces znany w nauce jako mesyński kryzys zasolenia. Wszystko zaczęło się od tego, że ruch kontynentów spowodował zamknięcie Cieśniny Gibraltarskiej. W miarę wysychania Morza Śródziemnego parująca z niego woda opadała w postaci deszczu, także na inne, okoliczne morza, stopniowo je rozcieńczając. W rezultacie coraz większe obszary mórz zamarzały w zimie, zwiększający się obszar lodu odbijał coraz więcej ciepła słonecznego, aż w końcu doszło do kolejnego zlodowacenia. W każdym razie tak mówi teoria.

(s. 275)

Duże akweny wodne stanowią niewyobrażalnie wydajne rezerwuary ciepła. Ciepły prąd zatokowy Golfsztrom w ciągu jednego dnia dostarcza do Europy ilość ciepła równoważną światowemu zużyciu węgla w ciągu dziesięciu lat. To dlatego zimy w Wielkiej Brytanii oraz Irlandii są tak łagodne w porównaniu z Kanadą i Rosją. Woda nagrzewa się powoli, dlatego w jeziorach i basenach kąpielowych jest zimna nawet w upalne dni.

(s. 276)

Przy okazji rozwiązana została jedna z wielkich zagadek oceanografii […] mianowicie dlaczego oceany nie stają się coraz bardziej zasolone. Oczywistym truizmem jest stwierdzenie, że w morzach jest dużo soli. […] Od wieków wiadomo, że rzeki niosą minerały do mórz. Minerały te łączą się z jonami w oceanie, tworząc sole. […] Zagadka polega na tym, że poziom zasolenia mórz się nie zmienia. Miliony galonów wody wyparowują codziennie z oceanów, zostawiając za sobą wszystkie te sole, więc logiczny wydawałby się wniosek, że oceany powinny być coraz bardziej słone w miarę upływu lat. Zasolenie jednak pozostaje stabilne. Coś usuwa z wody taką samą ilość soli, jaką dostarczają rzeki […].

Zagadkę rozwiązało odkrycie przez Alvina podwodnych otworów. Geofizycy zdali sobie sprawę, że otwory działają podobnie jak filtry w domowym akwarium. Morska woda jest wciągana do wnętrza skorupy ziemskiej, gdzie zostaje pozbawiona rozpuszczonych w niej soli, po czym czysta woda wydobywa się z powrotem przez kominy hydrotermalne. Proces nie jest zbyt szybki - oczyszczenie całego oceanu trwałoby około 10 milionów lat […].

(s. 290-291)

[…] musiał istnieć pewien proces kumulatywnej selekcji, który pozwolił aminokwasom łączyć się w grupy. Być może dwa lub trzy aminokwasy połączyły się z jakiegoś prostego powodu, po pewnym czasie wpadły na jakiś podobny mały układ, oba układy się połączyły i “odkryły” jakiś dodatkowy pożytek płynący z istnienia w grupie.

Takie reakcje chemiczne jak te, które kojarzymy z życiem, są w istocie dość powszechne. Nie potrafimy jeszcze niektórych z nich sprokurować w laboratorium, […] lecz wszechświat daje sobie z tym radę na co dzień. Wiele rodzajów cząsteczek w przyrodzie potrafi łączyć się w długie łańcuchy zwane polimerami. Cząsteczki cukru-glukozy nieustannie łączą się w polisacharydy. Kryształy potrafią wykonywać kilka sztuczek, które imitują życie - replikują się, reagują na bodźce środowiskowe, tworzą złożone układy według określonego wzorca. Same w sobie nigdy nie osiągnęły stanu ożywionego, lecz nieustannie pokazują, że złożoność stanowi naturalne, spontaniczne, powtarzalne zjawisko.

Ten impuls do porządkowania i złożoności jest tak potężny, że wielu naukowców uważa, iż życie może w istocie być w większym stopniu nieuniknione, niż nam się wydaje. Według opinii Christiana De Duve, belgijskiego biochemika i laureata Nagrody Nobla, życie stanowi “obligatoryjny przejaw zachowania materii, pojawiający się wszędzie i zawsze tam, gdzie istnieją sprzyjające warunki”.

(s. 301-302)

Okazało się, że meteoryt z Murchison miał 4,5 miliarda lat i był naszpikowany aminokwasami. Znaleziono w nim 74 rodzaje aminokwasów z czego osiem należało do tych samych typów, z których zbudowane są ziemskie białka.

(s. 303-304)

Z pewnością nie były to warunki, które by nam sprzyjały. Gdybyś miał wysiąść z maszyny czasu prosto do tego archaicznego świata, w popłochu uciekłbyś z powrotem, ponieważ na Ziemi było wtedy nie więcej tlenu, niż dziś jest na Marsie. Było natomiast pełno niezdrowych wyziewów chlorowodoru i kwasów siarkowych.

W archaiku rocznice były nieliczne i nie obchodzono ich zbyt często. Przez 2 miliardy lat jedynymi formami życia były bakterie. Żyły, rozmnażały się, lecz nie wykazywały jakiejś szczególnej skłonności do przejścia na inny, bardziej wymagający poziom istnienia. W pewnym momencie, w ciągu pierwszego miliarda lat, cyjanobakterie, czyli niebieskozielone glony, nauczyły się wykorzystywać powszechnie dostępny materiał - wodór […]. Glony absorbowały cząsteczki wody, zabierały wodór, wypuszczały tlen jako produkt uboczny i w ten sposób wynalazły fotosyntezę.

W miarę rozmnażania się cyjanobakterii świat zaczął zapełniać się cząsteczkami O2, ku konsternacji tych organizmów, dla których tlen był trujący - czyli w owych czasach dla wszystkich. W beztlenowym świecie tlen jest silną trucizną. Białe krwinki w twoim ciele używają tlenu do zabijania wdzierających się do organizmu bakterii. Toksyczne właściwości tlenu często stanowią niespodziankę dla tych z nas, którzy są przyzwyczajeni do myśli, że jest nam niezbędny do życia.

Nowe organizmy, wykorzystujące tlen, miały pod dwoma względami przewagę nad pozostałymi. Po pierwsze, użycie tlenu stanowi skuteczniejszy mechanizm pozyskiwania energii. Po drugie, tlen unicestwia konkurencyjne organizmy.

Cyjanobakterie odniosły sukces, który niebawem wymknął im się spod kontroli. Tlen, który produkowały, początkowo nie gromadził się w atmosferze, lecz łączył się z żelazem, tworząc tlenki, które szły na dno pierwotnych mórz. […] Zjawisko to jest doskonale widoczne w warstwowanych osadach, które stanowią dzisiaj większość złóż rudy żelaza. Przez kilkadziesiąt milionów lat nie zdarzyło się w zasadzie nic więcej. Gdybyś udał się do tego wczesnego proterozoicznego świata, nie znalazłbyś zbyt wielu oznak wieszczących przyszłe sukcesy życia na Ziemi. Być może tu i ówdzie na osłoniętym jeziorze napotkałbyś cienką warstwę żywej piany lub zielonobrązowy osad na przybrzeżnych kamieniach. Poza tym życie pozostawało niewidoczne.

Jednakże około 3,5 miliarda lat temu pojawiło się coś bardziej wyraźnego. Wszędzie tam, gdzie morza były płytkie, zaczęły się pojawiać widoczne struktury. W rezultacie swoich zwykłych, codziennych metabolicznych reakcji chemicznych cyjanobakterie stały się trochę lepkie. Zaczęły w ten sposób łapać mikrocząstki pyłu i piasku, które łączyły się, tworząc dziwaczne, lecz trwałe struktury - stromatolity.

(s. 308-310)

Powstanie bardziej zaawansowanych form życia nastąpiło tak późno między innymi dlatego, że musiały one poczekać, aż prostsze organizmy wyprodukują dostatecznie dużo tlenu. […] Minęły prawie 2 miliardy lat, czyli z grubsza około 40 procent historii Ziemi, zanim stężenie tlenu w atmosferze osiągnęło mniej więcej taki poziom jak obecnie. Gdy już do tego doszło, sprawy potoczyły się znacznie szybciej. Pojawił się nowy typ komórki zawierający jądro oraz inne małe struktury, określane łącznie jako organelle. Naukowcy przypuszczają, że zaczęło się od jakiejś zabłąkanej lub awanturniczej bakterii, która porwała lub została porwana przez inną bakterię, po czym okazało się, że obie są zadowolone z takiego stanu rzeczy. Porwana bakteria stałą się mitochondrium. Ta mitochondrialna inwazja (lub zjawisko endosymbiozy, jak mówią biolodzy) umożliwiła rozwój wyższych, złożonych form życia.

(s. 311)

Wejdź do lasu - jakiegokolwiek lasu - schyl się i weź do ręki garść ziemi. Trzymasz w dłoni 10 miliardów bakterii, z których większość jest nie znana nauce. Twoja próbka prawdopodobnie zawiera także około miliona pulchnych drożdży, 200 000 małych, włoskowatych pleśni, 10 000 pierwotniaków oraz przegląd wrotków, płazińców, obleńców i innych mikroskopijnych istot, znanych pod kolektywną Cryptozoa.

(s. 378)

Co najmniej 99 procent roślin kwiatowych nigdy nie zostało zbadanych pod kątem zastosowań medycznych. Rośliny nie mogą po prostu uciec przed drapieżnikami, więc muszą rozwijać skomplikowane środki obronne, co z kolei powoduje, że niektóre z nich wytwarzają intrygujące związki chemiczne. Obecnie prawie jedna czwarta wszystkich lekarstw pochodzi od około 40 roślin […].

(s. 379)

Genialna pomysłowość kodu DNA polega na jego sposobie replikacji. Gdy zachodzi potrzeba wyprodukowania nowej cząsteczki DNA, obie nici rozdzielają się wzdłuż środka, jak zamek błyskawiczny, po czym każda połowa udaje się w swoją stronę, aby utworzyć nową, kompletną cząsteczkę. Każdy nukleotyd łączy się w parę tylko z jednym spośród pozostałych trzech, więc każda z dwu nici stanowi jednoznaczny wzorzec do produkcji drugiej nici. Gdybyś posiadał tylko jedną nić swojego własnego DNA, mógłbyś bez trudu zrekonstruować drugą, dobierając odpowiednio pary: jeżeli na przykład pierwszy szczebel pierwszej nici jest zrobiony z guaniny, to pierwszy szczebel drugiej nici musi być z cytozyny. Odtwarzając w ten sposób wszystkie pary nukleotydów wzdłuż całej drabiny, otrzymałbyś w końcu kod dla nowej cząsteczki. Tak właśnie dzieje się w naturze, z tą różnicą, że natura radzi sobie z tym szybciej - w ciągu zaledwie kilku sekund.

DNA zazwyczaj replikuje się idealnie dokładnie, lecz od czasu do czasu - mniej więcej raz na milion - jakaś litera pojawia się w niewłaściwym miejscu. Takie zdarzenie nosi nazwę polimorfizmu punktowego, czyli polimorfizmu pojedynczego nukleotydu, w skrócie SNP (od ang. single nucleotide polymorphism), przez biochemików zwanego potocznie snip. Snipy najczęściej zdarzają się w odcinkach niekodującego DNA, w związku z czym nie mają żadnych wykrywalnych konsekwencji dla organizmu. Od czasu do czasu zdarzają się jednak przypadki, gdy błędy replikacji wywołują jakieś dostrzegalne zmiany - mogą zwiększyć predyspozycje do jakiejś choroby, lecz równie dobrze mogą wywołać pewną korzystną zmianę, na przykład ochronną pigmentację skóry lub zwiększoną produkcję czerwonych krwinek u kogoś żyjącego na dużej wysokości. W miarę upływu czasu te drobne modyfikacje akumulują się zarówno u pojedynczych osobników, jak i w całych populacjach, przyczyniając się do różnicowania jednych i drugich.

Równowaga między dokładnością i błędami replikacji musi być bardzo precyzyjnie dobrana. Zbyt dużo błędów może zaburzyć funkcjonowanie organizmów, natomiast zbyt mało - zmniejsza zdolności adaptacyjne populacji.

(s. 421)

W 1815 roku na wyspie Sumbawa w Indonezji eksplodowała piękna i spokojna góra, zwana Tambora. […] Eksplozja wulkanu Tambora była znacznie silniejsza niż jakikolwiek kataklizm, którego doświadczył jakikolwiek współczesny człowiek. […] 240 kilometrów sześciennych popiołu i pyłu rozeszło się w atmosferze, osłabiając światło słoneczne i powodując ochłodzenie Ziemi.

(s. 431)

Na ilość i natężenie światła słonecznego padającego na dany fragment powierzchni planety mają wpływ trzy cykliczne procesy: precesja punktów równonocy, zmiany nachylenia osi wirowania Ziemi względem płaszczyzny orbity wokółsłonecznej oraz zmiany tak zwanej ekscentryczności orbity.

(s. 437)

Köppen stwierdził, że przyczyną zlodowaceń są nie ciężkie zimy, lecz chłodne lata. Jeżeli w lecie jest zbyt zimno, aby stopić cały śnieg na danym obszarze, więcej światła słonecznego ulega odbiciu od pokrytej śniegiem powierzchni, wzmacniając efekt chłodzenia i zarazem zwiększając kolejne opady śniegu. W rezultacie pojawia się samonapędzający się proces akumulacji śniegu na powłoce lodowej wywołujący obniżenie temperatury, które z kolei wzmacnia akumulację śniegu i tak dalej. […] Przypuszcza się, że epoka lodowcowa może się zacząć od jednej rocznej anomalii pogodowej.

(s. 438)

Klimat jest rezultatem tak wielu czynników - wzrostu i spadku stężenia dwutlenku węgla, przesunięć kontynentów, aktywności Słońca, statecznych wahań cykli Milankovicia - że równie trudno jest pojąć przeszłe zdarzenia jak przewidywać przyszłe. Większość z nich przekracza nasze obecne możliwości. Weźmy jako przykład Antarktydę. Przez ponad 20 milionów lat od usadowienia na biegunie południowym Antarktyda była pokryta roślinnością i wolna od lodu. To po prostu nie powinno być możliwe.

(s. 443-444)

Przez pierwsze 99,99999 procent naszej historii byliśmy w tej samej linii genealogicznej co szympansy. Niemal nic nie wiadomo o prehistorii szympansów, lecz czymkolwiek byli ich przodkowie, byli także naszymi przodkami. Rozstaliśmy się około 7 milionów lat temu. Grupa nowych istot wyłoniła się z tropikalnych lasów Afryki i zaczęła się przemieszczać na otwarty sawanny.

Były to australopiteki, które przez następne 5 milionów lat stanowiły dominujący na świecie gatunek hominidów (australis oznacza po łacinie “południowy” i w tym kontekście nie ma nic wspólnego z Australią). Australopiteki miały kilka odmian. Niektóre były smukłe i drobne, […] inne były nieco mocniej zbudowane, wszystkie jednak potrafiły poruszać się na dwóch kończynach. Niektóre z tych gatunków istniały ponad milion lat, inne zaledwie kilkaset tysięcy, lecz warto pamiętać, że nawet te, które przetrwały najkrócej, miały historie wielokrotnie dłuższe od tego, co my dotychczas osiągnęliśmy.

(s. 454-455)