Sự trao đổi chất bao gồm
sự biến đổi vật chất và
năng lượng
Trao đổi chất (metabolism): toàn
bộ các hoạt động hoá học của cơ
thể sống, bao gồm hàng ngàn các
phản ứng hoá học riêng lẻ. Các
phản ứng hoá học lấy vật chất và
năng lượng và chuyển hoá chúng
thành các dạng khác nhau, sẽ được
tìm hiểu kĩ trong phần 1 của quyển
sách này. Để 1 cơ thể hoạt động, rất
nhiều trong số các phản ứng xảy ra
đồng thời, cần phải kết hợp với
nhau. Các gen thì quy định sự điều
khiển này. Bản chất của vật chất di
truyền (gen) mà điều khiển các hiện
tượng trong đời sống chỉ mới được
hiểu rõ trong khoảng 100 năm trở
lại đây. Phần 2 của cuốn sách dành
cho việc kể về câu chuyện của
những khám phá về gen.
Môi trường bên ngoài có thể thay
đổi một cách chóng mặt và không
hề báo trước khiến cho cơ thể
không thể kiểm soát được. Một cơ
thể chỉ có thể bảo vệ được sức khoẻ

tiến hoá rất lâu về sau này là của
các loài sâu bọ, như các loài bướm.
Để đáp ứng lại các dấu hiệu hoá
học bên trong cơ thể, một con sâu
bướm sẽ phát triển bên trong một
con nhộng và rồi trở thành một con
bướm trưởng thành.

Sự sinh sản làm cuộc sống tiếp
diễn liên tục và là nền tảng cho
sự tiến hóa. Sự sinh sản khác nhau
là một tính chất chính của cuộc
sống. Nếu không có quá trình sinh
sản, cuộc sống sẽ nhanh chóng biến
mất. Sinh vật đơn bào đầu tiên sinh
sản bằng hình thức nhân đôi vật
chất di truyền của chúng sau đó
phân tách thành hai. Hai tế bào con
giống nhau và giống hệt tế bào mẹ,
ngoại trừ sự đột biến xảy ra trong
quá trình nhân đôi. Những lỗi đột
biến đó dù hiếm, nhưng lại cung
cấp các vật chất thô cho quá trình
tiến hoá sinh học. Sự phối hợp của
quá trình sinh sản đơn giản cùng
các lỗi trong việc nhân đôi vật chất
di truyền tạo nên sinh học tiến
hoá, một sự thay đổi về thành phần
gen của các quần thể sinh vật trải
qua thời gian.

Có một thời kì dài không có sự
sống trên trái đất. Sau đó là thời kì
sống của các đơn bào, rồi đến sự
sinh trưởng của các đa bào. Nói
một cách khác, tự nhiên và sự đa
dạng các dạng sống khác nhau luôn
thay đổi theo thời gian. Việc nghiên
cứu quá trình mà tạo nên sự tiến
hoá sinh học trên trái đất là một
khoa học rất được chú trọng vào
thế kỷ 19. Những quá trình đó sẽ
được nói đến rõ nét hơn trong phần
4 của cuốn sách này. Còn ở đây
chúng ta sẽ tìm hiểu một cách ngắn
gọn làm sao có thể khám phá ra
chúng.