Накопленные теоретические и фактические материалы были приведены английским ученым Ч.Дарвином (1809-1882 гг.) в систему, названную впоследствии дарвинизмом, по которой главными действующими факторами эволюции являются наследственность, изменчивость и естественный отбор в природе (искусственный в домашних условиях). Созданное Ч.Дарвином эволюционное учение является научной основой представлений о филогенезе процессе исторического развития живой природы и отдельных групп составляющих ее организмов.
К 21в. появление жизни на Земле научно представляется как длительный процесс эволюции материи, первым этапом которой была химическая эволюция полимерных, содержащих углерод соединений, а 2-м биологическая эволюция от первых примитивных форм жизни до современных ее форм. На этапе химической эволюции в условиях наличия мощных источников энергии солнечной радиации, включая ультрафиолетовое излучение, электрические разряды, тепловую энергию Земли и т.д. возникли молекулы сложных веществ (аминокислоты, жирные кислоты, азотистые основания, сахариды, нуклеотиды), играющие первостепенную роль в обменных процессах, протекающих в живых организмах.
Объединение молекул высокомолекулярных органических веществ в агрегаты и образование обособленных от среды капель (коацерватов) первым наблюдал еще в 1920-х гг. академик А.И.Опарин.
Сущность обмена в живых телах состоит в её поглощении веществ извне и их усвоении (т.е. превращении веществ окружающей среды в вещество самого живого организма). Этот процесс (так называемая ассимиляция) требует энергетических затрат со стороны живого тела. Процессы распада сложных веществ живого тела, сопровождающиеся освобождением энергии и выделением продуктов распада, получили названия диссимиляции. Главным источником энергии, поддерживающим существование этих процессов, является солнечная энергия (фотосинтез). Способность живой материи получать вещества и энергию извне и превращать их в вещества и энергию собственных клеток позволяет живому преодолевать закономерные для неживой и живой природы процессы, сущность которых выражена в так называемом 2-м законе термодинамики. Этот закон утверждает, что для любой природной системы свойственно неизбежное падение энергетического уровня, вплоть до гибели самой системы. Живые тела, являясь открытыми системами (постоянно обменивающуюся веществами, энергией и информацией с окружающей средой), обладают способностью черпать энергию извне, вовлекать ее в процессы своей жизнедеятельности, что обеспечивает возможность жизни. Другим кардинальным свойством живых тел является строгая упорядоченность в пространстве и во времени.
Первоначальные формы жизни, по-видимому, существовали за счет энергии органических веществ, находящихся в Мировом океане. С увеличением сложности организации живой материи и разнообразия форм ее существования потребовался постоянный и неисчерпаемый источник энергии. Этому послужило Солнце, посылающее на Землю громадное количество энергии в виде солнечного (электромагнитного) излучения. Некоторые виды организмов приобрели способность непосредственно использовать энергию солнечного света для превращения неорганических веществ, в избытке имеющихся на Земле, в органические вещества. Этому способствовало возникновения в результате неизвестных генных мутаций особого вещества хлорофилла, зелёного пигмента, имеющегося у всех современных растений, и действующего как катализатор процесса соединения воды и углекислого газа, протекающего с использованием энергии солнечного света (фотосинтеза).
Материи присуще единство прерывности и непрерывности в строении, пространственном распределении и движении. Прерывность характеризует состояния материи (планеты, тела, кристаллы, молекулы, атомы, ядра и т.д.) в виде отдельных устойчивых элементов различных систем, качественно определенных структурных уровней. Она выражается также в скачкообразном характере процесса развития, изменения. Непрерывность, напротив, выявляется в целостности систем, состоящих из отдельных элементов, в бесконечности их связей, постепенности изменения состояний, плавном переходе из одного в другое. Современная физика показала, что как свет, так и вещество одновременно обладают и волновыми (непрерывными) и корпускулярными (прерывными) свойствами. В квантовой механике было установлено, что элементарные частицы имеют как корпускулярные, так и волновые свойства. Во взаимосвязи категорий прерывности и непрерывности выражается сущность движения, его противоречивость. Движение предстаёт как единство прерывности и непрерывности изменений состояния, положения тела в пространстве и времени. Закон сохранения энергии один из важнейших законов сохранения, согласно которому энергия, превращаясь из одной формы в другую, не исчезает и не создается вновь. При переходе материальной системы из одного состояния в другое изменение её энергии строго соответствует возрастанию или убыванию энергии взаимодействующих с системой тел. Концепции «внешнего толчка» единственной причины происходящих в природе изменений, противостоит концепция самодвижения движения, имеющего источник, причину в самой движущейся вещи.
В 1950-х гг. учение о биосфере получило широкое признание. Экологический бум 2-й половины 20в. выдвинул на 1-й план технологические и социально-политические аспекты этого учения, тогда как научно-философская сущность взаимодействия человечества с природой и эволюции биосферы (о чем писал Вернадский) оставались в забвении. Произошло это потому, что наиболее знаменитые мыслители 2-й половины 20 в. все дальше удалялись от познания Природы в ее бесконечном разнообразии и гармоничном единстве. Они отражали основы современного общественного сознания: дробность восприятия («компьютерное мышление»), склонность к примитивным формализациям, механистичному мировоззрению совершенно естественному в искусственной (не естественной) техногенной среде, окружающей нынешнего человека и творящей его по своему образу и подобию.
В живом организме благодаря процессам обмена веществ и энергии происходит перестройка поступающих пищевых веществ в соединения, характерные для данного организма, которые используются как строительный или энергетический материал. Обмен веществ и энергии способствует постоянному, непрерывному обновлению органов и тканей без изменения химического состава тела организма. Основные группы веществ (белки, жиры, углевода и др.) неравнозначно участвуют в процессах обмена веществ и энергии. Белки используются организмом в основном в качестве строительного (пластического) материала, тогда как углеводы и жиры для покрытия энергетических затрат.
В процессе жизнедеятельности уровень обмена веществ и энергии не бывает постоянным, благодаря чему организм приспосабливается к меняющимся условиям существования. Достигается это согласованностью и сглаженностью процессов обмена веществ и энергии, которые являются результатом пластичной и строго координированной работы всех механизмов, участвующих в обмене веществ и энергии как в клетке, так и в органах и тканях. В основе биологической эволюции лежит адаптация животных и растительных организмов к условиям среды, которая обеспечивает поддержание нормальной жизнедеятельности организма и его приспособление к изменению различных факторов окружающей среды: температурных и климатических, высоты, многих инфекционных агентов и т.д. Существует множество конкретных форм адаптации: синтез клетками интерферона, препятствующего проникновению вирусов; огромная скорость размножения различных микроорганизмов; способность впадать в спячку; плавать, ползать, летать, бегать или прочно удерживаться корнями на одном месте; способность к поддержанию постоянства температуры тела или изменению ее в зависимости от температуры окружающей среды; наличие специализированных систем дыхания, кровообращения, пищеварения, а также памяти, открывшей возможность адаптации не только к сложившимся условиям, но и к грядущим событиям.
На мистических, идеалистических представлениях, объясняющих сущность жизни действием имеющихся в живом существе нематериальных, сверхъестественных, непознанных свойств и факторов, основан витализм, который отрицает возможность возникновения жизни из неживой материи, т.е. живое возникает только из живого, которое существует в непроявленном виде в иных мирах.
Гипотеза панспермизм, панспермия (греч. всё+семя), согласно которой мировое пространство полно спор микроорганизмов, которые, переносясь и попадая на планеты, дают на них при благоприятных условиях начало жизни; к кон.20 в. наукой отвергалась, т.к. эта гипотеза отрицает переход неорганической материи в живую материю.
Спинозовская идея «причина самой себя»; лейбницевский принцип монады как самодеятельной, самоопределяющейся субстанции; кантовские идеи развития неба, земли и человека; идея эволюции в философии Шеллинга; гегелевская идеалистическая диалектика вехи на пути формирования концепции самодвижения, состоящей в «некотором изображении противоречия» (Гегель). Самоорганизация материи является одной из фундаментальных задач науки. Законы природы, квантовой механики не зависят от человеческого сознания (их можно проверять экспериментально) и вынуждают материю приобретать те или иные формы (управляют результатами эволюции). К нач. 21 в. наука отмечала, что самоорганизация материи (элементарных частиц, электронов и т.п.) в живой и неживой природе происходит под действием сил Природы. Частицы располагаются только определённым, схожим образом, а не хаотично (хотим мы того или нет), образуя двойную спираль (ДНК в живых объектах и аналогичную двойную спираль в неживых); и имеется реальная возможность перехода неживого в живое из-за сходства расположения структур. Верующие говорят, что из кучи запчастей самолета даже сильный ветер не соберёт цельный самолёт это возможно только Богом. Но самодвижению материи это под силу.