为数极多的生物种类
地球上生存着极多种类的生物。其中，对哺乳类和鸟类已作了各种调查研究，种类的数目大致上已清楚了。所以，去年在日本冲绳发现新的鸟类品种小春秧鸟后，做了大量宣传报道。但是，对于生息在热带多雨森林中的昆虫类等动物，可以认为其大部分是未知的种类。事实上，在今天，昆虫的新品种平均每天新发现的有20种。
现在已有记录的生存着的生物种类有170万种。其中，超过半数的，即100万种是节肢动物，而在100万种中又有90万种是昆虫类。
可是，全部有记录的170万种也只不过是地球上实际生存着的生物种类的一部分。正确的数目虽然谁也不知道，但据说，包括未知的生物种类，地球上的种类数达300 ~ 1000万。
种的分布
这个为数庞大的生物种类，在地球上的分布并不是等同的，可以说是很集中的。在浅海区可看到海洋生物群种类的多样性程度。在热带地区种类数丰富，随着纬度的升高，种类数就逐渐减少。这种趋势在陆地上也一样。在南美的亚马孙河流域和东南亚的热带多雨森林等热带地区，生存着极多的生物种类。
位于加里曼丹岛北部的文莱的气候，常年降雨量为3600毫米，年平均气温为27.5°C，属热带性气候。在这5800平方公里的土地上生长着二千多种树木。这与欧洲的平均树木种类密度相比，有数百倍之多。
关于生物种类的多少，为什么随地区的不同而异这一点有着多种论点。这些论点无非是想抓住物理环境和生物环境所起的各种作用等来说明种类的多样性程度。但是，还没有达到能完全理解这些最终是怎样定下来的。
扩大了的生物界
据说，生命活动的痕迹从38亿年前的格陵兰岛的岩石中也可以找到。被认为当时生存着的生命是由利用太阳光进行有机物合成的蓝藻，以及以这种有机物为粮食的细菌所组成的。这些都是由细胞中没有核的称为原核细胞作为细胞结构的生物。
这种由充当生产者和分解者组成的最初生命，经长期进化后，形成了生产者和分解者再加上另一种消费者的物质循环的基本结构。那是在距今十亿年之前的事。而且，即使在今天，这种结构仍在毫无变化地继续着。
目前生存着的数百万种生物，如果包括已绝灭的种类数，约有2亿个生物种类，就是由于这种物质循环的结果而产生的。为什么这样多的生物种类是通过进化过程而产生的呢？为了对这一情况进一步作考察，有必要看一下现代生物界的结构。
形形色色的生活
只要看一下我们周围的生物就会发觉，各种生物具有不同的生活方式。既有在水中居住的，也有只能在干旱地区看到的生物。不仅有白天活动的生物，而且有在白天休息晚上活动的生物。既有嗜好水果的、也有爱吃活动物的，更有群居于尸体和垃圾中的生物。既有在高空中飞行的，也有在地上爬行的生物。
这样，各种生物有着其各种特有的生活方式。地球上有各种各样的环境。既有像沙漠这样的极为干燥的地方，也有像深海海底这样的黑暗而又高压的地区。还有像日本那种温暖、有四季变化的特殊环境，而且，生物就是在适应各自的环境下生活着。
并且，这种适应的方式也因生物种类的不同而不同。同样与日本气候相适应的植物中，有些植物由于留下了种子能在寒冷干燥的冬天生存下来了，也有的植物却留下了根。
历史上产生了很多数量的生物种类，其中很多已消失了，这是由于这种地球环境的地理复杂性和那种时间变化的激烈性，以及对于这些环境，生物的适应方式的多样性程度和局限性所致。
当然，所谓对于各个生物的环境，除物理、化学环境外，还包括有无食饵和捕食者，以及与其他生物个体的关系等生物环境。因此，为了更深一步认识生物圈的发展史，也许很有必要看一下各种生物的生活和生物之间的关系。
分解者的情形
约在十亿年前形成的物质循环结构中，有分解者、生产者和消费者三个组成部分。
分解者大概是在三个组成部分中最初诞生的一部分生物。而且在今天，已经向非常广泛的环境中发展着。表1表示现在的生物能得以生长繁殖的环境条件的临界值。这种临界值的所有记录是根据分解者（细菌或真菌）的生长情况得到的。正如表中所示，一部分分解者即使在与平均地球表面环境完全不同的环境下也可以生长。
但是，正如下述那样，在生长界限内的环境中生存的生物是适应于其生活界限环境的生物，在另一个环境下则未必能生存的。如果从逐个生物来看，譬如即使是分解者，可以生长的环境范围是意外地小的。
生产者的情形
作为独立营养生物的生产者是从三十多亿年前诞生的蓝藻开始的。但是，蓝藻本身，今天在生产者一伙中也只不过在勉强地生活着。而使裙带菜和石花菜这样的体系和生活环境发达起来的生产者有了很大的发展，并向大陆上发展。
而且，一直是以在成长中如何得到必要的水分和日光，被动物捕食之前如何结出果实为中心来适应各种环境。结果，今天能开出像兰花这样美丽的花朵，垂着可结出果实的稻穗。
对于必须维持光合作用系统的生产者、在适应环境方面一定曾有过各种制约。即使这样，在今天，从有几千年树龄的加利福尼亚松和日本屋久岛的杉，一直到寿命约只有几十小时就被浮游生物吃掉的英吉利海峡的植物浮游生物，其生活是多样化的。
消费者的情形
消费者是从积极地捕捉菌类和植物来吃的原生动物开始的。但是，进化还不至于此，进一步孕育出了捕捉动物本身作食物的食肉动物。这样，一连串的食物链就产生出来了。即生产者到第一次消费者的食草动物，到第二次或更高次的消费者食肉动物，这样一连串的关系。而且，在今天，消费者占目前已知种类的70%，成为最大的一个组成部分。
澳大利亚沙漠中发现了以蜥蜴一类为中心的食物链的网。只看一下像沙漠这样比较单纯的生态系统中的蜥蜴，也能看到这种复杂的生物间的结合。
相互关系
消费者和生产者等各组成部分的复杂化，相互之间是相乘的关系。也就是说，食物链的网络关系一复杂化，这就使得成为食饵的动物和植物，怎样做才能不被吃掉这样的课题就更复杂了。而且，对付这个问题的办法也是多种多样的。此外，捕食者为了在抵抗各种对付办法下保住食饵，要掌握更复杂的对付办法。
这样，就产生出非常多样化的生活方式。在澳大利亚沙漠中生长的植物绝不是独一无二的种类。如果要把包括土壤中的微生物在内的各生物种类的每一种的结合都搞清楚，则生物圈马上就扩大了。
把这种生物圈的扩大和复杂化作例子，谋求植物向陆地上发展的时间。
向陆地发展
植物向陆地发展是在约4.5亿年前发生的。到古生代中叶，最老的是羊齿植物的裸蕨纲类开始在陆地上生活。从志留纪地层中发现了称为线裸蕨纲类中原始体制的化石。
裸蕨类想必由藻类进化而来的。由于已定居在陆上，在过去只有极微小的先驱的微生物存在的陆地上，生命也总算可用肉眼看见了。同时，地面上捕集阳光的效率要比水中高，因此，更有效的光合作用系统在地上得以发展，植物由于追随阳光而开始垂直地生长。
这样，羊齿植物开始覆盖陆地，这就为以它为饵料的动物向陆上发展创造了机会。而且，在以后就跟着出现了以食草动物为饵料的食肉动物。
此外，植物的根促进了岩石的风化。而且，其遗体埋入土中，经常吃植物遗体的动物以及把这些动植物的遗体进行分解的微生物开始能在土中生存了。这又进一步使土中的有机物含量增加，使作为培育植物的场所（即土壤）的作用也增加了。
这样一来，在过去几乎没有生命活动的陆地上，于古生代中叶就很快地扩大了生物活动的网络。于是，产生了为数众多的新的生物种类。
在距今约三亿年前的石炭纪，巨大的羊齿植物大森林，以及在大森林中生存着的蜘蛛和蜻蜓等节肢动物中适应陆上生活的生物种类在地上繁荣起来了。在支持大森林的大地中早已形成了丰富的土壤微生物世界。
发展的条件
如上所述，生物要进入到过去没有生物的环境中产生新的生物种类，究竟需要些什么呢？也就是在新环境下怎样生活下去？
对于各种生物，各有其赖以生存的环境范围。例如温度为32° ~ 38°C，氧分压为0.16 ~ 0.22大气压，pH为7 ~ 8，湿度在99%以上等，是由几个主要环境因素所组成的。像长日照和短日照植物那样，为了开花留下子孙，不仅日照要长，而且还要作特定的时间变化。而且在以营养为生的生物中，特别是食料的有无，是重要的环境因素。
而且，各种生物只能在比较有限的环境范围内生存。这也是我们饲养野生生物重新培育时可能注意到的。这每一种生物种类能作为一群居生存下来的环境条件的范围，称之为壁龛。
水生藻类有其特有的壁龛，与羊齿植物不同。因此认为所有的生物均在划分为这种环境的一部分的各自的壁龛中生活着。
植物向陆地发展时，以前的藻类壁龛是怎么变化的。能在与水生藻类能生长的环境不同的环境，即陆上环境中能生存的生物，随着时间的流逝而由水生藻类进化而形成的。
现在的发展
生物圈的扩大和复杂化，如从长远来看，是经常发生的，甚至连现在也不例外。这在我们周围也能看到。只是，我们周围的环境已被很多种生物种类占据着。为此，所谓发展，大多是指某种特定的生物种类，以某种环境变化为契机夺取了过去由其他种类占据着的空间。以我们周围的例子来看，西洋蒲公英等是进入日本的外来品种，更清楚的例子可以在海上的小岛上观察到。
印度尼西亚是由超过一千个岛屿组成的“千岛之国”。其中有被称为喀拉喀托群岛的三个小岛。喀拉喀托群岛是介于爪哇与苏门答腊之间的火山岛，在1883年中反复三个月连续爆发，据说在这期间，岛由灼热的岩浆和火山灰覆盖了30米以上的厚度。据认为在喷火结束时，全部生物从岛上消失了。
可灵活迁移的鸟，如果作为饵料的植物和昆虫一旦恢复的话，种的密度立即达到平衡。另一方面，植物的种类在火山爆发50年后，种类的数目还在很快地增加。
在这样的例子中，观察的时间与进化的时间尺度相比，有时太短暂，新的生物种类并不是眼看着产生出来的。但是，正像戴维（C · R · Darwin）在加拉帕戈斯群岛发现的那样，生活在地理上被隔离的岛上的生物，较长时间后会分化成不同的种类。这件事，从很多岛屿上都发现了各个岛上独有的生物种类，也可说是众所周知的事实。
加拉帕戈斯断层的生物
1977年，在加拉帕戈斯岛西北偏西，科科斯板块和那斯加板块相接的加拉帕戈斯断层中，新发现的是两个板块会合的地方，含有多量金属和硫化氢的热水，从地球内部喷出，这是在海平面以下2500米的海底。在那里发现生活着鱼、贝和蟹等各种生物，形成一个独立的生态系统。那是一种与所谓在由光合作用的受惠于太阳为基础的普通生态系统完全不同的、特异的生态系统。
又在1978年，在加利福尼亚湾海岸的东太平洋海澎发现了热水停止喷出，已死的贝类零乱分散的地方。由此认为，这种特异的生态系统不会长久地持续，也是比较近期形成的。而且，生活在那里的较多的生活种类，是过去尚未知道的崭新的种类。
在深海海底中的观察，和研究那里的生物时，有各种困难。因此，对加拉帕戈斯断层的探查还只有数次而已，对其科学研究，还只是刚刚开始。在整个地球上，包括65，000公里的海岭和海澎等内，如果考虑到进行肉眼观测只不过是0.1%，约65公里，则今后期待还能有很大的发现。
人类的活动
生命的历史可以说是自从生命诞生以来，连绵不断扩大生物圈的记录。但是，也伴随着为数极大的生物种类的绝灭。
今天，人类的活动由于大规模化而创造了新的环境，进入那里的生物很多。例如蜚螊（蚜虫），尽管不受人欢迎，但仍发现了新的壁龛。相反，由于人类的积极愿望，为家畜和农作物制造了新的壁龛。另一方面，同样由于人类的活动，由于被剥夺了它们的壁食而被消灭了。
因此，今后随着人类活动的扩大，不论愿意与否，我们人类的行动与其他生物种类的存亡会更有力地联系起来的。
[研究と实验（日）、1982年9月]