Единство процессов видообразования и эволюции биосферы. Вернадский впервые обосновал идею об эволюции поверхностной оболочки Земли как целостном процессе взаимодействия живого вещества и косной материи. Ведущая, активная роль в этом взаимодействии принадлежит жизни, которая признавалась Вернадским „великим, постоянным и непрерывным нарушителем химической косности поверхности нашей планеты” (1926а, с. 26).
Вернадский не ограничился констатацией ведущей роли живого в эволюции биосферы, а стремился найти „кипящий слой” элементарных преобразований биосферы. Опережая широкое проникновение популяционных представлений в эволюционную биологию, он уже в середине 20-х годов считал необходимым выделить вид как главный носитель эволюции. Основная задача в изучении эволюции биосферы, по мнению Вернадского, заключалась в установлении связи „эволюции видов с механизмом биосферы, с ходом биогеохимических процессов” (1928, с. 234). Существование подобной связи не вызывало у него сомнений, так как „основные числа, характеризующие эти процессы, являются видовыми признаками, меняющимися в процессе эволюции” (там же). К числу этих признаков он относил общую биомассу вида, его химический состав и геохимическую энергию.

К своей оригинальной гипотезе происхождения биосферы Вернадский пришел в ходе длительных раздумий над вопросами о сущности жизни, о пространственных и временных границах распространения жизни в космосе, о возможности абиогенного синтеза живого вещества, о причинах появления жизни на Земле и т. д. Постоянно возвращаясь в течение четверти века к этим вопросам, Вернадский вносил в свои представления изменения и уточнения. Это дало повод некоторым его критикам усмотреть противоречивость во взглядах Вернадского и даже приверженность к агностицизму и витализму (Новогрудский, 1931; Деборин, 1932, 1933). Поверхностное знакомство с трудами Вернадского по проблемам происхождения биосферы привело и некоторых современных авторов к аналогичному выводу, что „Вернадский в учении о биосфере занял иррациональную позицию в вопросе о происхождении жизни, считая исследование причин происхождения жизни занятием бесполезным, иллюзорным и опасным” (Dose, Rauchfuss, 1975, S. 2).
Такие оценки сделаны на базе лишь некоторых высказываний Вернадского. В них не учитывается развитие его представлений по данной проблеме. Игнорируется тот факт, что гипотезы о вечном существовании жизни в космосе и о появлении жизни на нашей планете в результате заноса в латентном состоянии микроорганизмов или спор из космического пространства Вернадский считал вероятными в первые годы своих биохимических исследований.

Возникновение жизни, по мнению Вернадского, положило начало геологическому периоду в развитии нашей планеты и длительному процессу эволюции биосферы. Подчеркивая неразрывную связь эволюции видов с эволюцией биосферы, Вернадский вместе с тем стремился найти интегральные характеристики эволюции биосферы, ее специфические закономерности, не сводимые к закономерностям эволюции на нижележащих уровнях организации живого. Эволюция химического состава организмов и их метаболических процессов рассматривалась им прежде всего в плане ее влияния на геологическое строение биосферы, ее биогеохимические функции и общую энергетику. „Благодаря эволюции видов, непрерывно идущей и никогда не прекращающейся, резко меняется отражение живого вещества на окружающей среде. Благодаря этому процесс эволюции — изменения — переносится в природные биокосные и биогенные тела, играющие основную роль в биосфере, в почвы, в наземные и подземные воды (в моря, в озера, реки и т.д.), в угли, битумы, известняки, органогенные руды и т.п. ” (Вернадский, 1977, с. 18).
Рост биомассы биосферы и ее организованности. Вернадский был уверен, что благодаря способности к размножению в геометрической прогрессии сформировавшаяся жизнь быстро „растеклась” по поверхности нашей планеты, приспосабливаясь к разнообразным условиям существования. С самого начала эволюция живого, считал он, может идти в соответствии с биогеохимическими принципами. Поэтому на каждом этапе истории органического мира его биомасса и область распространения достигали возможного предела.
Расширение зоны обитания жизни и связанное с этим увеличение размеров биосферы Вернадский оценивал как важную тенденцию в ее эволюции. „Биосфера, — писал он, — не есть нечто неподвижное... Это проявляется в расширении области жизни, т. е. биосферы, в геологическое время. Вырабатываются организмы, которые, приспосабливаясь к условиям безжизненных областей, их заселяют: процесс расширения идет быстро в ходе геологического времени” (1937, с. 12). В то же время он допускал, что процесс освоения жизнью новых областей продолжается и в наши дни.

Разработанные Вернадским биогеохимические и энергетические подходы к изучению эволюции биосферы требовали дополнить современную периодизацию истории жизни, которая строится преимущественно на изучении остатков ископаемых организмов, новыми более существенными критериями. Не раз возвращаясь к этому вопросу, Вернадский обычно отмечал четыре крупных этапа в истории биосферы: появление первичных автотрофов, возникновение животных с кальциевым скелетом, формирование лесных биогеоценозов и, наконец, создание ноосферы. Как видно, для выделения этих этапов он использовал разные критерии. Так, первый этап связан с появлением нового способа питания и важнейшего компонента биосферы, второй — с усилением одной из биогеохимических функций, третий — с возникновением биотического сообщества, наиболее эффективно осуществляющего аккумуляцию солнечной энергии, а четвертый — с резким изменением всех биогеохимических и энергетических процессов в биосфере. Начатый Вернадским поиск критериев периодизации истории органического мира, отличных от принятых в геохронологии, впоследствии был продолжен в ряде работ
Особое внимание уделял Вернадский (1916, 1927а, 1937, 1944, 1965, 1977 и др.) заключительному этапу в истории биосферы, когда человеческая деятельность стала решающим фактором преобразования природы.
К концу своей жизни он сформулировал основы учения о ноосфере, которое сейчас оказалось в центре внимания ученых самых различных специальностей как у нас в стране, так и за рубежом.