Процесс возникновения жизни на Земле, известный как абиогенез, традиционно делится на несколько основных этапов. Первый этап — химическая эволюция, в ходе которой простые неорганические молекулы превращаются в более сложные органические соединения. Это происходило под воздействием различных энергетических источников, таких как ультрафиолетовое излучение, молнии и геотермальный нагрев. На втором этапе формируются примитивные самовоспроизводящиеся системы, которые могут накапливать генетическую информацию. Это приводит к формированию первых простых клеточных структур. Третий этап характеризуется появлением первых прокариотических клеток, способных к метаболизму и размножению.
Истощение запасов питательных веществ в водах первичного океана могло сыграть значительную роль в дальнейшем эволюционном развитии жизни. Это заставило организмы адаптироваться к новым условиям, находить альтернативные источники питания и стимулировало развитие новых метаболических путей. Например, уменьшение концентрации растворенных питательных веществ могло способствовать переходу от гетеротрофного к автотрофному типу питания, что ускорило развитие и диверсификацию организмов.
Фотосинтез имеет огромное значение в эволюционном плане. Этот процесс позволил организмам (первоначально прокариотам, таким как цианобактерии) использовать солнечный свет для производства органических веществ из углекислого газа и воды, выделяя при этом кислород. Фотосинтез значительно увеличил количество кислорода в атмосфере, что привело к кислородной катастрофе и радикальным изменениям в живых системах. Появление кислорода создало условия для развития аэробных форм жизни, которые могли более эффективно использовать энергию и поддерживать более сложные формы организации. Таким образом, фотосинтез стал одним из ключевых факторов, определяющих направление и темпы биологической эволюции на Земле.