Maapallon ensimmäisiä eliöitä olivat arkeoneja ja bakteereja muistuttavia yksisoluisia eliöitä. Arkeonit sopeutuivat elämään vaativissa ääriolosuhteissa, kuten äärimmäisen kuumissa ympäristöissä.

Arkeoneja löytyy nykyään alkumaapallon kaltaisista olosuhteista – esimerkiksi erittäin suolaisista, happamista ja hapettomista ympäristöistä, kuten valtamerten pohjista ja kuumista lähteistä.


Syanobakteereja eli sinileviä.

Ensimmäiset tumattomat, yksisoluiset eliöt hyödynsivät ympäristössä olevia orgaanisia yhdisteitä energian- ja ravinnonlähteenään toisenvaraisten eliöiden tavoin. Vähitellen osalle tumattomista (esitumaisista) kehittyi kyky valmistaa itse orgaanisia aineita kemosynteesin avulla. Sen avulla eliöt pystyivät itse valmistamaan erilaisia orgaanisia yhdisteitä ja sitomaan epäorgaanisissa yhdisteissä olevaa kemiallista energiaa käyttöönsä.

Noin 3,5 miljardia vuotta sitten tapahtui merkittävä kehitysaskel elämän historiassa: kehittyi valon avulla tapahtuva yhteyttäminen eli fotosynteesi. Ensimmäiset fotosynteesiin kykenevät eliöt olivat syanobakteereita eli sinileviä. Vanhimmat tunnetut fossiilit, stromatoliitit, ovat muinaisista syanobakteereista muodostuneita kerrostumia.

Fotosynteesiin kykenevät eliöt saivat kilpailuedun, koska fotosynteesin tarvitsemaa vettä ja valoa oli runsaasti tarjolla. Fotosynteesi oli muullakin tavoin tärkeä kehitysaskel eliökunnan kehityksessä. Tämä johtuu siitä, että fotosynteesin sivutuotteena muodostui happea. Ensiksi sitä liukeni veteen, mutta noin kaksi miljardia vuotta sitten sitä alkoi vapautua myös kaasukehään. Happi muutti varhaisen kaasukehän koostumusta. Kehittyi UV-säteilyltä suojaava otsonikerros, mikä myöhemmin mahdollisti elämän siirtymisen maalle.

Happi oli myrkyllistä hapettomiin olosuhteisiin sopeutuneille tumattomille. Suuri osa muinaisista eliölajeista ei sopeutunut uudenlaisiin aerobisiin (hapellisiin) olosuhteisiin, ja siksi ne kuolivat sukupuuttoon. Aerobisiin olosuhteisiin sopeutuneille tumattomille kehittyi soluhengitys, joka oli uusi, happea vaativa energian vapauttamistapa. Soluhengityksen avulla voitiin vapauttaa tehokkaammin energiaa kemiallisista yhdisteistä. Niukkahappisissa olosuhteissa tumattomat eliöt olivat saaneet siihen asti energiansa käymisreaktioiden avulla.



Vasemmalla: Stromatoliitit ovat muinaisista syanobakteereista muodostuneita kerrostumia. Ne kuuluvat vanhimpiin tunnettuihin fossiileihin. Oikealla: Syanobakteerit ovat yhteyttämiskykyisiä bakteereja, joiden ajatellaan olevan viherhiukkasten edeltäjiä. Ns. sinileväkukinnot ovat itse asiassa syanobakteeriesiintymiä.