Atmosfera na wczesna Ziemia było zupełnie inne niż to, co mamy dzisiaj. Uważa się, że powstała pierwsza atmosfera Ziemi wodór i hel, podobnie jak planety gazowe i Słońce. Po milionach lat erupcji wulkanicznych i innych wewnętrznych procesów na Ziemi pojawiła się druga atmosfera. Atmosfera ta była pełna gazów cieplarnianych, takich jak dwutlenek węgla, dwutlenek siarki, a także zawierała inne rodzaje oparów i gazów, takich jak para wodna oraz, w mniejszym stopniu, amoniak i metan.
Beztlenowy
Ta kombinacja gazów była bardzo niegościnna dla większości form życia. Chociaż istnieje wiele teorii, takich jak Podstawowa teoria zupy, Teoria odpowietrzania hydrotermalnegoi Teoria panspermii o tym, jak życie zaczęło się na Ziemi, pewne jest, że pierwsze organizmy zamieszkujące Ziemię nie potrzebowały tlenu, ponieważ w atmosferze nie było wolnego tlenu. Większość naukowców zgadza się, że budulec życia nie byłby w stanie utworzyć się, gdyby w atmosferze znajdował się tlen.
Dwutlenek węgla
Jednak rośliny i inne organizmy autotroficzne rozwijałyby się w atmosferze wypełnionej dwutlenkiem węgla. Dwutlenek węgla jest jednym z głównych niezbędnych reagentów
fotosynteza wystąpić. Dzięki dwutlenkowi węgla i wodzie autotrof może wytwarzać węglowodany dla energii i tlenu jako odpad. Po tym, jak wiele roślin ewoluowało na Ziemi, w atmosferze swobodnie unosiło się mnóstwo tlenu. Istnieje hipoteza, że żadna żywa istota na Ziemi nie miała w tym czasie zastosowania tlenu. W rzeczywistości obfitość tlenu była toksyczna dla niektórych autotrofów i wymarły.Ultrafioletowy
Chociaż tlen nie mógł być wykorzystywany bezpośrednio przez żywe stworzenia, tlen nie był zły dla tych organizmów żyjących w tym czasie. Tlen gaz unosił się na szczycie atmosfery, gdzie był wystawiony na działanie promieni ultrafioletowych słońca. Te promienie UV rozszczepiają diatomowe cząsteczki tlenu i pomagają wytworzyć ozon, który składa się z trzech atomów tlenu kowalencyjnie połączonych ze sobą. The warstwa ozonowa pomógł zablokować niektóre promienie UV docierające do Ziemi. To czyniło życie bezpieczniejszym dla kolonizacji na lądzie bez podatności na te szkodliwe promienie. Zanim powstała warstwa ozonowa, życie musiało pozostać w oceanach, gdzie była chroniona przed surowym upałem i promieniowaniem.
Pierwsi konsumenci
Z ochronną warstwą ozonu do ich pokrycia i dużą ilością tlenu do oddychania, heterotrofy były w stanie ewoluować. Pierwszymi konsumentami, którzy się pojawili, byli zwykli roślinożercy, którzy mogli jeść rośliny, które przetrwały atmosferę obciążoną tlenem. Ponieważ tlen był tak obfity we wczesnych stadiach kolonizacji ziemi, wielu przodków gatunków, które znamy dzisiaj, urosło do ogromnych rozmiarów. Istnieją dowody, że niektóre rodzaje owadów urosły do rozmiarów niektórych większych typów ptaków.
Więcej heterotrofów może ewoluować, ponieważ istnieje więcej źródeł żywności. Te heterotrofy uwalniały dwutlenek węgla jako produkt uboczny ich oddychania komórkowego. Dawanie i pobieranie autotrofów i heterotrofów było w stanie utrzymać stały poziom tlenu i dwutlenku węgla w atmosferze. To dawanie i przyjmowanie trwa do dziś.