Syrerevolutionen

Atmosfären på den tidiga jorden var mycket annorlunda än vad vi har idag. Det tros att jordens första atmosfär bestod av väte och helium, ungefär som de gasformiga planeterna och solen. Efter miljontals år av vulkanutbrott och andra interna jordprocesser dök den andra atmosfären upp. Denna atmosfär var full av växthusgaser som koldioxid, svaveldioxid och innehöll även andra typer av ångor och gaser som vattenånga och, i mindre utsträckning, ammoniak och metan.

Oxygen-Free

Denna kombination av gaser var mycket ogästvänlig för de flesta livsformer. Det finns många teorier, såsom Primordial Soup Theory, Hydrothermal Vent Theory och Panspermia Theory om hur livet började på jorden, men det är säkert att de första organismerna som bebor jorden inte behövde syre, eftersom det inte fanns något fritt syre i atmosfären. De flesta forskare håller med om att livets byggstenar inte skulle ha kunnat bildas om det hade funnits syre i atmosfären vid den tiden.

Koldioxid

Växter och andra autotrofiska organismer skulle dock trivas i en atmosfär fylld med koldioxid. Koldioxid är en av de viktigaste reaktanterna som krävs för fotosyntes. Med koldioxid och vatten kan en autotrof producera ett kolhydrat för energi och syre som avfall. Efter att många växter utvecklats på jorden fanns det ett överflöd av syre som flyter fritt i atmosfären. Det antas att ingen levande sak på jorden vid den tiden använde syre. Faktum är att mängden syre var giftigt för vissa autotrofer och de utrotades.

Ultraviolett

Även om syrgas inte kunde användas direkt av levande saker, var syre inte så illa för dessa organismer som levde under den tiden. Syregas flöt upp till toppen av atmosfären där den utsattes för ultravioletta solstrålar. Dessa UV-strålar delar upp de diatomiska syremolekylerna och hjälpte till att skapa ozon, som består av tre syreatomer som är kovalent bundna till varandra. Ozonskiktet hjälpte till att blockera några av UV-strålarna från att nå jorden. Detta gjorde det säkrare för livet att kolonisera på land utan att vara mottagligt för de skadliga strålarna. Innan ozonskiktet bildades måste livet stanna kvar i haven där det var skyddat från den hårda värmen och strålningen.

Första konsumenterna

Med ett skyddande ozonskikt för att täcka dem och mycket syrgas att andas, kunde heterotrofer utvecklas. De första konsumenterna som dök upp var enkla växtätare som kunde äta de växter som överlevde den syrebelastade atmosfären. Eftersom syre var så rikligt i dessa tidiga stadier av kolonisering av land växte många av förfäderna till de arter vi känner idag till enorma storlekar. Det finns bevis för att vissa typer av insekter växte till storleken på några av de större fåglarna.

Fler heterotrofer kunde sedan utvecklas eftersom det fanns fler matkällor. Dessa heterotrofer släppte råkar koldioxid som en avfallsprodukt från deras cellulära andning. Ge och ta av autotrofer och heterotrofer kunde hålla nivåerna av syre och koldioxid i atmosfären stabil. Detta ger och tar fortsätter idag.