Atmosfera na rane Zemlje bio je vrlo drugačiji od onoga što danas imamo. Smatra se da je sačinjena prva atmosfera na Zemlji vodik i helijum, slično plinovitim planetima i Suncu. Nakon milijuna godina erupcija vulkana i drugih unutarnjih procesa na Zemlji, pojavila se druga atmosfera. Ta atmosfera bila je puna stakleničkih plinova poput ugljičnog dioksida, sumpornog dioksida, a sadržavala je i druge vrste isparavanja i plinova poput vodene pare, au manjoj mjeri amonijak i metan.
Bez kisika
Ova kombinacija plinova bila je vrlo nepristupačna za većinu životnih oblika. Iako postoje mnoge teorije, poput the Primardijalna teorija juhe, Hidrotermalna teorija ventilacije, i Teorija panspermije kako je život započeo na Zemlji, sigurno je da prvim organizmima koji su obitavali na Zemlji nije trebao kisik, jer u atmosferi nije bilo slobodnog kisika. Većina znanstvenika slaže se da građevne blokove života ne bi uspjeli formirati da je u atmosferi tada postojalo kisika.
Ugljični dioksid
Međutim, biljke i drugi autotrofni organizmi uspijevali bi u atmosferi ispunjenoj ugljičnim dioksidom. Ugljikov dioksid jedan je od glavnih reaktanata potrebnih za
fotosinteza dogoditi se. Uz ugljični dioksid i vodu, autotrof može stvoriti ugljikohidrat za energiju i kisik kao otpad. Nakon što je na Zemlji evoluiralo mnogo biljaka, u atmosferi je slobodno plutalo obilje kisika. Pretpostavlja se da tada nijedno živo biće na Zemlji nije imalo koristi za kisik. Zapravo, obilje kisika bilo je toksično za neke autotrofe i oni su izumrli.ultraljubičast
Iako se plin kisik nije mogao izravno koristiti živim bićima, nije bio sve loše za ove organizme koji žive u tom vremenu. Kisik plin lebdio je na vrhu atmosfere gdje je bio izložen ultraljubičastim zrakama sunca. Te UV zrake podijelile su dijatomske molekule kisika i pomogle stvoriti ozon koji je sastavljen od tri atoma kisika koji su kovalentno povezani jedni s drugima. ozonski omotač pomogli blokirati neke UV zrake da dođu na Zemlju. To je učinilo sigurnijim za život kolonizaciju na kopnu, a da nije osjetljiv na one štetne zrake. Prije nego što se stvorio ozonski omotač, život je morao ostati u oceanima, gdje je bio zaštićen od jakih vrućina i zračenja.
Prvi potrošači
Sa zaštitnim slojem ozona koji ih pokriva i s dosta kisika da diše, heterotrofi su mogli evoluirati. Prvi potrošači koji su se pojavili bili su jednostavni biljojedi koji su mogli jesti biljke koje su preživjele atmosferu napunjenu kisikom. Budući da je kisik bio toliko bogat u tim ranim fazama kolonizacije zemlje, mnogi preci vrsta koje danas poznajemo porasli su do ogromnih veličina. Postoje dokazi da su neke vrste insekata postale veličine nekih većih vrsta ptica.
Tada bi se moglo razviti više heterotrofa jer je bilo više izvora hrane. Ovi heterotrofi slučajno su ispuštali ugljični dioksid kao otpadni produkt njihovog staničnog disanja. Davanje i uzimanje autotrofa i heterotrofa bili su u stanju održavati razinu kisika i ugljičnog dioksida u atmosferi. Ovo prihvaćanje traje i danas.