식물의 진화
광합성을 한 최초의 생물은 당시 대기 중에 산소가 함유되어 있지 않았으므로 혐기적인 물질 대사를 하였을 것이다. 따라서, 오늘날과 같이 산소호흡을 하며 광합성을 하는 녹색 식물은 진화의 과정상 뒤늦게 출현하였을 것으로 보인다. 빛에너지를 이용하여 최초로 유기물을 합성했던 생물은 단세포이며, 이 분열에 의해서 번식하는 분열식물(세균식물과 남조식물)이었다. 먼저 혐기성인 홍색황세균이나 녹색황세균 또는 홍색세균이 나타나서 물 대신 황화수소나 수소가스를 이용하는 광합성이 이루어졌으며, 후에는 물 분해에 의해 수소를 이용하는 광합성이 나타남으로써 그 결과 산소가 점차 대기 중으로 방출되었다. 그 후 이러한 광합성 세균으로부터 남조식물이 진화되어, 이들의 광합성에 의해 대기중에는 더 많은 양의 산소가 축적되었을 것으로 생각된다.
조지프 프리스틀리
프리스틀리는 동물과 식물, 공기의 연관 관계에 대해서 연구하기도 했다. 그 결과 빛이 식물의 생장에 중요한 역할을 한다는 것을 발견하였고, 식물이 산소를 발생시킨다는 것도 알아냈다. 이것은 훗날 얀 잉엔하우스와 장 제네바어가 광합성을 연구하는 데에 중요한 기초가 되었다. 또한 그는 전기 불꽃을 이용하여 암모니아를 분해하였고, 수소와 산소를 혼합한 기체가 폭발할 경우 물이 생성된다는 사실도 발견했다. 그 외에도 그는 ‘좋은 공기’의 판별법, 즉 산소 함유량을 측정하는 방법을 개발하였으며, 과학 분야에서 그의 대표적인 저서이자 기체 연구의 대표적인 성과인 《여러 종류의 기체에 관한 실험과 관찰》 여섯 권 중 다섯 권을 이 시기에 출판했다. 또한 산소를 제외하고도 암모니아를 비롯하여 이산화 황, 사플루오르화 규소, 질소, 일산화 탄소 등을 발견했다.