식물의 진화
한편, 최초의 광합성이 오늘날 고등 식물이 하고 있는 광합성과 다른 원인은 색소체의 차이 때문이라고 추정할 수 있다. 예를 들어, 조류나 광합성을 하는 세균 가운데는 엽록소가 아닌 다른 동화 색소를 가진 것이 있는 것으로 보아 최초의 광합성 식물에서도 여러 가지 형의 색소체가 있었던 것으로 생각된다. 그러나 그 중에서도 엽록소가 가장 효율적인 광합성을 하기 때문에 이것을 가진 식물이 다양하게 진화되어 현재에 이르게 되었다고 추측된다. 녹색 식물에 의해 광합성이 행해지게 되면서 원시 해양 속에서 줄어져가던 유기물이 다시 공급되기 시작했고, 동시에 기체 상태의 산소가 대기 중에 방출되어 대기의 조성이 점차 변하게 되었다. 이와 같이 증가된 산소는 태양의 자외선을 흡수하여 그 일부가 오존이 되고, 이 오존이 대기의 상층을 덮는 오존층이 되어 생물에게 유해한 태양의 강한 자외선을 막아주었다. 따라서, 그 때까지 물 속에서만 살던 생물들은 육지로 올라와 육상 생활을 할 수 있게 되었다. 또, 대기 중의 암모니아와 메탄은 각기 산소와 반응하여 기체 상태의 질소와 이산화탄소로 바뀌었으므로 오늘날과 같은 대기가 조성되었다.
지의류
지의류의 황단면을 현미경으로 살펴보면 피층 밑에 녹색의 세포가 층을 이루고 있는 것을 볼 수 있다. 이 세포는 지의류에서만 볼 수 있는 특유한 것으로 '고니디아'라고 불리는데, 이것에 의해서 광합성을 하는 것이 알려져 예전에는 독립된 식물 무리로 다루어졌다. 그러나 19세기 후반에 이르러, 고니디아는 지의류 속에서 만들어지는 것이 아니라, 외계의 조류를 몸 속에 끌어들여 공생하고 있는 것이라는 새로운 학설이 발표되었다. 당시, 이 학설은 쉽게 받아들여지지 않았다. 그러나 고니디아를 지의류에서 따로 떼어 인공 배양을 하거나 원래의 지의류 균사와 함께 두어 지의류를 합성하는 등의 실험을 통하여, 지의류는 균류와 조류가 공생하는 독특한 식물이라는 것이 확인되었다. 즉, 균류는 조류가 광합성으로 만든 탄수화물을 이용하고, 조류는 균류로부터 수분 등을 공급받으면서 공생한다.