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.
규화목
규화목(Petrified wood, 그리스에서 유래했으며 "나무가 돌이 되었다."라는 뜻)은 식물이 화석화되어 생장의 모습이 남아있는 특별한 유형에게 붙여진 이름이다. 나무나 나무 같은 생물이 광물 성분 삼투(또는 광충 작용, permineralization) 과정의 결과로 완전히 돌로 바뀌었다. 줄기 조직의 원래 구조를 유지하면서 모든 유기 물질은 광물(대부분 석영 같은 규산염)로 치환되어 있다. 일반적으로 압축되는 다른 화석 유형과는 달리 화석이 된 나무는 원래 유기 물질의 입체적인 표현이다. 나무가 산소가 잘 공급되지 않아 호기성 분해를 저해하는 퇴적물 아래에 묻힐 때 지하에서 석화 과정이 발생한다. 광물이 포함된 물이 퇴적물을 통해 흐를 때 식물의 세포에 광물이 저장된다. 그때 식물의 리그닌과 셀룰로스가 소멸한 자리에 광물질이 형성된다. 나무가 석화되기 위해서는 유기 물질이 완전히 분해되기 전에 석화가 되어야 한다. 이러한 과정은 화석화된 숲으로부터 알려지게 되었다.