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.
생물학
대부분의 생물은 태양에서 비롯된 에너지로 생명 활동을 한다. 태양에서 시작되어 먹이그물의 최종 소비자에게 전달되는 에너지의 흐름을 영양 단계라 한다. 식물은 광합성을 통해 태양에너지를 화학에너지로 전환한다. 이 화학에너지는 최종적으로 ATP 형태로 저장된다. ATP는 에너지가 필요한 곳에서 ADP와 인산으로 분리되면서 에너지를 공급하게 된다. 산소나 빛이 희박한 환경에서 서식하는 일부 생물은 이 대신 메탄이나 황산염과 같은 물질을 활용하여 화학에너지를 얻는다.