Химическая и добиологическая эволюция жизни Жизнь на Земле прошла долгий эволюционный путь, прежде чем достигла своего нынешнего разнообразия. Гипотеза Опарина-Холдейна, позже расширенная Джоном Берналом в 1947 году, предполагала три стадии: химическую, добиологическую и биологическую эволюцию. В ранней атмосфере Земли, богатой газами, образующимися в результате вулканической деятельности, но лишенной кислорода, органические молекулы накапливались миллионы лет, образуя "первичный бульон". Эти условия способствовали реакциям полимеризации, которые в конечном итоге привели к образованию белково-липидных комплексов, способных к самоорганизации.
Возникновение и адаптация примитивных организмов Первые простые организмы, вероятно, появились в результате естественного отбора на добиологической стадии. Защищенные от ультрафиолетового излучения слоями воды из-за отсутствия озонового слоя, эти гетеротрофные прокариоты потребляли органическое вещество для получения энергии путем гликолиза. По мере усиления конкуренции и истощения ресурсов в первичном бульоне эволюционировали новые механизмы, такие как автотрофия; фотосинтез позволял накапливать атмосферный кислород, одновременно способствуя окислительному метаболизму для более эффективного производства энергии.
Переход от прокариотических клеток к эукариотической сложности Прокариоты были предшественниками эукариотических клеток в результате процессов, которые до сих пор обсуждаются учеными. Одна из теорий предполагает, что органеллы образовались путем инвагинации мембран; другая утверждает, что митохондрии или хлоропласты возникли независимо друг от друга, прежде чем слиться с клетками—хозяевами - эта точка зрения подтверждается присутствием их собственной ДНК/РНК внутри этих структур.