Когда в океане появились первые фотосинтезирующие прокариоты, а затем и эукариотические водоросли, атмосфера стала постепенно насыщаться кислородом. Когда содержание этого газа в атмосфере достигло 1% от нынешнего (так называемая точка Пастера, которая была достигнута 1,8—1,5 млрд лет назад), у организмов, живших в то время, появилась возможность использовать его в процессах окисления органических соединений для получения энергии. Так возникло клеточное дыхание, которое дало живым существам во много раз больше энергии, чем бескислородные процессы. В результате этого на нашей планете произошла так называемая «великая кислородная революция». Когда кислорода стало достаточно для того, чтобы мог возникнуть озоновый слой, защитивший от смертоносного действия ультрафиолета поверхности водоёмов и суши, то организмы, освоившие новые, энергетически более выгодные процессы, стали заселять поверхностный слой воды. Теперь у фототрофов фотосинтез стал проходить более интенсивно, так как чем меньше слой воды, тем лучше он освещается солнцем.