早期的地球环境过于恶劣，生物体的结构如过于复杂，其中任何—个细微部分遭受打击都很有可能导致生物体的毁灭。然而地球气候条件日趋稳定，结构复杂的生物体已有足够的条件存活。利用光能意味着能够获取更多能量，从而更大盔麒地繁衍后代。
自此，地球上逐渐出现了大量能够利用光能生活的生物体。它们仍然是以单细胞形式的个体存在，然而在结构和功能上已经不知比最原始的生物体复杂了多少倍，它们能进行“光合作用”，这些生物体，我们姑目称之为“光合细菌”。它们就是植物的邹形。
在这些生物体利用光能生活的同时，它们还会排出包括氧气在内的多种“废料”。经过漫长的积累，使得地球上的氧气含量大幅度地提升。渐渐地，大气的组分以及各种成分所占的比例也已经与今日的大气基本相同。
一些生物体在进化过程中惊喜地发现：在氧气的帮助下，一些有机物可以直接转化为生物体能直接利用的能量。而该过程排出的“废物”却又恰巧是那些光合作用生物需要的原材料——二氧化碳。
于是，—个紧密的共生关系就此形成了。
光合细菌吸收了二氧化碳，利用光能，产出“废料”和氧气，而另外一个族群则在氧气的帮助下将—些有机物转化为能量供自身利用，并且释放出二氧化碳为光合细菌提供“原材料”。
吸入氧气，排出二氧化碳，就是我们每天都在进行的—个动作——呼吸，这个过程，我们称之为“呼吸作用”，而远古那些进行着呼吸作用的族群，则是动物的祖先。
此外，还有一些“顽固不化”的生命体仍然传承着最原始生命体的生活方式，一直延续到了今日，它们就是古细菌。
由于这种生命体选择的能量来源范围过于狭窄，有的通过热能生存，有的则是通过分解特殊物质时产生的少量化学能生存。而且这些能量形式所占比例与光能相比简直微不足道，因而这些生命体在数量上远远无法同能够进行光合作用的细菌以及依靠光合细菌生存的种群相比较，它们成为了真正意义上的“少数民族”，而它们的这种生活方式也渐渐为大多数生物所遗弃。
三大族群选择了不同的道路生存，其中数量最多的就是“光合作用”者，其次是“呼吸作用”者，最后是“顽固不化”者。前两族因为在数量上的绝对优势，在地球上快速地繁衍生息，不久就跃居统治地位，成为了地球生物的主要模式，而仍然以古细菌的行为模式生存的第三类生物体则“隐居”于少量适合生存的地带。地球脱离了“原始社会”迈入了崭新的“光合作用”年代。
光合作用之先行者——蓝藻
我们不得不承认，数十亿年前选择了光能作为能量来源的生物无疑是“明智”的。从科学的角度来看，光能比较活跃，不需要太过苛刻的条件就能加以利用。同时，由于光能的覆盖面几乎能够达到地球的每个角落，因此依靠光能生活的生命体就不会像嗜热菌之类的生物一群被局限在诸如火山口、地热泉之类的特定环境生存。最重要的是，稳定且数量庞大的光能能够为—个族群长期的繁衍和进化提供源源不断的动力，而不会因为能源的枯竭导致种群的灭亡。
让我们来看一看当年光合作用“发明者”的后裔吧。
光合作用
1773年，英国科学家普利斯特利做了一个有名的实验，他把一支点燃的蜡烛和一只小白鼠分别放到密闭的玻璃罩里，蜡烛不久就熄灭了，小白鼠很快也死了。接着，他把一盆植物和一支点燃的蜡烛一同放到一个密闭的玻璃罩里，他发现植物能够长时间地活着，蜡烛也没有熄灭。他又把一盆植物和一只小白鼠一同放到一个密闭的玻璃罩里。他发现植物和小白鼠都能够正常地活着，于是，他得出了结论：植物能够更新由于蜡烛燃烧或动物呼吸而变得污浊了的空气。
1864年，德国的萨克斯发现光合作用产生淀粉。
1880年，美国的恩格尔曼发现叶绿体是进行光合作用的场所。
1897年，首次在教科书中将植物体转化光能为化学能的过程称为光合作用。
蓝藻也叫蓝绿藻，属于藻类中的蓝藻门，它是藻类植物中最简单、低级的一门，在世界各地都能找到这种或丝状或串珠形或球状的生物，其中球状体和串珠形属于蓝藻门中的色球藻目，串珠形的外表不过是因为大量球状的色球藻生活在一起，而丝状的个体则是蓝藻门的藻殖段目生物。
除蓝藻门之外，藻类中的其他4门细菌也都能进行光合作用，而且每一门都有各自不同的基因用来控制生产光合色素从而进行光合作用。，然而只有蓝藻拥有全部100种基因，并且其中许多是蓝藻独有的。这意味着蓝藻“继承”了祖先遗留下来的大多数光合作用基因。它应该是跟最早进行光合作用的生物体是比较接近的。
从研究人员发掘出的34亿年前的化石来看，最早进化出光合能力的生物外形与今天我们在显微镜下看到的蓝藻非常相似——这为蓝藻作为最早开始光合作用生物体的后裔提供了理论上的证据。原始蓝藻在能够利用光能之后，便有了取之不竭的能量来源，从而具备了巨大的进化优势，在光合细菌中占据了主导地位。
感谢蓝藻的祖先，在它演化出光合作用能力之后，地球逐渐开始向今天这个欣欣向荣的模式发展。
蓝藻大约出现在距今35亿年前，现在已知约1500多种，分布十分广泛，遍及各种地理环境，但主要还是生长于淡水水域。有少数品种可生活在60℃～85℃的高温水域中，有些种类则可以和真菌、苔藓、蕨类和裸子植物等较为高等的植物共生。有不少蓝藻可以直接固定大气中的氮，这样一来，土壤中的养分可以被极大丰富，有利于作物的增产；有的蓝藻还成为了人们的食品，如著名的发菜和普通念珠藻（地木耳）等，它们就属于蓝藻门中的不同品种。
但在一些营养丰富的水体中，有些蓝藻常于夏季大量繁殖，并在水面形成一层蓝绿色而有腥臭味的浮沫，这就是环境杀手——水华，更为可怕的是有些种类还会产生一些毒素破坏水质，对鱼类等水生动物，以及人、畜均有很大危害，严重时还会造成鱼类的大量死亡。
什么叫固氨？
氮素是植物体生长不可缺少的元素，它是构成生物体DNA、RNA和蛋白质的基本成分。固氮菌顾名思义是能够将空气中的气态氮转化为能够吸收利用的氮元素的细菌。固氮菌在与植物共生的情况下才能固氮或才能有效地固氮，固氮产物氨可直接为共生体提供氮源。固氮菌种类主要-有根瘤菌属的细菌与豆科植物共生形成的根瘤共生体，弗氏菌属与非豆科植物共生形成的根瘤共生体；某些蓝细菌与植物共生形成的共生体，如念珠藻或鱼腥藻与裸子植物苏铁共生形成苏铁共生体，红萍与鱼腥藻形成的红萍共生体等。
在实验条件下培养自生固氮菌，培养基中只需加入碳源（如蔗糖、葡萄糖）和少量无机盐，不需加入氮源，固氮菌可直接利用空气中的氮（N2）作为氮素营养；如培养根瘤菌，则需加入氮素营养，因为根瘤菌等共生固氮菌，只有与相应的植物共生时，才能利用分子态氮（N2）进行固氮作用。
初见叶绿体——藻类
蓝藻在进化出“光合作用”能力之后，开始制造氧气，并且在身体中积累了光合作用的“副产品”——碳水化合物。对于许多靠摄取外部营养生存的生物来说，碳水化合物无疑是一种“美味佳肴”。于是乎，一大批“捕食者”开始了疯狂的“碳水化合物探寻之旅”。最原始的生物并没有牙齿，它们进食的方式就是一口把猎物吞进肚子里，然后再慢慢把猎物通过体内的一些类似于“胃液”的东西把它消化掉。
这与蛇的进食方式非常相似，蛇虽然有牙齿，但它们牙齿的作用并不是把猎物嚼碎，而仅仅是向猎物体内注射毒液以制服猎物用的。
这些“吞噬者”把蓝藻吞到肚中后，本来准备慢慢享用这顿美餐，谁知蓝藻福大命大，不但没有死，反而在这些吞噬者的肚子里安了家。
蓝藻在它们的体内继续勤勤勉勉地进行着光合作用，而产出的碳水化合物也理所当然地被那些“吞噬者”享用起来；同时，蓝藻也在“吞噬者”肚中就地取材，繁衍着后代。
—个“和谐”的循环就这么诞生了。人们给这种生物间互惠互助的行为起了个学名，叫做“共生”。然而，“吞噬者”和“被吞噬者”并不“满足于”这种简单的“共生”，随着进化的不断深人，“被吞噬者”干脆将自己的下一代“顺便”放到“吞噬者”的后代中。如此一来，当“吞噬者”在繁殖后代的时候，“被吞噬者”的后代也就顺势进入“吞噬者”的孙体内了。这样，二者就形成了“生生世世永不分离”的关系。于是，“吞噬者”的后代身体里就有了—个能够进行光合作用的“新器官”，而这个新器官也就是今天我们所熟知的“叶绿体”。
最早具有叶绿体的生物就是现在我们看到的藻类植物了，通常意义上认为那些具有了叶绿体这种器官的古老生物是由于在原始时代一些体型较大的生物将蓝藻吞噬之后才形成的，而这些具有了叶绿体的藻类也可以被认为是现代高等植物的雏形，只是在身体的结构上非常原始而已。
藻类在形态、构造上面有相当大的差别，例如小球藻，其外形呈圆球状，仅仅由一个细胞构成，直径也只有几微米；相比之下，生活在海洋里的巨藻，结构十分复杂，体长70~80米，最长可以达到200米以上。然而，尽管藻类植物个体的结构繁简不一，大小悬殊，但多数都没有真正根、茎、叶的分化。有些大型藻类，如海产的海带、淡水的轮藻，在外形上虽然也可以把它分为根、茎、叶三部分，但体内并没有高等植物用来运输养料的“管道”——维管系统，所以都不是真正的根、茎、叶，因此，藻类并不能被归为高等植物。然而叶绿体已经在其中产生，只需要进化出其他一些功能和器官便可以成为高等植物了。
生活在今天地球上的动物以及相当庞大数量的微生物均在进行着“呼吸作用”生存着。而“呼吸作用”必备的两个条件——氧和碳水化合物，则是由“光合作用者”负责制造。这些“光合作用者”是生命生存的基础，几乎提供了这个世界上生物所需的全部能量。我们今天所吃的粮食、水果、蔬菜等，都是来自“光合作用者”，甚至我们吃的肉类、蛋类也都是来自被“光合作用者”养活的生物；因此，这些“光合作用者”被我们称为“初级生产者”。
