生態系統。從異養到自養是早期生物演化的一次重大的飛躍。

藍藻是最早出現的釋放氧氣的生物，它們利用光能把二氧化碳和水製成有機物，同時放出氧氣，改變了大氣的成分，這些能夠產生氧氣的生物使得地球上原始大氣中氧氣濃度不斷增加，形成含氧大氣層。在高空出現的臭氧層，吸收了太陽的紫外輻射，改變了整個生態環境，為那些喜氧生物的出現創造條件和提供了可生存的環境。

初級生態體系的形成完成後，接下來是真核生物的出現，從原核到真核是生物演化從簡單到複雜的轉折點，最早具有細胞的生物是單細胞原核生物。生物從原核生物進化為真核單細胞生物，然後按照不同方向發展，出現了真菌界、植物界和動物界。原核細胞沒有核膜，沒有細胞器，結構簡單。真核細胞具有核膜，整個細胞分化為細胞核和細胞質兩部分。細胞核內具有染色體，成為遺傳中心，細胞質內進行蛋白質合成，成為代謝中心。

原始的單細胞真核生物，有自養型的，也有異養型的，一般說來，它們是動物還是植物的界限並不分明。植物、動物的共同祖先是單細胞的原始綠色鞭毛生物，類似現在的裸藻（也稱綠眼蟲或眼蟲）。原始生物開始向兩種不同的攝食方式分化，一種是向加強光合作用的器官和機能的方向發展，即向自養的方向發展，運動機能逐漸衰退，特化成為植物；另一種是加強運動器官和機能的方向發展，使它們在爭奪食物的生存鬥爭中能處於有利地位，即向著異養的方向發展，體內的色素體消失，特化為動物。

動物的出現，形成了一個新的三極生態系統。由動物、植物和菌類所組成的三極生態系統代替了原來的兩極生態系統，發展成多姿多彩的植物界和動物界。綠色植物（真核植物和原核藍藻）透過葉綠素光合作用製造食物，是自然界的生產者；細菌和真菌是自然界的分解者；動物是自然界的消費者。

早古生代植物以海生藻類為主，藻類植物大都生活在水中，有單細胞和多細胞的，結構比較簡單，沒有根、莖、葉等器官的分化。藻類植物的特徵表明了宏觀世界是低等的植物類群，所以應該位於進化歷程樹的最下邊的分枝上。　藻類的大量繁育不僅為海洋無脊椎動物提供了豐富的食物資源，而且透過葉綠素光合作用，放出氧氣，為海洋無脊椎動物的發展，準備了有利的生活環境。

從生物進化的歷史看，無脊椎動物在地球上出現的時間要比脊椎動物早得多。史上較早期出現的是具有鈣質硬殼的小殼動物群，包括軟舌螺、單板類、腹足類、腕足類等，這樣的結構主要與當時環境狀況相關。這一時期稱為“非三葉蟲時代”。進入三葉蟲時代後，主要由水母、三葉蟲、金臂蟲、非三葉蟲節肢動物、蠕形動物、海綿、無鉸腕足類、軟舌螺和藻類等組成。隨後，腔腸動物、古杯類、軟體動物（雙殼、腹足、頭足）、棘皮動物、牙形刺、筆石等相繼出現。

隨後海洋無脊椎動物繼續發展，層孔蟲、苔蘚蟲、珊瑚等先後出現，筆石、腕足類、鸚鵡螺等開始變異分化。樹形筆石繼續發展，一部分固著在海底生活，而大部分開始遠洋漂浮生活，遍及全球海域。層孔蟲、苔蘚蟲、珊瑚等一起，是溫暖淺海的重要造礁動物。海洋無脊椎動物新類群的出現和多樣化，構成了淺海陸棚區的生物關係體系。

由於地殼運動產生的海洋與陸地的變遷，由濱海淺灘綠藻植物演化而來的陸生裸蕨植物開始出現，蕨類植物具有真正的根、莖和葉，並且根、莖和葉裡具有輸導組織和比較發達的機械組織，植株較高大，受精離不開水，大多生活在陰溼環境中，成為原始石松類和有節類。從蕨類植物再演化到裸子植物，標誌著從孢子繁植轉化為種子繁殖。裸子植物用種子繁殖適於陸上生活和傳播，擴大了生存空間，形成了地球上的廣大森林，為爬行動物的發展，提供了有利的生活環境。

地球上最早出現的脊椎動物是古代的魚類，魚類包括有頜類和無頜類。早期魚類為無頜類，包括頭甲魚形類和鰭甲魚形類。無頜類最早的類群是異甲類，之後出現了從無頜類分化出來的最早具頜的棘魚類和盾皮魚類。有了上下頜，就不僅是被動攝食微小有機物，而可主動追捕大的食物了。之後由棘魚類發展到硬骨魚類，包括總鰭魚類、肺魚類和輻鰭魚類。盾皮魚類發展為軟骨魚類出現了，如鯊魚和鰩，還有生活在深海里的銀鮫等。

隨著總鰭魚到陸地活動，成為陸生脊椎動物的最早型別，兩棲類開始出現。脊椎動物在登上陸地的過程中首先要解決呼吸和行動問題。總鰭魚已具有原始肺的構造，肉質偶鰭可以在