La aparición y profileración de los primeros procariotas fotoautótrofos produjo grandes cantidades de oxígeno en la atmósfera.
Como los procariotas anaerobios no toleran el oxígeno, algunos de ellos evolucionaron y dieron origen a las primeras células aerobias, también procariotas. Más adelante, aparecieron las primeras células eucariotas.
La hipótesis más aceptada es la teoría de la endosimbiosis que dice que una célula procariota muy grande engulló otras células procariotas más pequeñas, que en lugar de ser digeridas, sobrevivieron y se hicieron simbióticas con ella.Con el tiempo evolucionaron, y originaron las mitocondrias y los cloroplastos, y después se formó el núcleo por las invaginaciones de membrana plasmática con el ADN, que se separaron y formaron una vesícula con material genético en su interior.