（美）威廉·C.伯格著
细菌在进化出细胞结构和繁殖能力后，便可以利用各种生化反应维持生命和生长了。但此时，生命的新陈代谢反应还会被环境条件严格限制。它们需要特殊的环境，来提供含有能量的基底物质。生命史诗的第二个篇章，就是生物通过获取太阳的能量，来构建复杂的有机分子。紫色光合细菌（PurplePhotosynthesizingBacteria）也许是地球上首先达成这项成就的生命。利用阳光中的能量，它们可以从各种硫化物中获取氢。不幸的是，含氢的硫化基底物质并不多见。针对这一问题，生命找到的解决办法是——进行产氧光合作用，即从水分子中直接获取氢。通过这种办法，生物便可以在地球上几乎任何有阳光的地方生存了。早期，蓝细菌通过产氧光合作用将氢从水分子中分解出来，然后将其与二氧化碳结合，生成富含能量的碳水化合物，同时还将游离的氧气释放到大气中。叶绿素等色素是这场“阳光芭蕾”中所有物理、化学变化的核心所在。
等到地球生物都学会分解水分子并制造高能量的物质后，生物进化的脚步就再次向前进发了。产氧光合作用为生命提供了复杂的新陈代谢以及其他生理作用所需的能量，而这些能量也大大增加了生物的复杂性——这是件好事，但也产生了负面效果。蓝细菌学会光合作用后，便开始向大气层排放一种新型污染物——氧气。氧气的化学性质非常活泼，对当时的许多生命来说，都是致命的威胁。直到今天，厌氧的细菌依然存在，但它们只生存在缺少氧气的生态位中。然而，危机和机遇是并存的。有些细菌进化出了一种需要氧气的新陈代谢方式——呼吸。这些细菌可以将碳水化合物分解成二氧化碳，将分解生成的氢和游离的氧气结合。这种呼吸方式可以更高效地为机体提供能量。
