Naime, znanstvenici su proučavali drevne gene kako bi dobili sliku o najranijim stanovnicima naše planete, te vjeruju kako se prvi život razvio kada su mikrobi naučili kako koristiti kisik i energiju iz sunca. Istraživači s MIT-a analizirali su 1000 ključnih gena koji postoje danas, te zaključili kako su evoluirali od daleke prošlosti. Stvorili su "genomski fosil" koji govori ne samo kada su geni nastali, nego koji drevni mikrobi su sadržavali te gene.

Kalkulacije su pokazale da je oko 27 posto svih postojećih gena nastalo između 3,3 i 2,8 milijardi godina. Prije 580 milijuna godina, život na Zemlji počeo je rapidan period promjena poznat kao Kambrijska eksplozija, kada su se pojavili novi oblici i forme. Fosili su paleontolozima pomogli da naprave kroniku evolucije od onda, no slaganje slike života prije 3 milijarde godina, onog koji je prethodio kambrijskom periodu je teško, prije svega zato što su bića mekog tkvia iz tog doba rijetko ostavljala fosile.

Ipak, rani oblici života ostavili su jedan bogat mikroskopski fosil: DNK. S obzirom da su svi živi organizmi naslijedili svoje genome od predaka, biolozi s MIT-a su uočili da pomoću modernog genoma mogu rekonstruirati evoluciju drevnih mikroba. Kako su mnogi od novih gena koje su identificirali povezani s kisikom, znanstvenici su prvo pomislili da je kisik odgovoran da raniju Arheansku ekspanziju.

Kisik nije postojao u atmosferi sve do prije 2,5 milijardi godina, kada se počeo akumulirati, vjerojatno ubijajući velik broj anaerobnih oblika života u događaju koji je poznat kao Velika oksidacija. "Velika oksidacija je vjerojatno najkatastrofalniji događaj u povijesti staničnog života, ali nemamo nikakav biološki dokument o tome", objašnjava Eric Alm.

Detaljniji uvid pokazuje da se geni koji koriste kisik nisu pojavili prije kraja Arheanske ekspanzije prije 2,8 milijardi godina, što je dosljednije datumu kojeg geokemičari pripisuju Velikoj oksidaciji. Znanstvenici vjeruju kako su otkrili rođenje modernog transporta elektrona, biokemijskog procesa odgovornog za putovanje elektrona među dvije stanične membrane.

Transport elektrona su biljke i neki mikrobi koristili za udisanje kisika, kada su uzimali energiju direktno iz sunca. Vjeruje se da je ovaj oblik fotosinteze odgovoran za generiranje kisika tijekom Velike oksidacije, te zaslužan zašto danas udišemo kisik.