В архейской эре появились первые живые организмы. Они были гетеротрофами, использовавшими в качестве пищи органические соединения «первичного бульона». Важнейший этап эволюции жизни на Земле связан с возникновением фотосинтеза, что обусловило разделение органического мира на растительный и животный. Первыми фотосиитезирующими организмами были синезеленые водоросли — цианеи. Цианеи и появившиеся затем зеленые водоросли выделяли в атмосферу из океана свободный кислород.

Это способствовало возникновению в архейской эре бактерий, способных жить в аэробной среде. По-видимому, в это же время — на границе архейской и протерозойской эр — произошло еще два крупных эволюционных события: появились половой процесс и многоклеточность. Чтобы яснее представить значение двух последних ароморфозов, остановимся на них подробнее. Гаплоидные организмы (микробы, синезеленые водоросли) имеют один набор хромосом. Каждая новая мутация сразу же проявляется в фенотипе. Если мутация полезна, она сохраняется отбором, если вредна, устраняется отбором. Гаплоидные организмы непрерывно приспосабливаются к среде, но принципиально новых признаков и свойств у них не возникает. Половой процесс резко повышает возможности приспособления к условиям среды вследствие создания бесчисленных комбинаций в хромосомах. Диплоидность, возникшая одновременно с оформленным ядром, позволяет сохранять мутации в гетерозиготном состоянии и использовать их как резерв наследственной изменчивости для дальнейших эволюционных преобразований. Кроме того, многие мутации в гетерозиготном состоянии часто повышают жизнеспособность особей и, следовательно, увеличивают нх шансы в борьбе за существование. Возникновение диплоидности и генетической разнородности одноклеточных эукариот, с одной стороны, обусловило многообразие строения клеток и их объединение в колонии, с другой — возможность «разделения труда» между клетками колонии, т. е. образование многоклеточных организмов. Возможности эволюции одноклеточных организмов ограничены. Размеры отдельных клеток не могут увеличиваться больше определенного предела вследствие уменьшения отношения поверхности клетки к ее объему. В связи с этим снижается поступление кислорода в клетку, интенсивность дыхания становится ниже оптимальной. Имеет значение и то обстоятельство, что органоиды клетки, выполняющие строго специфические функции, не могут играть роль «кирпичиков> для построения сложных многофункциональных структур. Такими «кирпичиками» являются клетки.

Разделение функций клеток у первых колониальных многоклеточных организмов привело к образованию первичных тканей — эктодермы и энтодермы, дифференцированных по структуре в зависимости от выполняемой функции. Дальнейшая дифференцировка тканей создала разнообразие, необходимое для расширения структурных и функциональных возможностей организма в целом, в результате чего создавались все более сложные и специализированные (морфологически и функционально) системы органов. Совершенствование взаимодействия между клетками — сначала контактного, а затем опосредованного с помощью нервной и эндокринной систем, обеспечило существование многоклеточного организма как единого целого со сложным и тонким взаимодействием его частей и реагированием на окружающую среду.
В основе современных представлений о происхождении многоклеточных организмов лежит гипотеза русского ученого И. И. Мечникова — гипотеза «фагоцителлы». По-видимому, предками многоклеточных были гетеротрофные и колониальные жгутиковые. Первичный способ их питания — фагоцитоз. Клетки, захватившие добычу, перемещались внутрь колонии. Затем из них образовался внутренний слой — энтодерма, выполнявший пищеварительную функцию. Вначале такая колония с едва наметившейся дифференцировкой клеток была шаровидной, свободно плавала в воде. После выделения в колонии половых и соматических клеток, а среди последних — движущих (эктодерма) и питающих (энтодерма) колония превратилась в примитивный, но целостный многоклеточный организм. Дальнейшая судьба первых многоклеточных была различной. Некоторые перешли к сидячему образу жизни и превратились в организмы типа губок. Другие стали ползать, перемещаться по субстрату с помощью ресничек. От них произошли плоские черви. Третьи сохранили плавающий образ жизни, приобрели рот и дали начало кишечнополостным.