Fluctuerende zuurstofniveaus hebben in de loop van de geschiedenis van de aarde bij verschillende gelegenheden de evolutie van dieren beïnvloed. Hier zijn specifieke gevallen waarin deze fluctuaties plaatsvonden en de bijbehorende evolutionaire gevolgen:

Proterozoïsche zuurstofgebeurtenis:

- Tijdens het Proterozoïcum, ongeveer 2,3 miljard jaar geleden, was er een aanzienlijke toename van het zuurstofniveau in de atmosfeer, bekend als de Grote Oxygenatiegebeurtenis.

- Deze toename van zuurstof vergemakkelijkte de evolutie van aerobe organismen, die zuurstof gebruiken voor de ademhaling. Het zorgde ervoor dat complexe levensvormen konden gedijen en leidde uiteindelijk tot de diversificatie van eukaryotische organismen.

Cambrische explosie:

- Het Cambrium, dat ongeveer 541 miljoen jaar geleden begon, kende een plotselinge proliferatie van het leven in zeedieren.

- Deze snelle diversificatie tijdens de Cambrische explosie zou gestimuleerd kunnen zijn door het verhogen van het zuurstofniveau. Een hogere beschikbaarheid van zuurstof maakte grotere lichaamsgroottes, hogere stofwisselingssnelheden en de evolutie van diverse ecologische niches mogelijk.

Carboonperiode en reuzeninsecten:

- Tijdens het Carboon, tussen 359 en 299 miljoen jaar geleden, waren de zuurstofniveaus in de atmosfeer aanzienlijk hoger dan nu, mogelijk oplopend tot 35%.

- Deze overvloed aan zuurstof vergemakkelijkte de evolutie van gigantische insecten, waaronder libellen met een spanwijdte van wel 75 centimeter en duizendpoten die een lengte bereikten van meer dan 60 centimeter.

Eind-Perm uitsterven:

- Aan het einde van de Perm-periode, ongeveer 252 miljoen jaar geleden, vond een massale uitsterving plaats die meer dan 95% van de mariene soorten en 70% van de gewervelde landsoorten eiste.

- Een van de voorgestelde oorzaken voor dit uitsterven is een vermindering van het zuurstofniveau in de atmosfeer als gevolg van vulkanische activiteit en bosbranden. Deze afname van zuurstof kan de ademhalingssystemen van dieren aanzienlijk hebben belast en wijdverspreide sterfte hebben veroorzaakt.

Fluctuerende zuurstofniveaus en evolutionaire veerkracht:

- Perioden van veranderende zuurstofniveaus hebben bepaalde diergroepen er ook toe aangezet aanpassingen te ontwikkelen om te overleven in zuurstofarme omgevingen. Sommige vissen en amfibieën vertoonden bijvoorbeeld fysiologische aanpassingen, zoals een verhoogde efficiëntie bij de zuurstofextractie, waardoor ze konden gedijen in hypoxische (zuurstofarme) omstandigheden.

Over het geheel genomen hebben fluctuerende zuurstofniveaus gedurende de geschiedenis van de aarde een sterke invloed uitgeoefend op de evolutie van dieren. Deze veranderingen hebben niet alleen de opkomst en diversificatie van bepaalde soorten vergemakkelijkt, maar hebben ook een rol gespeeld bij het massaal uitsterven, waardoor het traject van het leven op onze planeet is vormgegeven.