De vraag of complex leven of een hoog zuurstofgehalte in de atmosfeer op de eerste plaats kwam, is een al lang bestaand debat in de evolutionaire biologie. De twee heersende hypothesen zijn:

1. Zuurstof eerste hypothese: Deze hypothese stelt dat hoge zuurstofniveaus in de atmosfeer een voorwaarde waren voor de evolutie van complex leven. Het suggereert dat de accumulatie van zuurstof in de atmosfeer door processen zoals fotosynthese door cyanobacteriën een gunstiger omgeving creëerde voor de opkomst en diversificatie van complexe organismen.

2. Tweede zuurstofhypothese: Deze hypothese stelt dat complex leven zich heeft ontwikkeld vóór de stijging van het aanzienlijke zuurstofniveau in de atmosfeer. Het stelt voor dat vroege complexe organismen, zoals anaerobe prokaryoten, konden gedijen in zuurstofarme of anoxische omgevingen, en dat de toename van zuurstof uit de lucht het resultaat was van hun metabolische activiteiten.

Het debat tussen deze hypothesen omvat het interpreteren van geologisch, paleontologisch en geochemisch bewijsmateriaal, evenals het overwegen van factoren zoals de timing van zuurstofproducerende fotosynthese, de evolutie van zuurstofverbruikende enzymen en de potentiële rol van zuurstof bij het aandrijven van ecologische veranderingen.

Huidig ​​wetenschappelijk bewijs suggereert dat de tweede zuurstofhypothese mogelijk meer steun krijgt. Studies van oude geologische formaties geven aan dat complexe levensvormen, waaronder eukaryote organismen, bestonden tijdens perioden met weinig zuurstof in de lucht. Bovendien ondersteunt de aanwezigheid van bepaalde zuurstofverbruikende enzymen in vroege micro-organismen het idee dat complex leven zich had kunnen aanpassen en evolueren in omgevingen met weinig zuurstof. De wisselwerking tussen zuurstofniveaus en de evolutie van complex leven is echter een complex onderwerp van lopend onderzoek, en de specifieke volgorde van gebeurtenissen is nog steeds onderwerp van wetenschappelijk onderzoek.