自上世纪70年代发现深海黑烟囱后,科学家发现,地球上刚刚诞生的生命是利用海底热液喷出孔所释放的硫化氢和甲烷的化学合成获得能量的。但是,热液喷出孔是间歇性的,有时会枯竭,因此生命如果仅仅依赖热水喷出孔,想要大范围繁殖是很困难的。此时,蓝藻的祖先,一种进行原始光合作用的细菌出现了。这种细菌被看作是现生的绿硫细菌和厌氧氨氧化菌的祖先,它们利用光能合成养分,能比其他生命更稳定地获取能量。
可是,与蓝藻及当今植物所进行的光合作用相比,绿硫细菌和厌氧氨氧化菌的祖先利用光能的方式有所不同。绿硫细菌和厌氧氨氧化菌仅具有光合作用光系统中的一种,因此无法分解水,也不能排出氧气。它们用硫化氢、铁和硫磺等代替水,通过分解这些物质来获取营养。幸运的是,在某个时刻,绿硫细菌的祖先和厌氧氨氧化菌的祖先的光合作用机制合为一体,诞生了兼具“光系统I”和“光系统II”功能的细菌,即蓝藻。