2011年，英国牛津大学的布拉席尔在现今澳大利亚西部发现了34.3亿年前形成的微生物化石。这些微生物呈单个细胞状结构，它们生活在光照条件良好的潮间带或潮上带。充足的光线以及岩石的化学成分也充分表明了这样一个惊天事实：在这些细胞中有些能进行光合作用，但并不产生氧气。
由此我们可知，光合作用分为不产氧光合作用和产氧光合作用。根据迄今发现的最早的化石，地球生命大约出现在34.9亿年前，之后不久，不产氧光合作用出现，而产氧光合作用直到大约24亿年前才出现，比前者晚了整整10亿年。问题出现了：产氧光合作用明明更具优势，那生物为什么经过了如此漫长岁月的进化，才开始进行产氧光合作用呢？
是逐渐演化还是偶然发生
长期以来，大多数科学家都认同这样的观点：产氧光合作用是由不产氧光合作用经过一系列中间步骤演化而来的。然而，有科学家对此提出了质疑，并认为不产氧光合作用演化为产氧光合作用的过程其实是偶然发生的。那么，“偶然性”能解释产氧光合作用被足足推迟了10亿年之久的原因吗？让我们先来看看光合作用的过程。
光合作用的过程分为两个主要阶段。