在生命演化过程中，生物间的合作可能与竞争同样重要。最早的复杂单细胞生物——真核生物——很可能是在一个宿主细菌吞噬一个较小的细菌时出现的，也许这个较小的细菌能够利用光合作用将阳光转化为能量。但要使这种共生关系永久化——将两个生物变成一个新生物——绝非易事。“如果你向环境中增加更多的营养物质，例如上升流或污染，宿主中生活的小型光合共生植物会游走，”牛津大学地质学家马丁·布拉西尔说。当营养物质不稀缺时，它们没有理由维持这种共生关系。
布拉西尔说，即使一千万年可能也不足以巩固这种关系。这些生物必须经历数亿年甚至更长时间的稳定条件。地球上曾经存在过这样的时期吗？布拉西尔和澳大利亚地质调查组织同事约翰·林赛说，存在过——前寒武纪的一个十亿年时期。研究人员指出，并非巧合，第一批真核生物出现在这个十亿年的末期。
布拉西尔和林赛研究了从澳大利亚中北部古代海洋沉积物中钻取的岩芯。他们特别关注两种碳同位素——碳13和碳12的比例。海洋植物倾向于吸收更多的碳12而不是碳13，从而在海水中留下更多的重同位素，最终被掺入岩石中。因此，海洋岩芯样本中碳13的含量表明曾经存在多少植物生命。地质学家预计在碳同位素记录中会看到大的波动，尤其是在十亿年的时间内，因为植物种群预计会随着诸如山脉形成之类的事件而上升和下降。当山脉隆起时，侵蚀加速，增加流入海洋的矿物营养物质的量。这些营养物质促进植物生长。在地质活动较平静的时期，侵蚀率下降，海洋植物种群锐减。
然而，从大约20亿年前到10亿年前，澳大利亚岩芯显示出几乎没有同位素变化。植物种群异常稳定。这种稳定性为植物组建共生关系，形成更复杂的生物提供了足够的时间。
布拉西尔说：“这更广泛的意义在于，生物圈的历史与地球地壳的历史密切相关。如果没有地球经历这个阶段，高级生物就不会出现。”
