Približno 1.5 milijarde let nazaj, ko se je koncentracija kisika v atmosferi povečala, se je zgodil eden izmed najbolj pomembnih dogodkov v zgodovini življenja. V procesu endosimbioze je nastala evkariontska celica, ki je bila sposobna izkoriščati okoli 20-krat več energije kot prokariontski organizmi. Slednje je omogočilo nastanek večjih mnogočeličnih organizmov, specializiranih celic, komunikacije med celicami in tako kompleksnega življenja, kot ga živimo danes.

Čeprav obstaja več teorij, je splošno sprejeto dejstvo, da začetek življenja sega skoraj 4 milijarde let nazaj, ko so se globoko v oceanih v hidrotermalnih izvorih pojavili prvi enocelični organizmi. Prve celice so bile t.i. kemoheterotrofi, saj so organske snovi, ki so jih potrebovale za svoj obstoj, sintetizirale same iz osnovnih kemijskih spojin, kot so metan, amonijak, ogljikov dioksid, vodikov sulfid in voda. Kot vir energije so prvotni organizmi uporabljali energijo sevanja sonca, toploto ob izbruhih vulkanov ali električno energijo, ki se je ustvarila ob udarih strele. Kasneje so iz teh osnovnih organskih molekul nastale bolj kompleksne, ki so se združevale v polimerne strukture kot so lipidi, ogljikovi hidrati, polipeptidi ter nukleinske kisline. S spontano kondenzacijo so nastali porfirini in pigmenti, ki so lahko absorbirali sončno svetlobo, kar je omogočilo fotosintetske procese in kasneje nastanek aerobnih organizmov.

Kisik v prosti obliki se je na Zemlji pojavil okoli 2.5 milijarde let nazaj, po tem ko so ga ciano bakterije v procesu fotosinteze generirale kot stranski produkt. Spomnite se osnovnošolskih klopi, ko so nas naučili, da rastline s pomočjo sončne svetlobe pretvarjajo vodo in ogljikov dioksid v glukozo in kisik. Danes ljudje in drugi aerobni organizmi izkoriščamo obratno reakcijo in zato se pri oksidaciji glukoze s kisikom sprošča energija. Veliko več kot v odsotnosti kisika. Glukoza kot glavni produkt fotosinteze je bila dominantna hrana tudi za takratne anaerobne organizme. Glukoze je bilo na pretek in smisel življenja je bila »igra številk«. Tisti organizmi, ki so lahko jedli največ in presnavljali hrano najhitreje, so imeli največjo možnost, da zmagajo v evolucijski igri preživetja. Celice so se začele združevati v kolonije in nato v preproste večcelične organizme. Vzpostavili so se načini dokumentiranja, kaj je dobro in kaj ne. Nastal je prvi modelni genetski aparat potreben za prenos informacij iz staršev na potomce; najprej v obliki enostavnih nukleotidnih molekul, ki so se kasneje razvile v RNK in nato v DNK. Pojavila se je prehranjevalna veriga in večji organizmi so začeli jesti manjše. Posledično je bilo potrebno prosto energijo izkoriščati bolj »pametno«, saj hrane več ni bilo v neomejenih količinah. Razvili so se mehanizmi, s katerimi so enostavni organizmi integrirali signale, kdaj je na voljo dovolj hrane za to, da se celice lahko delijo, in kdaj ne. Ti sistemi so se razvili v anaerobnih pogojih in to dejstvo je danes zelo pomemben vidik v biologiji in fiziologiji pri preučevanju patološih procesov, v prvi vrsti rakavih obolenj.

Kisik na začetku ni bil čudežna molekula, ki nam omogoča življenje in dihanje, temveč zelo reaktivna snov, ki je uničila večino takratnega življenja na Zemlji. Primitivni anaerobni organizmi so se na oksidativno atmosfero prilagodili tako, da so začeli proizvajati antioksidante. Celice so se »stiskale« skupaj; tiste, ki so bile bolj odporne na kisik, so kot oklep ščitile druge, za katere je bil kisik bolj škodljiv. Kisik je za takratno življenje predstavljal nevarno in strupeno snov, vse dokler se neka »inteligentna« bakterija ni naučila, kako ga uporabljati in s pomočjo kisika izkoriščati energijo iz ogljikovodikov.

Nato je iz ne popolnoma znanih razlogov t.i. pro-evkariontska celica »pogoltnila« (proces, ki ga imenujemo fagocitoza) to »inteligentno« bakterijo in obe celici sta preživeli. Združili sta v eno, bolj kompleksno celico, saj sta imeli druga od druge korist. Gostiteljska celica je ščitila bakterijo pred škodljivostjo kisika, hkrati pa je izkoristila njeno sposobnost uporabe kisika za pretvorbo energije. Ta bakterija znotraj gostiteljske celice je postala organel, ki ga danes imenujemo mitohondrij. Razvila se je evkariontska celica, ki je lahko izkoriščala več energije. Več energije je omogočilo večjo organiziranost celic, višje razvite strukture in specializiranost za točno določene naloge. Med celicami se je vzpostavila komunikacija in nastala je republika celic z delitvijo dela. Pojavila se je delitev na celice, ki nosijo informacijo o tem, kako ustvarjati in ohranjati življenje (spolne celice) in na somatske (telesne) celice, ki »ščitijo« spolne celice. Ta delitev dela se je ohranila vse do današnji dni in predstavlja najbolj pomembno delitev dela v zgodovini življenja. Zakaj? Smisel življenja v biologije je prenos dednega materiala na potomce in slednje zahteva energijo. Kadar ima organizem na voljo dovolj energije, se bodo fiziološi procesi usmerili k reproduktivnim funkcijam in manj k ohranjanju in popravljanje somatskih celic. Zaradi tega se staramo in zaradi tega umremo. Če želimo živeti dlje časa, kot je naš biološki potencial, moramo razumeti fundamentalne procese, s katerimi nas je »mati narava« zasužnjila in uporabiti intervencije, s katerimi lahko te procese manipuliramo. Ena izmed njih je tudi prehranska biokemija.