Все эти процессы должны быть взаимосвязанными, происходить слаженно на основе поглощения вещества и энергии из внешней среды в сложно организованной системе, называемой клеткой. Автономно такими процессами наделена растительная клетка, в которой образуются органические вещества (глюкоза), и которые используются всеми другими организмами. Жизнь на Земле зарождалась именно с возникновения растительной клетки, используя органические соединения которой, появилась животная гетеротрофная клетка.

Оставим далее в стороне обсуждение проблемы, каким образом зарождалась жизнь на Земле, поскольку здесь еще много гипотетического, и биохимики в попытках создания живого существа в «пробирке» не останутся без работы.

По вопросу о возникновении многоклеточных организмов у животных и растений выдвинуто также несколько гипотез, две из них привлекли наибольшее внимание.

Согласно гипотезе гастреи немецкого зоолога Э. Геккеля, предками многоклеточных существ были колониальные жгутиковые. Гипотеза строилась на аналогии с эмбриогенезом: индивидуальное развитие начинается с разделения оплодотворенной яйцеклетки на двухклеточную структуру, затем четырехклеточную и так далее до образования окончательного многоклеточного организма. Путем такого усложнения из колониальных скоплений клеток возникли многоклеточные образования, а из них сформировалась двуслойная гастрея с первичными ртом и кишкой.

К сказанному добавим, что образование первоначальных колоний из двух и тем более из нескольких клеток было единственным способом избежать поглощения одноклеточной жертвы одноклеточными же хищниками, типа амебы. Именно это первичное образование колониальных ассоциаций оказалось решающим шагом и условием всей последующей прогрессивной эволюции животных и растений.

Гипотеза фагоцителы русского ученого И.И.Мечникова исходила из выдвинутой им общей теории фагоцитарного иммунитета. Ради простого эксперимента, он воткнул кусочек шипа мандаринового дерева в личинку морской звезды и через сутки обнаружил вокруг него скопление клеток, пытающихся как бы вытолкнуть инородный предмет из тела животного, проще сказать, обратил внимание на образование гноя. Наблюдение настолько захватило эмоционального Илью Ильича, что он выбежал на берег Неаполитанского залива, где находилась биологическая станция, чтобы охладиться от пережитого волнения.

Изучая эмбриональное развитие низших многоклеточных губок и кишечнополостных, ученый установил, что при образовании двухслойной стадии (бластулы) происходит перемещение отдельных клеток в ее полости. Предками многоклеточных организмов могли быть шарообразные колонии гетеротрофных жгутиковых, которые плавали в воде и питались бактериями (фагоциты). Отдельные клетки фагоциты утрачивали жгутик и погружались вглубь колонии, выполняя функцию ее питания. Со временем разделение клеток по специализации функций приобрело постоянный характер, и колония одноклеточных превратилась в многоклеточный организм, который Мечников назвал фагоцителой, подчеркнув роль открытого им явления фагоцитоза в возникновении многоклеточной структуры.

Фагоцитарная теория была использована в медицине при объяснении и лечении воспалительных процессов, за которую автор получил Нобелевскую премию. Так, казалось бы, простой эксперимент с шипом привел к открытию огромного практического значения. По очень простому методу исследования оно напомнило обнаружение антибиотиков с наблюдения английского ученого А. Флемминга, который случайно увидел вокруг колонии грибка Penicillium свободное пространство, отделяющее ее от хищников-бактериофагов, и предположил, что клетки грибка выделяют какое-то не допускающее к ним вещество. Этим веществом оказался пенициллин, так началась великая эра промышленного производства антибиотиков.