Suurella hapetustapahtumalla oli ensimmäinen merkittävä vaikutus evoluution kulkuun. Ilmakehän hapen nopean kertymisen vuoksi monet eliöt, jotka eivät olleet elääkseen riippuvaisia hapesta, kuolivat. ilmakehän happipitoisuus mainitaan usein mahdollisena syynä laajamittaisiin evoluutioilmiöihin, kuten monisoluisen Ediacara-eliöstön syntyyn, kambrikauden räjähdykseen, eläinten ruumiinkoon kehityssuuntauksiin ja muihin sukupuuttoon kuolemisen ja monimuotoistumisen tapahtumiin.

Hyönteisten ja sammakkoeläinten suuri koko hiilikaudella, jolloin ilmakehän happipitoisuus oli 35 %, on johtunut diffuusion rajoittavasta roolista näiden organismien aineenvaihdunnassa. Mutta Haldanen esseessä huomautetaan, että se koskisi vain hyönteisiä. Tämän korrelaation biologinen perusta ei kuitenkaan ole vankka, ja monet todisteet osoittavat, että happipitoisuus ei ole kokoa rajoittava tekijä nykyaikaisissa hyönteisissä. Ilmakehän hapen ja maksimikoon välillä ei ole merkittävää korrelaatiota muualla geologisessa aineistossa. Ekologiset rajoitteet voivat paremmin selittää hiilikauden jälkeisten sudenkorentojen pienenevän koon – esimerkiksi lentävien kilpailijoiden, kuten lentoliskojen, lintujen ja lepakoiden, ilmaantuminen.

Happipitoisuuksien nousuun on viitattu yhtenä monista evolutiivisen monipuolistumisen liikkeellepanevista voimista, vaikka tällaisten väitteiden taustalla olevat fysiologiset argumentit ovatkin kyseenalaisia, eikä johdonmukaista kaavaa happipitoisuuksien ja evoluutiovauhdin välille ole selvästi nähtävissä. Tunnetuin yhteys hapen ja evoluution välillä on viimeisen lumipallojäätikön lopussa, jolloin monimutkaista monisoluista elämää esiintyy ensimmäisen kerran fossiileissa. Alhaisissa happipitoisuuksissa ja ennen typen sidonnan kehittymistä biologisesti käytettävissä olevia typpiyhdisteitä oli niukasti saatavilla, ja ajoittaiset ”typpikriisit” saattoivat tehdä valtamerestä elämälle epäsuotuisan. Huomattavat happipitoisuudet olivat vain yksi monimutkaisen elämän kehittymisen edellytyksistä. Uniformitaristisiin periaatteisiin perustuvat mallit (eli nykyisten valtamerten dynamiikan ekstrapolointi syvälle aikaan) viittaavat siihen, että tällainen happipitoisuus saavutettiin vasta juuri ennen kuin metazoat ilmestyivät fossiileihin. Lisäksi anoksisia tai muuten kemiallisesti ”ikäviä” valtameriolosuhteita, jotka muistuttavat niitä, joiden oletetaan estävän makroskooppisen elämän, esiintyy uudelleen tietyin väliajoin koko varhaisen kambrikauden ajan ja myös myöhäisellä liitukaudella – ilman ilmeistä vaikutusta elämänmuotoihin näinä aikoina. Tämä saattaa viitata siihen, että valtamerisedimenteistä löytyvät geokemialliset merkit heijastavat ilmakehää eri tavalla ennen kambrikauden alkua – ehkäpä seurauksena pohjimmiltaan erilaisesta ravinteiden kiertotavasta planktivorian puuttuessa.

Hapekkaassa ilmakehässä voi vapautua fosforia ja rautaa kivistä sään vaikutuksesta, ja nämä alkuaineet tulevat sitten saataville sellaisten uusien lajien elinehdoiksi, joiden aineenvaihdunta edellyttää näitä alkuaineita oksideina.