Почти всё вещество живого организма прямо или косвенно строится в процессе его жизнедеятельности из газов. После смерти организма газы возвращаются в атмосферу.
Таким образом, живое вещество неразрывно связано с атмосферой: оно превращает атмосферные газы в твёрдые, жидкие и коллоидные тела. Сама атмосфера Земли в её нынешнем составе есть создание жизни, а если это так, то все явления, зависящие от химического действия атмосферы, оказываются в косвенной зависимости от организмов.
Свободного кислорода на Земле имеется около 1015 т. В среде из инертных газов (азот) кислород устойчив, но в земной коре, как элемент весьма активный, он энергично вступает в соединения, поглощается в процессах окисления. Тем не менее, насколько можно судить, общее количество свободного кислорода остаётся неизменным. Это можно объяснить только тем, что наряду с процессами, связывающими кислород, существуют и процессы «развязывания» его. На Земле же мы знаем только один источник свободного кислорода атмосферы, способный по масштабам возместить его поглощение, осуществляемое в реакциях окисления: выделение кислорода зелёными растениями при фотосинтезе. Породы земной коры, в основном, недоокислены, так что из литосферы свободный кислород поступать в воздух не может. При помощи же фотосинтеза из атмосферы ежегодно извлекается 1,5 X 1011 т углекислого газа и столько же возвращается кислорода. Следовательно, весь свободный кислород атмосферы мог бы быть в своё время создан таким путём за 10 тыс. лет, если бы масса зелёных растений равнялась современной.
Зелёная растительность — это трансформатор солнечной лучистой энергии; от него зависят все остальные организмы (животные и бесхлорофильные растения). Для улавливания солнечной энергии растения создают огромную поверхность. Если взять гектар земли, то площадь, покрытая листьями на этом гектаре, будет у луговых трав в умеренных широтах равна 22—38 га, у букового леса 7,5 га, на поле белой люцерны 85 га и т. п. Но поверхность поглощения на самом деле ещё более грандиозна, если принять во внимание, что, например, в листе бука общая поверхность хлорофилловых зёрен (которая и есть поверхность поглощения солнечной энергии) в 200 раз больше площади листа, так что в столетнем дереве общая поверхность хлорофилловых зёрен его листьев достигает 2 га. «Луч света не может попасть на земную поверхность, не пройдя через слой живого вещества, в сотню раз должно быть превышающий ту площадь, которую бы он освещал в безжизненной среде косного вещества». На Земле только 5—6% поверхности лишены зелёного органического вещества; главная масса зелёного вещества сосредоточена в море. Поверхность «зелёного трансформатора» на Земле приближается к величине поверхности планеты Юпитера.
Зелёные хлорофилловые зёрна поглощают солнечную энергию. Энергия эта расходуется затем на расщепление Н2O (с последующим присоединением водорода воды к CO2) и сохраняется далее в органическом веществе в потенциальном состоянии. Когда органическое вещество соединяется с кислородом (горит), потенциальная солнечная энергия вновь проявляется, давая тепло и свет. Стало быть, растение — это не только созидатель органического вещества, но и коллектор солнечной энергии, которая может быть использована подчас через миллионы лет, как это и имеет место при сжигании человеком ископаемых углей или нефти.
Свободный азот воздуха, как и свободный кислород, в основном тоже биогенного происхождения. Своим существованием в атмосфере он обязан не менее мощному механизму, чем механизм фотосинтеза, а именно — выделению его из всех азотных соединений (кислородных, водородных, органических) путём разложения этих соединений бактериями.