Den äldsta kända fossilen är en stromatolit (som betyder ”madrasssten” på grekiska) som dateras till 2.74 miljarder år sedan. En stromatolit är en skiktad ackretionär struktur som skapas när bakterier, särskilt fotosyntetiska cyanobakterier, fångar lager av sediment mellan biofilmerna de skapar.
Stromaliter finns i en mängd olika former och storlekar, inklusive kottar, kolumner och grentyper. Under en lång tid trodde man att stromatoliter inte existerade i nuet (för många betesorganismer), förrän de upptäcktes i isolerade, mycket salthaltiga ekosystem som Shark Bay och Lake Thetis i Australien och Cuatro Cienegas i Mexiko. Liksom hästskokrabbor, på grund av sin ålder, anses stromatoliter vara ”levande fossiler”.
Det äldsta kända fossilet av stromatoliter är nästan fem gånger äldre än det äldsta fossilet av en flercellig organism, som går tillbaka till cirka 600 miljoner år sedan. Det finns några ännu äldre stromalitliknande formationer som går ännu längre tillbaka än 2.74 miljarder år, också kandidater för det äldsta fossila, men ingen är bekräftad av det vetenskapliga samfundet.
Stromatoliter är tecken på de organismer som kan ha haft en roll i att förändra jorden mer betydande än någon annan organism: cyanobakterierna. Dessa fotosyntetiska bakterier omvandlade koldioxid till syre i stor skala, förändrade atmosfärens sammansättning och orsakade en så kallad ”syrekatastrof” som skulle ha dödat många av de andra organismerna som levde vid den tiden, för vilka syre var giftigt.
Det finns icke-biologiska stromatolitliknande strukturer som kan förväxlas med det äldsta kända fossilet, men som inte betyder något annat än utfällningen av små kristaller. Dessa har inte observerats idag, men man tror att förhållandena i det förflutnas hav kan ha varit mogna för att skapa dem.
De äldsta kända fossilerna av djur dyker inte upp förrän under mellan Ediacaran-perioden, för cirka 600 miljoner år sedan. Dessa inkluderar en mängd enkla svampar, cnidarians (som moderna hydras) och till och med enkla bilaterianer (organismer med bilateral symmetri) som liknar små ballonger. Dessa djur dök upp kort efter den största istiden i planetens historia, vilket fick glaciärer att bildas vid havsnivån på ekvatorn.