Các con đường trung tâm của sự trao đổi chất được mô tả ở trên, chẳng hạn như glycolysis và chu kỳ axit citric, có mặt trong cả ba lĩnh vực của các sinh vật sống và đã có mặt trong tổ tiên chung phổ biến cuối cùng. Các tế bào tổ tiên phổ biến này là prokaryotic và có thể là một methanogen có axit amin, nucleotide, carbohydrate và chuyển hóa lipid rộng rãi. Việc giữ lại các con đường cổ xưa này trong quá trình tiến hóa sau này có thể là kết quả của các phản ứng này đã là một giải pháp tối ưu cho các vấn đề trao đổi chất đặc biệt của chúng, với các con đường như glycolysis và chu kỳ axit citric sản xuất các sản phẩm cuối cùng của chúng một cách hiệu quả cao và trong một số bước tối thiểu. Các con đường đầu tiên của sự trao đổi chất dựa trên enzyme có thể là các bộ phận của sự trao đổi chất nguyên hạt nhân, trong khi đó là một phần của sự trao đổi chất RNA. Nhiều mô hình đã được đề xuất trên thế giới để mô tả các cơ chế chuyển hóa mới có chức năng tiến hóa từ các hoạt động phân giải amino, nucleotide
vi sinh vật