Niet blootgesteld aan de lucht, gebruikmakend van stofwisselingsroutes die geen zuurstof vereisen, levend in een zuurstofloos milieu
Alle planten en dieren leven onder aerobe omstandigheden maar er zijn talloze bacteriën, Archaea, protisten en schimmels die leven zonder zuurstof. Sommige zijn strikt anaeroob en voor hen is zuurstof zelfs giftig. Er zijn ook facultatieve anaeroben die kunnen overschakelen van het ene naar het andere type stofwisseling.
Anaerobe microorganismen vervullen een essentiële rol in de kringloop van koolstof (methanogenese), stikstof (denitrificatie), zwavel (sulfaatreductie) en ijzer (vorming van ijzer-zwaveldeposities). Volledig anaerobe respiratie gebruikt nitraat, sulfaat of driewaardig ijzer als elektronenacceptor in plaats van zuurstof. Een andere mogelijkheid is om laagmoleculaire zuren, alcoholen en kooldioxide uit te scheiden. Dit noemt men fermentatie. Het is een extreem belangrijke route in de koolstofcyclus en is ook commercieel van belang (productie van brood, wijn, enz.).
Bij dieren komt geen volledig anaeroob metabolisme voor maar veel dieren kunnen wel leven onder zuurstofarme condities (in eutroof water of in het sediment). Ze genereren ATP met de anaerobe glycolyse (afbraak van glucose tot pyrodruivenzuur). Daarbij ontstaan organische zuren (o.a. melkzuur) die uitgescheiden worden of tijdelijk opgeslagen in de spieren. Ook spieren die betrokken zijn bij snelle bewegingen gebruiken deze route.
Bij het ontstaan van het leven (4 miljard jaar geleden) was de atmosfeer nog zuurstofloos. Waarschijnlijk waren anoxygene fotosynthese en anaerobe chemo-autotrofie de belangrijkste energie-genererende mechanismen voor het eerste leven. Bij de opkomst van de oxygene fotosynthese door Cyanobacteria (ongeveer 2,7 miljard jaar geleden) steeg het zuurstofgehalte langzaam om bij de oorsprong van de Eukaryota (ongeveer 1,8 miljard jaar geleden) toe te nemen tot de huidige waarde (20%).
