Abiogeneza, idea, że życie powstało z życia ponad 3,5 miliarda lat temu na Ziemi. Abiogeneza sugeruje, że pierwsze generowane formy życia były bardzo proste i dzięki stopniowemu procesowi stawały się coraz bardziej złożone. Biogeneza, w której życie pochodzi z reprodukcji innego życia, była prawdopodobnie poprzedzona abiogenezą, która stała się niemożliwa, gdy atmosfera Ziemi przyjęła swój obecny skład.
Chociaż wielu utożsamia abiogenezę z archaiczną teorią spontanicznego generowania, te dwie idee są zupełnie inne. Zgodnie z tym ostatnim uważano, że złożone życie (np. Robak lub mysz) powstaje spontanicznie i stale z materii nieożywionej. Podczas gdy hipotetyczny proces spontanicznego generowania został obalony już w XVII wieku i zdecydowanie odrzucony w XIX wieku, abiogeneza nie została ani udowodniona, ani obalona.
Teoria Oparina-Haldana
W latach dwudziestych brytyjski naukowiec JBS Haldane i rosyjski biochemik Aleksandr Oparin niezależnie przedstawili podobne idee dotyczące warunków wymaganych do powstania życia na Ziemi. Obaj uważali, że cząsteczki organiczne mogą być tworzone z materiałów abiogennych w obecności zewnętrznego źródła energii (np. Promieniowania ultrafioletowego) i że prymitywna atmosfera zmniejsza się (ma bardzo małe ilości wolnego tlenu) i zawiera między innymi amoniak i parę wodną gazy. Obaj podejrzewali również, że pierwsze formy życia pojawiły się w ciepłym, prymitywnym oceanie i były heterotroficzne (uzyskiwały wstępnie uformowane składniki odżywcze ze związków istniejących na wczesnej Ziemi), a nie autotroficzne (generujące żywność i składniki odżywcze ze światła słonecznego lub materiałów nieorganicznych).
Oparin uważał, że życie rozwinęło się z koacerwatów, mikroskopijnych spontanicznie utworzonych kulistych agregatów cząsteczek lipidów, które są utrzymywane razem przez siły elektrostatyczne i które mogły być prekursorami komórek. Praca Oparina z koacerwatami potwierdziła, że enzymy fundamentalne dla biochemicznych reakcji metabolicznych funkcjonowały bardziej skutecznie, gdy są zawarte w sferach związanych z błoną, niż gdy są wolne w roztworach wodnych. Haldane, nieznajomy koacerwatów Oparyna, uważał, że proste cząsteczki organiczne powstają najpierw, aw obecności światła ultrafioletowego stają się coraz bardziej złożone, ostatecznie tworząc komórki. Pomysły Haldane i Oparina stanowiły podstawę wielu badań nad abiogenezą, które miały miejsce w późniejszych dekadach.
Eksperyment Millera-Ureya
W 1953 r. Amerykańscy chemicy Harold C. Urey i Stanley Miller przetestowali teorię Oparina-Haldane i z powodzeniem wyprodukowali cząsteczki organiczne z niektórych składników nieorganicznych, o których uważa się, że są obecne na prebiotycznej Ziemi. W tak zwanym eksperymencie Millera-Ureya dwaj naukowcy połączyli ciepłą wodę z mieszaniną czterech gazów - pary wodnej, metanu, amoniaku i wodoru cząsteczkowego - i pulsowali „atmosferę” wyładowaniami elektrycznymi. Różne elementy miały symulować odpowiednio prymitywny ocean, atmosferę prebiotyczną i ciepło (w postaci błyskawicy). Tydzień później Miller i Urey odkryli, że proste cząsteczki organiczne, w tym aminokwasy (budulce białek), powstały w symulowanych warunkach wczesnej Ziemi.
