Elämän alkuperän uskotaan tapahtuneen joskus 4.4 miljardia vuotta sitten, kun valtameret ja mantereet olivat vasta alkamassa, ja 2.7 miljardia vuotta sitten, kun on yleisesti hyväksytty, että mikro -organismeja oli olemassa suuria määriä niiden vaikutuksen vuoksi isotooppiin osuudet asianomaisissa kerroksissa. Mistä tältä 1.7 miljardin vuoden ajalta todellinen elämän alkuperä löytyy, on vähemmän varmaa. UCLA: n paleontologi William Schopfin vuonna 2002 julkaisema kiistanalainen paperi väitti, että aaltoilevat geologiset muodostumat, joita kutsutaan stromaliiteiksi, sisältävät itse asiassa 3.5 miljardia vuotta vanhoja fossiilisia levän mikrobeja. Jotkut paleontologit ovat eri mieltä Schopfin johtopäätöksistä ja arvioivat ensimmäisen elämän olevan noin 3.0 miljardin vuoden iässä 3.5 miljardin sijasta.
Länsi -Grönlannin Isua -supercrustal -vyön todisteet viittaavat vielä aikaisempaan elämän alkuperään – 3.85 miljardia vuotta sitten. S. Mojzis tekee tämän arvion isotooppipitoisuuksien perusteella. Koska elämä vie ensisijaisesti hiili-12-isotoopin, alueet, joilla on ollut elämää, sisältävät normaalia suuremman hiili-12-suhteen raskaampaan isotooppiinsa, hiili-13: een. Tämä on laajalti tiedossa, mutta sedimenttien tulkinta on vähemmän suoraviivaista, eivätkä paleontologit ole aina samaa mieltä kollegansa johtopäätöksistä.
Emme tiedä tämän planeetan tarkkoja geologisia olosuhteita 3 miljardia vuotta sitten, mutta meillä on karkea käsitys, ja voimme luoda nämä olosuhteet laboratoriossa. Stanley Miller ja Harold Urey toivat nämä olosuhteet uudelleen kuuluisaan vuonna 1953 tehtyyn tutkimukseensa, Miller-Urey-kokeeseen. Nämä tutkijat käyttivät erittäin pelkistettyä (hapettumatonta) kaasuseosta, kuten metaania, ammoniakkia ja vetyä, syntetisoivat emäksisiä orgaanisia monomeerejä, kuten aminohappoja, täysin epäorgaanisessa ympäristössä. Nyt vapaasti kelluvat aminohapot ovat kaukana itsensä replikoituvista, aineenvaihduntaan imeytyneistä mikro-organismeista, mutta ne ainakin antavat ehdotuksen siitä, miten asiat saattoivat olla alkanut.
Varhaisen Maan suurissa lämpimissä valtamerissä kvintiljoonaa näistä molekyyleistä törmää satunnaisesti ja yhdistyy lopulta muodostaen jonkinlaisen alkeellisen protogenomin. Tämä hypoteesi on kuitenkin hämmentynyt siitä, että Miller-Urey-kokeessa luodussa ympäristössä oli suuria kemikaalipitoisuuksia, jotka olisivat estäneet monimutkaisten polymeerien muodostumisen monomeerien rakennuspalikoista.
Toinen tutkija, Sidney Fox, teki 1950-luvulla ja 1960-luvulla varhaisen maankaltaisen ympäristön laboratoriossa ja tutki dynamiikkaa. Hän havaitsi peptidien spontaanin muodostumisen aminohappojen esiasteista ja näki, että nämä kemikaalit järjestyivät toisinaan mikropalloiksi tai suljetuiksi pallomaisiksi kalvoiksi, joiden hän ehdotti olevan soluja. Jos muodostuisi tiettyjä mikropalloja, jotka pystyisivät kannustamaan lisämikropallojen kasvua ympärillään, se merkitsisi primitiivistä itsensä replikoitumisen muotoa, ja lopulta darwinilainen evoluutio ottaisi vallan, mikä loisi tehokkaita itsensä replikoijia, kuten nykyiset sinilevät.
Toinen suosittu ajatuskoulu elämän alkuperästä, “RNA -maailman hypoteesi”, viittaa siihen, että elämä muodostuu, kun primitiiviset RNA -molekyylit kykenevät katalysoimaan omaa replikaatiotaan. Todisteita tästä on se, että RNA voi sekä tallentaa tietoa että katalysoida kemiallisia reaktioita. Sen perustavanlaatuinen merkitys nyky-elämässä viittaa myös siihen, että nykyinen elämä on saattanut kehittyä kaikista RNA-esiasteista.
Elämän alkuperä on edelleen kuuma aihe tutkimukselle ja spekuloinnille. Ehkä jonain päivänä on tarpeeksi todisteita tai joku tarpeeksi fiksu, että opimme, miten se todella tapahtui.