Merkittävät todisteet osoittavat, että koko maapallon elämä on kehittynyt yhteisestä esi-isästä. Prosessia, jolla tuo yhteinen esi-isä muodostui elottomasta aineesta, kutsutaan abiogeneesiksi. Kuinka tämä prosessi tapahtui, ei ole vielä täysin ymmärretty, ja se on edelleen tutkimuksen kohteena. Elämän alkuperästä kiinnostuneiden tutkijoiden joukossa, olivatko proteiinit, RNA tai jokin muu molekyyli ensin, on kiivaasti keskusteltu aihe.
Proteiinit ensin
Kuuluisassa Urey-Miller-kokeessa tutkijat sekoittivat metaania, vettä, ammoniakkia ja vetyä pyrkiessään simuloimaan varhaisen Maan ilmakehää. Seuraavaksi he ampuivat sähkökipinöitä tämän seoksen läpi simuloimaan salamaa. Tämä prosessi tuotti aminohappoja ja muita orgaanisia yhdisteitä, mikä osoitti, että olosuhteet, kuten varhaisen Maan olosuhteet, voivat luoda aminohappoja, proteiinien rakennuspalikoita.
Mutta pääsy liuoksessa olevien aminohappojen seoksesta ehjään, toimivaan proteiiniin aiheuttaa monia ongelmia. Esimerkiksi ajan myötä vedessä olevat proteiinit pyrkivät hajoamaan pikemminkin kuin kokoontuisivat pidemmiksi molekyyliketjuiksi. Kysymys siitä, esiintyivätkö ensin proteiinit vai DNA, on tuttu kana- tai muna-ongelma. Proteiinit voivat katalysoida kemiallisia reaktioita, ja DNA voi tallentaa geneettistä tietoa. Kumpikaan näistä molekyyleistä ei kuitenkaan yksin riitä elämään; DNA: n ja proteiinien on oltava läsnä.
RNA ensin
Yksi mahdollinen ratkaisu on ns. RNA World -lähestymistapa, jossa RNA tuli ennen proteiineja tai DNA: ta. Tämä ratkaisu on houkutteleva, koska RNA yhdistää joitain proteiinien ja DNA: n piirteitä. RNA voi katalysoida kemiallisia reaktioita kuten proteiinit, ja se voi tallentaa geneettistä tietoa kuten DNA. Ja solukoneet, jotka käyttävät RNA: ta proteiinin syntetisoimiseksi, on valmistettu osittain RNA: sta ja luottavat RNA: han työnsä tekemisessä. Tämä viittaa siihen, että RNA: lla olisi voinut olla ratkaiseva rooli elämän varhaisessa historiassa.
RNA-synteesi
Yksi ongelma RNA-maailman hypoteesissa on kuitenkin itse RNA: n luonne. RNA on polymeeri tai nukleotidiketju. Ei ole täysin selvää, miten nämä nukleotidit muodostuivat tai miten ne olisivat muodostuneet muodostamaan polymeerejä varhaisessa maan olosuhteissa.
Vuonna 2009 brittiläinen tiedemies John Sutherland ehdotti toimivaa ratkaisua ilmoittamalla laboratorionsa löytäneen prosessi, joka pystyi rakentamaan nukleotideja rakennusaineista, joita todennäköisesti esiintyi varhaisessa vaiheessa Maa. On mahdollista, että tämä prosessi olisi voinut synnyttää nukleotideja, jotka sitten yhdistettiin reaktioilla, jotka tapahtuivat mikroskooppisten savikerrosten pinnalla.
Aineenvaihdunta ensin
Vaikka RNA-First-skenaario on erittäin suosittu elämän alkuperän tutkijoiden keskuudessa, on olemassa toinen selitys, joka ehdottaa, että aineenvaihdunta tapahtui ennen RNA: ta, DNA: ta tai proteiinia. Tämä aineenvaihdunnan ensimmäinen skenaario viittaa siihen, että elämä syntyi lähellä korkean paineen ja korkean lämpötilan ympäristöjä, kuten syvänmeren, kuuman veden tuuletusaukkoja. Nämä olosuhteet ajoivat mineraalien katalysoimia reaktioita ja saivat aikaan runsaan orgaanisten yhdisteiden seoksen. Näistä yhdisteistä puolestaan tuli rakennusmateriaaleja polymeereille, kuten proteiineille ja RNA: lle. Julkaisuhetkellä ei kuitenkaan ole riittävästi todisteita selittäväksi, onko aineenvaihdunnan ensimmäinen tai RNA World -lähestymistapa oikea.