עדויות מהותיות מצביעות על כך שכל החיים על פני כדור הארץ כיום התפתחו מאב קדמון משותף משותף. התהליך שבו אב קדמון משותף שנוצר מחומר שאינו חי נקרא אביוגנזה. כיצד תהליך זה התרחש עדיין לא הובן במלואו והוא עדיין נושא למחקר. בקרב מדענים שמתעניינים במקור החיים, בין אם חלבונים, רנ"א או מולקולה אחרת הגיעו ראשונים הוא נושא שנוי במחלוקת חמה.
חלבונים ראשונים
בניסוי אורי-מילר המפורסם, מדענים ערבבו מתאן, מים, אמוניה ומימן במטרה לדמות את האטמוספירה של כדור הארץ המוקדם. לאחר מכן הם ירו ניצוצות חשמליים דרך תערובת זו כדי לדמות ברקים. תהליך זה הניב חומצות אמינו ותרכובות אורגניות אחרות, והדגים כי תנאים כמו אלה בכדור הארץ המוקדמים יכולים ליצור חומצות אמינו, אבני הבניין של חלבונים.
אך מעבר לתערובת של חומצות אמינו בתמיסה לחלבון שלם ומתפקד מעורר בעיות רבות. לדוגמא, לאורך זמן, חלבונים במים נוטים להתפרק ולא להרכיב לשרשראות מולקולריות ארוכות יותר. כמו כן, השאלה אם חלבונים או DNA הופיעו מציגה לראשונה בעיה מוכרת של עוף או ביצה. חלבונים יכולים לזרז תגובות כימיות, ו- DNA יכול לאחסן מידע גנטי. עם זאת, אף אחת ממולקולות אלה לבדה אינה מספיקה לכל החיים; דנ"א וחלבונים חייבים להיות נוכחים.
RNA ראשון
אחד הפתרונות האפשריים הוא הגישה המכונה RNA World, בה RNA הגיע לפני חלבונים או DNA. פתרון זה מושך מכיוון ש- RNA משלב חלק מהתכונות של חלבונים ו- DNA. RNA יכול לזרז תגובות כימיות בדיוק כמו חלבונים, והוא יכול לאחסן מידע גנטי בדיוק כמו DNA. והמנגנון הסלולרי שמשתמש ב- RNA לסינתזת חלבון עשוי בחלקו מ- RNA ומסתמך על RNA שיעשה את עבודתו. זה מצביע על כך ש- RNA עשוי היה למלא תפקיד מכריע בהיסטוריה המוקדמת של החיים.
סינתזת RNA
אולם בעיה אחת בהשערת ה- RNA World היא טבעו של ה- RNA עצמו. RNA הוא פולימר או שרשרת של נוקלאוטידים. לא ברור לחלוטין כיצד נוצרו הנוקליאוטידים הללו או כיצד היו מתקבצים ליצירת פולימרים בתנאי כדור הארץ המוקדמים.
בשנת 2009, המדען הבריטי ג'ון סאת'רלנד הציע פתרון מעשי בכך שהודיע כי המעבדה שלו מצאה תהליך שיכול לבנות נוקלאוטידים מאבני בניין שככל הנראה היו בתחילת הדרך כדור הארץ. יתכן שתהליך זה יכול היה להצמיח נוקלאוטידים, שקושרו אז על ידי תגובות המתרחשות על פני שכבות מיקרוסקופיות של חימר.
מטבוליזם ראשונה
למרות שתרחיש ה- RNA-First פופולרי מאוד בקרב מדענים ממוצא החיים, קיים הסבר נוסף המציע כי חילוף החומרים הגיע לפני RNA, DNA או חלבון. תרחיש ראשון של חילוף החומרים מצביע על כך שהחיים התעוררו בסביבות לחץ גבוה וטמפרטורות גבוהות כמו פתחי מים עמוקים בים עמוק. תנאים אלה גרמו לתגובות שזרזו מינרלים והולידו תערובת עשירה של תרכובות אורגניות. תרכובות אלה בתורן הפכו לאבני הבניין לפולימרים כמו חלבונים ו- RNA. אולם בזמן הפרסום אין מספיק ראיות כדי להסביר באופן סופי אם הגישה הראשונה של חילוף החומרים או ה- RNA World נכונה.
