Der Ursprung des Lebens liegt vermutlich vor 4.4 Milliarden Jahren, als die Ozeane und Kontinente sich gerade erst zu bilden begannen, und vor 2.7 Milliarden Jahren, als allgemein anerkannt ist, dass Mikroorganismen aufgrund ihres Einflusses auf Isotope in großer Zahl existierten Verhältnisse in den entsprechenden Schichten. Wo genau in diesem Bereich von 1.7 Milliarden Jahren der wahre Ursprung des Lebens zu finden ist, ist weniger sicher. Ein umstrittenes Papier, das 2002 vom UCLA-Paläontologen William Schopf veröffentlicht wurde, argumentierte, dass wellenförmige geologische Formationen, die Stromalite genannt werden, tatsächlich 3.5 Milliarden Jahre alte versteinerte Algenmikroben enthalten. Einige Paläontologen widersprechen Schopfs Schlussfolgerungen und schätzen das erste Leben auf etwa 3.0 Milliarden statt 3.5 Milliarden Jahre.
Beweise aus dem superkrustalen Gürtel von Isua in Westgrönland legen ein noch früheres Datum für den Ursprung des Lebens nahe – vor 3.85 Milliarden Jahren. S. Mojzis macht diese Schätzung basierend auf Isotopenkonzentrationen. Da das Leben bevorzugt das Isotop Kohlenstoff-12 aufnimmt, enthalten Gebiete, in denen Leben existiert hat, ein überdurchschnittliches Verhältnis von Kohlenstoff-12 zu seinem schwereren Isotop Kohlenstoff-13. Dies ist allgemein bekannt, aber die Interpretation von Sedimenten ist weniger einfach, und Paläontologen stimmen den Schlussfolgerungen ihrer Kollegen nicht immer zu.
Wir kennen die genauen geologischen Bedingungen dieses Planeten vor 3 Milliarden Jahren nicht, aber wir haben eine ungefähre Vorstellung und können diese Bedingungen in einem Labor nachstellen. Stanley Miller und Harold Urey haben diese Bedingungen in ihrer berühmten Untersuchung von 1953, dem Miller-Urey-Experiment, nachgestellt. Unter Verwendung einer stark reduzierten (nicht mit Sauerstoff angereicherten) Mischung aus Gasen wie Methan, Ammoniak und Wasserstoff synthetisierten diese Wissenschaftler basische organische Monomere wie Aminosäuren in einer vollständig anorganischen Umgebung. Frei schwebende Aminosäuren sind zwar weit entfernt von sich selbst replizierenden, vom Stoffwechsel durchdrungenen Mikroorganismen, aber sie geben zumindest einen Hinweis darauf, wie die Dinge angefangen haben könnten.
In den großen warmen Ozeanen der frühen Erde würden Trillionen dieser Moleküle zufällig kollidieren und sich verbinden, um schließlich eine Art rudimentäres Proto-Genom zu bilden. Diese Hypothese wird jedoch durch die Tatsache verwirrt, dass die im Miller-Urey-Experiment geschaffene Umgebung hohe Konzentrationen von Chemikalien aufwies, die die Bildung komplexer Polymere aus den Monomerbausteinen verhindert hätten.
In den 1950er und 1960er Jahren erstellte ein anderer Forscher, Sidney Fox, eine frühe erdähnliche Umgebung in einem Labor und untersuchte die Dynamik. Er beobachtete die spontane Bildung von Peptiden aus Aminosäurevorläufern und sah, dass sich diese Chemikalien manchmal zu Mikrokügelchen oder geschlossenen kugelförmigen Membranen anordneten, die seiner Meinung nach Protozellen waren. Wenn sich bestimmte Mikrokügelchen bilden würden, die das Wachstum zusätzlicher Mikrokügelchen um sie herum fördern könnten, würde dies einer primitiven Form der Selbstreplikation gleichkommen, und schließlich würde die Darwinsche Evolution die Macht übernehmen und effektive Selbstreplikatoren wie die heutigen Cyanobakterien schaffen.
Eine andere populäre Denkweise über den Ursprung des Lebens, die „RNA-Welt-Hypothese“, legt nahe, dass Lebensformen entstanden, wenn primitive RNA-Moleküle in der Lage waren, ihre eigene Replikation zu katalysieren. Ein Beweis dafür ist, dass RNA sowohl Informationen speichern als auch chemische Reaktionen katalysieren kann. Seine grundlegende Bedeutung im modernen Leben deutet auch darauf hin, dass sich das heutige Leben möglicherweise aus reinen RNA-Vorläufern entwickelt hat.
Der Ursprung des Lebens ist nach wie vor ein heißes Thema für Forschung und Spekulation. Vielleicht gibt es eines Tages genug Beweise oder jemanden, der schlau genug ist, dass wir erfahren, wie es tatsächlich passiert ist.