Abiogenesbiologi

Abiogenes, idén att livet uppstod från icke-livet för mer än 3,5 miljarder år sedan på jorden. Abiogenes föreslår att de första livsformerna som genererades var mycket enkla och genom en gradvis process blev alltmer komplexa. Biogenes, där liv härrör från reproduktionen av annat liv, föregicks antagligen av abiogenes, vilket blev omöjligt när jordens atmosfär antog sin nuvarande sammansättning.

Även om många liknar abiogenes med den arkaiska teorin om spontan generation, är de två idéerna ganska olika. Enligt det senare ansågs det komplicerade livet (t.ex. en maggot eller en mus) uppstå spontant och ständigt från icke-levande materia. Medan den hypotetiska processen för spontan generation avvisades redan på 1600-talet och avvisades på ett avgörande sätt på 1800-talet, har abiogenes varken bevisats eller motbevisats.

Oparin-Haldane-teorin

På 1920-talet lade brittiska forskaren JBS Haldane och den ryska biokemisten Aleksandr Oparin oberoende fram liknande idéer om villkoren för livets ursprung på jorden. Båda trodde att organiska molekyler kunde bildas av abiogena material i närvaro av en extern energikälla (t.ex. ultraviolett strålning) och att den primitiva atmosfären minskade (med mycket låga mängder fritt syre) och innehöll bland annat ammoniak och vattenånga gaser. Båda misstänkte också att de första livsformerna dök upp i det varma, primitiva havet och var heterotrofiska (erhåller förformade näringsämnen från de föreningar som fanns på tidiga jorden) snarare än autotrof (genererar mat och näringsämnen från solljus eller oorganiska material).

Oparin trodde att livet utvecklades från koacervater, mikroskopiska spontant bildade sfäriska aggregat av lipidmolekyler som hålls samman av elektrostatiska krafter och som kan ha varit föregångar till celler. Oparins arbete med koacervater bekräftade att enzymer som är grundläggande för de biokemiska reaktionerna i metabolismen fungerade mer effektivt när de ingår i membranbundna sfärer än när de är fria i vattenhaltiga lösningar. Haldane, obekant med Oparin's koacervater, trodde att enkla organiska molekyler bildades först och i närvaro av ultraviolett ljus blev alltmer komplexa och slutligen bildade celler. Haldane och Oparin's idéer bildade grunden för mycket av den forskning om abiogenes som ägde rum under senare decennier.

Miller-Urey-experimentet

1953 testade amerikanska kemister Harold C. Urey och Stanley Miller Oparin-Haldane-teorin och framställde framgångsrikt organiska molekyler från några av de oorganiska komponenter som tros ha funnits på den prebiotiska jorden. I det som blev känt som Miller-Urey-experimentet kombinerade de två forskarna varmt vatten med en blandning av fyra gaser - vattenånga, metan, ammoniak och molekylväte - och pulserade "atmosfären" med elektriska urladdningar. De olika komponenterna var avsedda att simulera det primitiva havet, den prebiotiska atmosfären respektive värmen (i form av blixtnedslag). En vecka senare fann Miller och Urey att enkla organiska molekyler, inklusive aminosyror (byggstenarna för proteiner), hade bildats under de simulerade förhållandena från den tidiga jorden.