Существует несколько теорий происхождения жизни на Земле. Самые распространенные из них утверждают, что жизнь:
- Было создано Богом (креационизм);
- Возникло из неживого вещества (теория самопроизвольного зарождения);
- Существовала всегда (теория стационарного состояния);
- Занесена на нашу планету извне (теория панспермии);
- Появилось в результате физических и химических процессов на Земле (теория биохимической эволюции).
Сторонники креационизма представляют сотворения мира единовременным актом, который не поддается наблюдению. В каждой религии есть свое представление о том, как и когда именно Бог создал жизнь.
В 1924 г. советский академик А. И. Опарин, а в 1929 г. американский ученый Дж. Холдейн высказали мнение, что атмосфера первичной Земли была не такой, как сейчас. Главными ее особенностями были восстановительный характер и отсутствие свободного кислорода. В этих условиях под действием мощных электрических зарядов и солнечного излучения в атмосфере с аммиака, метана и воды могли образоваться простые органические соединения.
В 1953 г. С. Миллер провел ряд экспериментов, в которых воссоздал условия первобытной Земли. Ему удалось доказать возможность извлечения из аммиака, метана, сероводорода, углекислого газа и воды огромного набора различных органических соединений: углеводородов, мочевины, карбоновых кислот, углеводов, аминокислот, альдегидов, пуринов и пиримидинов. Обязательное условие протекания всех процессов синтеза - отсутствие кислорода.
Следующим шагом стало создание крупных полимеров с малых органических мономеров. Стабильность полимерных молекул возрастает с увеличением их длины, так как они способны скручиваться в глобулы или другие, еще более устойчивы структуры. Среди полимеров в первичном океане Земли появились белки, нуклеиновые кислоты, липиды, полисахариды и другие вещества.
Таким образом, по представлениям Опарина и Холл-Дейна, можно выделить следующие стадии биогенеза:
1) образование абиогенным путем органических молекул;
2) образование полимеров - белков и нуклеиновых кислот;
3) образование коацерватов (агрегация, объединения коацерватов в дискретные группы);
4) формирование липидных мембран вокруг молекул белков и нуклеиновых кислот благодаря мембранам становится возможным избирательный транспорт вещества;
5) возникновение метаболизма (обмена веществ между коацерватах и средой);
6) приобретение коацерватами способности к воспроизводству (простое разделение на основе редупликации ДНК).