Abiogênese, a idéia de que a vida surgiu da não-vida há mais de 3,5 bilhões de anos atrás na Terra. A abiogênese propõe que as primeiras formas de vida geradas foram muito simples e, através de um processo gradual, tornaram-se cada vez mais complexas. A biogênese, na qual a vida é derivada da reprodução de outras vidas, foi presumivelmente precedida pela abiogênese, que se tornou impossível quando a atmosfera da Terra assumiu sua composição atual.
Embora muitos equiparem a abiogênese à teoria arcaica da geração espontânea, as duas idéias são bem diferentes. De acordo com este último, pensava-se que a vida complexa (por exemplo, um verme ou rato) surgiu espontânea e continuamente de matéria não-viva. Embora o processo hipotético de geração espontânea tenha sido refutado no início do século XVII e decisivamente rejeitado no século XIX, a abiogênese não foi provada nem refutada.
A teoria de Oparin-Haldane
Na década de 1920, o cientista britânico JBS Haldane e o bioquímico russo Aleksandr Oparin expuseram idéias semelhantes sobre as condições necessárias para a origem da vida na Terra. Ambos acreditavam que moléculas orgânicas poderiam ser formadas a partir de materiais abiogênicos na presença de uma fonte de energia externa (por exemplo, radiação ultravioleta) e que a atmosfera primitiva estava diminuindo (com quantidades muito baixas de oxigênio livre) e continha amônia e vapor de água, entre outros gases. Ambos também suspeitavam que as primeiras formas de vida apareciam no oceano quente e primitivo e eram heterotróficas (obtendo nutrientes pré-formados a partir dos compostos existentes no início da Terra), em vez de autotróficas (gerando alimentos e nutrientes a partir da luz solar ou de materiais inorgânicos).
Oparin acreditava que a vida se desenvolvia a partir de coacervados, agregados esféricos microscópicos formados espontaneamente de moléculas lipídicas que são mantidos juntos por forças eletrostáticas e que podem ter sido precursores de células. O trabalho de Oparin com coacervatos confirmou que as enzimas fundamentais para as reações bioquímicas do metabolismo funcionavam mais eficientemente quando contidas em esferas ligadas à membrana do que quando livres em soluções aquosas. Haldane, não familiarizado com os coacervados de Oparin, acreditava que moléculas orgânicas simples formavam primeiro e na presença de luz ultravioleta se tornavam cada vez mais complexas, formando células. As idéias de Haldane e Oparin formaram a base de muitas das pesquisas sobre abiogênese que ocorreram nas décadas posteriores.
O experimento de Miller-Urey
Em 1953, os químicos americanos Harold C. Urey e Stanley Miller testaram a teoria de Oparin-Haldane e produziram com sucesso moléculas orgânicas a partir de alguns dos componentes inorgânicos que se pensa estarem presentes na Terra prebiótica. No que ficou conhecido como experimento de Miller-Urey, os dois cientistas combinaram água quente com uma mistura de quatro gases - vapor de água, metano, amônia e hidrogênio molecular - e pulsaram a "atmosfera" com descargas elétricas. Os diferentes componentes foram criados para simular o oceano primitivo, a atmosfera prebiótica e o calor (na forma de um raio), respectivamente. Uma semana depois, Miller e Urey descobriram que moléculas orgânicas simples, incluindo aminoácidos (os blocos de construção das proteínas), haviam se formado sob as condições simuladas da Terra primitiva.
