dereita|miniatura|294x294px| Estromatólitos de Bolivia, do Proterozoico (hai 2.300 millóns de anos). Sección vertical pulida. dereita|miniatura|230x230px| Estromatólitos crecendo no Parque Nacional Yalgorup en Australia A orixe da vida ou abioxénese na Terra é un problema científico que aínda non está resolto. Hai moitas ideas e hipóteses sobre a mesma, pero poucos feitos claros e concluíntes.Schopf, J. William (ed) 2002. Life's origin: the beginnings of biological evolution. University of California Press. . A recent survey of the field. A maioría dos expertos coinciden en que toda a vida actual evolucionou por descendencia común dunha única forma de vida primitiva. Non se sabe como evolucionou esta primeira forma de vida, pero os científicos cren que foi un proceso naturalDe acordo coa filosofía do naturalismo, só se admiten causas naturais, non explicacións creacionistas. que ocorreu hai uns 3.900 millóns de anos.
Non se sabe se o metabolismo foi primeiro ou a xenética; a hipótese principal que apoia primeiro a xenética é a hipótese do mundo do ARN, e a que apoia primeiro o metabolismo é a hipótese do mundo das proteínas.
Outro gran problema é como se desenvolveron as células.Robinson R. 2005. "Jump-starting a cellular world: investigating the origin of life, from soup to networks". PLoS 3 (11) Melvin Calvin, gañador do Premio Nobel de Química, escribiu un libro sobre o tema,Calvin, Melvin. 1969. Chemical evolution: molecular evolution towards the origin of living systems on the earth and elsewhere. Oxford University Press. e tamén o fixo Alexander Oparin.Oparin, Alexander Ivanovich 2003. The Origin of Life. Courier Dover. O que vincula a maior parte dos primeiros traballos sobre a orixe da vida é a idea de que antes de comezar a vida debeu haber un proceso de cambio químico.Oro, John 2002. Historical understanding of life's beginnngs. In Schopf J. (ed) Life's origin: the beginnings of biological evolution. University of California Press. Outra cuestión que foi discutida por JD Bernal e outros é a orixe da membrana celular. Ao concentrar os produtos químicos nun só lugar, a membrana celular realiza unha función vital.Bernal J.D. 1967. The origin of life. Cleveland: World Publishing.
O que chamamos vida só se comprobou en cousas que inclúen ARN, mecanismos para codificar e decodificar ARN e mecanismos para construír proteínas a partir de aminoácidos. A procura dunha teoría verificábel da bioxénese é un campo de investigación separado.
Rexistro fósil
A vida máis antiga na Terra As primeiras formas de vida reivindicadas como tal son os microorganismos fosilizados (ou microfósiles). Foron atopados en rochas ricas en ferro e sílice que antes foron fontes hidrotermais no cinto de pedras verdes de Nuvvuagittuq de Quebec, Canadá.
Estas rochas teñen 4.280 millóns de anos. As formas tubulares que conteñen móstranse nun informe.Ghosh, Pallab 2017. Earliest evidence of life on Earth 'found'. BBC News Science & Environment. Se este é o rexistro de vida máis antigo na Terra, suxire "unha aparición case instantánea de vida" despois de que os océanos se formaran hai 4.400 millóns de anos. Segundo Stephen Blair Hedges, "Se a vida xurdiu relativamente rápido na Terra... entón podería ser común no universo ".
As primeiras formas previas Un estudo científico de 2002 demostrou que as formacións xeolóxicas de estromatólitos de 3.450 millóns de anos conteñen cianobacterias fosilizadas. Knoll, Andrew H. 2004. Life on a young planet: the first three billion years of evolution on Earth. Princeton, N.J. Nese momento estaba moi acordado que os estromatólitos eran as formas de vida máis antigas coñecidas na Terra que deixaran constancia da súa existencia. Polo tanto, se a vida se orixinou na Terra, isto ocorreu nalgún momento entre hai 4.400 millóns de anos, cando o vapor de auga se licuou por primeira vez, e hai 3.500 millóns de anos. Estes son os antecedentes do último descubrimento comentado anteriormente.
As primeiras evidencias de vida proceden do cinto supercrustal de Isua, no oeste de Groenlandia, e de formacións similares nas illas Akilia próximas. Isto débese a que alí se atopa un alto nivel do isótopo máis lixeiro do carbono. Os seres vivos ocupan isótopos máis lixeiros porque isto leva menos enerxía. O carbono que entra nas formacións rochosas ten unha concentración de δ 13 C elemental de aproximadamente -5,5. de 12 C, a biomasa ten un δ 13 C de entre -20 e -30. Estas pegadas isotópicas consérvanse nas rochas. Con esta evidencia, Mojzis suxeriu que xa existía vida no planeta hai 3.850 millóns de anos. Contra esa visión está a evidencia de que o noso Sistema solar é moi infrecuente en varios aspectos. Por exemplo, está claro que a maioría dos sistemas estelares teñen o seu planeta máis grande preto da súa estrela.
Algúns científicos pensan que a vida puido ser transportada dun planeta a outro mediante o transporte de esporas. Esta idea, agora coñecida como panspermia, foi presentada por primeira vez por Arrhenius.Arrhenius, Svante 1908. Worlds in the making: the evolution of the universe. New York: Harper.
Historia dos estudos sobre a orixe da vida Até principios do século XIX moitas persoas crían na xeración espontánea regular de vida a partir de materia non viva. Isto chamouse teoría da xeración espontánea, e foi desmentido por Louis Pasteur. Demostrou que sen esporas non crecían bacterias nin virus en material estéril.
Darwin Nunha carta a Joseph Dalton Hooker o 11 de febreiro de 1871, Charles Darwin propuxo un proceso natural para a abioxénese.
Suxeriu que a faísca orixinal da vida puido comezar nun "pequeno estanque cálido, con todo tipo de amoníaco e sales fosfóricas, luces, calor, electricidade, etc. A continuación formouse quimicamente un composto proteico preparado para sufrir cambios aínda máis complexos". Continuou explicando que "na actualidade tal materia sería devorada ou absorbida ao instante, o que non tería sido o caso antes de que se formasen os seres vivos"."It is often said that all the conditions for the first production of a living organism are now present, which could ever have been present. But if (and oh! what a big if!) we could conceive in some warm little pond, with all sorts of ammonia and phosphoric salts, light, heat, electricity, &c., present, that a protein compound was chemically formed ready to undergo still more complex changes, at the present day such matter would be instantly devoured or absorbed, which would not have been the case before living creatures were formed". ("Di-se a miúdo que todas as condicións necesarias para a primeira produción dun organismo vivo están agora presentes, as cales poderían ter estado presentes nalgún momento. Pero 'se' (e oh! que grande 'se'!) puidésemos imaxinar nunha pequena lagoa cálida, con toda clase de amoníaco e sales fosfóricas, luz, calor, electricidade, etc., presentes, que un composto de proteína foi formado quimicamente preparado para sufrir cambios aínda máis complexos, hoxe en día tal materia sería instantaneamente devorada ou absorvida, o que non tería ocorrido antes de que se formasen as criaturas vivas.") Escrito en 1871, publicado en Darwin, Francis ed. 1887. The life and letters of Charles Darwin, including an autobiographical chapter. Londres: John Murray. Volume 3. 18
Haldane e Oparin Non se fixo ningún progreso real até 1924 cando Alexander Oparin razoou que o osíxeno atmosférico impedía a síntese das moléculas orgánicas. As moléculas orgánicas son os bloques de construción necesarios para a evolución da vida. No seu A orixe da vida,Oparin A.I. 1924. Proiskhozhozhdenie zhizny, Moscow (versión en inglés de 1967. The Origin of Life, Weidenfeld and Nicolson, Londres, páxs 199-234. Oparin A.I. 1952. The Origin of Life. Nova York: Dover. Oparin argumentou que unha "sopa primordial" de moléculas orgánicas podería crearse nunha atmosfera sen osíxeno mediante a acción da luz solar. Estes combinaríanse de xeitos cada vez máis complexos até formar pingas ou pequenas gotas. Estas gotículas "crecerían" por fusión con outras gotas, e "reproduciranse" mediante fisión en "gotiñas fillas", tendo así un metabolismo primitivo no que sobreviven aqueles factores que promoven a "integridade celular", os que non se extinguen. Moitas teorías modernas sobre a orixe da vida aínda toman as ideas de Oparin como punto de partida.
Ao mesmo tempo, JBS Haldane tamén suxeriu que os océanos prebióticos da Terra, que eran moi diferentes dos que son os océanos agora, terían formado unha "sopa quente diluída". Nesta sopa poderían terse formado compostos orgánicos, os bloques de construción da vida. Esta idea chamouse biopoiese, o proceso de evolución da materia viva a partir de moléculas autorreplicantes pero non vivas.Bryson, Bill 2003. A short history of nearly everything pp300–302;
Condicións temperás na Terra Case non hai rexistro xeolóxico de antes de hai 3.800 millóns de anos. O ambiente que existía na época hadeana era hostil á vida, pero non se sabe canto. Houbo un tempo, hai entre 3.800 e 4.100 millóns de anos, que se coñece como o Late Heavy Bombardement. Chámase así porque se cre que se formaron moitos cráteres lunares. A situación noutros planetas, como a Terra, Venus, Mercurio e Marte debeu ser similar. Estes impactos probabelmente esterilizarían a Terra (matarían toda a vida), se existise nese momento.
Varias persoas suxeriron que os produtos químicos da célula dan pistas sobre como debían ser os primeiros mares. En 1926, Macallum sinalou que a composición inorgánica do citosol celular difiere drasticamente da da auga do mar moderna: "a célula... ten dotes transmitidas desde un pasado case tan remoto como a orixe da vida na Terra".Macallum A.B. 1926. The paleochemistry of the body fluids and tissues. Physiol Rev. 6: 316–357. Por exemplo: "Todas as células conteñen moito máis potasio, fosfato e metais de transición que os modernos... océanos, lagos ou ríos".Mulkidjanian A.Y. 2012. Origin of first cells at terrestrial, anoxic geothermal fields. Proc Natl Acad Sci U S A. 109 (14) E821–E830. "Baixo a atmosfera primordial anóxica, dominada polo CO2, a química das concas interiores nos campos xeotérmicos sería [como a química dentro] das células modernas".
Temperatura Se a vida evolucionase nas profundidades do océano, preto dun respiradoiro hidrotermal, podería orixinarse hai entre 4 e 4.200 millóns de anos. Se, pola contra, a vida se orixinou na superficie do planeta, unha opinión común é que só podería telo feito hai entre 3.500 e 4.000 millóns de anos.
Lazcano e Miller (1994) suxiren que o ritmo da evolución molecular foi ditado pola taxa de recirculación da auga a través dos respiradoiros submarinos no medio oceánico. A recirculación completa leva 10 millóns de anos, polo que calquera composto orgánico producido para entón sería alterado ou destruído por temperaturas superiores a 300 °C. Estiman que o desenvolvemento dun xenoma de 100 quilobases dun heterótrofo primitivo de ADN/proteína nunha cianobacteria filamentosa de 7000 xenes tería requirido só 7 millóns de anos.
Historia da atmosfera terrestre Orixinalmente, a atmosfera da Terra case non tiña osíxeno libre. Cambiou aos poucos ao que é hoxe, durante moito tempo (ver Gran evento de osixenación). O proceso comezou coas cianobacterias, os primeiros organismos en producir osíxeno libre mediante a fotosíntese. A maioría dos organismos hoxe en día necesitan osíxeno para o seu metabolismo; só algúns poden utilizar outras fontes para a respiración.Knoll, Andrew H. 2004. Life on a young planet: the first three billion years of evolution on Earth. Princeton, N.J. Holland, Heinrich D. 2006. The oxygenation of the atmosphere and oceans. Phil. Trans. Roy. Soc. B 361, 903–915. content/361/1470/903.full.pdf
Polo tanto, espérase que os primeiros protoorganismos fosen quimioautótrofos e non utilizasen respiración aeróbica, que fosen 'anaeróbicos'.
Modelos actuais