Ontstaan van de laatste universele gemeenschappelijke voorouder (LUCA) van Bacteria, Archaea en Eukaryota uit anorganische bouwstenen
Het is aannemelijk dat het leven als geheel monofyletisch is, d.w.z. één gemeenschappelijke voorouder heeft (LUCA). De vraag is wanneer, waar en hoe die voorouder is ontstaan uit niet-levende bouwstenen (abiogenese).
Uit bewijsmateriaal van fylogenetische reconstructies, stromatolieten, gebande ijzerformaties, analyse van oude koolstofhoudende deposities en microfossielen kan de conclusie getrokken worden dat het leven op aarde tussen 4,1 en 3,7 miljard jaar geleden ontstaan is. Maar op de vraag hoe dat gebeurde is voorshands geen duidelijk antwoord te geven. Hieronder volgt een opsomming van de zes belangrijkste theorieën (zie de betreffende lemma’s voor meer details).
Panspermie. De aarde is “besmet” met levenskiemen vanuit het heelal. Er is geen concreet bewijs voor deze theorie.
Oersoep. Het leven is ontstaan in een “warm poeltje” met een mengsel van vele organische chemicaliën. Dit idee wordt ondersteund door de Miller-Urey-experimenten.
RNA-wereld. Een netwerk van een groot aantal verschillende RNA-moleculen kan via autokatalyse zichzelf in stand houden. De complexiteitstheorie geeft hiervoor een theoretische basis.
Replicator-theorie. Het vermogen tot zelf-replicatie van eiwitten of nucleïnezuren leidde door natuurlijke selectie tot meer complexiteit en geleidelijk tot levende cellen. Dit idee sluit aan bij de RNA-wereld, maar er is geen experimentele onderbouwing voor.
Metabolisme-theorie. Het leven begon met de vorming van metabolieten die aan ijzer-zwavel-oppervlaktes reacties met elkaar aangingen onder extreme omstandigheden. De experimentele vorming van citroenzuurcyclus-intermediairen ondersteunt dit idee.
Chemiosmose. Het eerste leven maakte gebruik van scherpe protongradiënten in alkalische hydrothermale velden, waarmee de energie voor cellulaire synthesereacties gegenereerd werd. Deze theorie heeft een goede basis in de geochemie.
