Livets ursprung tros ha inträffat någon gång mellan 4.4 miljarder år sedan, när haven och kontinenter precis började bildas, och för 2.7 miljarder år sedan, när det är allmänt accepterat att mikroorganismer existerade i stort antal på grund av deras inflytande över isotoper nyckeltal i de relevanta skikten. Var exakt inom detta intervall på 1.7 miljarder år livets verkliga ursprung kan hittas är mindre säkert. En kontroversiell artikel publicerad 2002 av UCLA-paleontologen William Schopf hävdade att vågiga geologiska formationer som kallas stromaliter faktiskt innehåller 3.5 miljarder år gamla fossiliserade algmikrober. Vissa paleontologer håller inte med om Schopfs slutsatser och uppskattar det första livet till cirka 3.0 miljarder år i stället för 3.5 miljarder.
Bevis från Isua supercrustal bälte i västra Grönland tyder på ett ännu tidigare datum för livets uppkomst – 3.85 miljarder år sedan. S. Mojzis gör denna uppskattning baserat på isotopkoncentrationer. Eftersom livet företrädesvis tar upp isotopen kol-12, innehåller områden där liv har funnits ett högre än normalt förhållande mellan kol-12 och dess tyngre isotop, kol-13. Detta är allmänt känt, men tolkningen av sediment är mindre okomplicerad och paleontologer är inte alltid överens om sin kollegas slutsatser.
Vi vet inte de exakta geologiska förhållandena för denna planet för 3 miljarder år sedan, men vi har en ungefärlig idé och kan återskapa dessa förhållanden i ett laboratorium. Stanley Miller och Harold Urey återskapade dessa förhållanden i sin berömda undersökning från 1953, Miller-Urey-experimentet. Med hjälp av en kraftigt reducerad (icke-syresatt) blandning av gaser som metan, ammoniak och väte, syntetiserade dessa forskare grundläggande organiska monomerer, såsom aminosyror, i en helt oorganisk miljö. Nu är fritt flytande aminosyror långt ifrån självreplikerande, metabolism-genomsläppta mikroorganismer, men de ger åtminstone ett förslag på hur saker och ting kan ha kommit igång.
I de stora varma haven på den tidiga jorden, skulle kvintiljoner av dessa molekyler slumpmässigt kollidera och kombinera, så småningom skapa ett rudimentärt protogenom av något slag. Denna hypotes är dock förvirrad av det faktum att miljön som skapades i Miller-Urey-experimentet hade höga koncentrationer av kemikalier som skulle ha förhindrat bildandet av komplexa polymerer från monomerbyggstenarna.
På 1950- och 1960-talen gjorde en annan forskare, Sidney Fox, en tidig-jordliknande miljö i ett labb och studerade dynamiken. Han observerade den spontana bildningen av peptider från aminosyraprekursorer och såg dessa kemikalier ibland ordna sig i mikrosfärer eller slutna sfäriska membran, som han föreslog var protoceller. Om vissa mikrosfärer bildades som var kapabla att uppmuntra tillväxten av ytterligare mikrosfärer runt dem, skulle det uppgå till en primitiv form av självreplikation, och så småningom skulle den darwinistiska evolutionen ta över, skapa effektiva självreplikatorer som dagens cyanobakterier.
En annan populär skola om livets ursprung, ”RNA-världshypotesen”, antyder att liv bildas när primitiva RNA-molekyler blev kapabla att katalysera sin egen replikation. Bevis för detta är att RNA både kan lagra information och katalysera kemiska reaktioner. Dess grundläggande betydelse i det moderna livet antyder också att livet i dag kan ha utvecklats från prekursorer av helt RNA.
Livets ursprung fortsätter att vara ett hett ämne för forskning och spekulation. Kanske en dag kommer det att finnas tillräckligt med bevis, eller någon som är smart nog, för att vi ska lära oss hur det faktiskt gick till.