Abiogeneesi, ajatus siitä, että elämä syntyi ei-elämästä yli 3,5 miljardia vuotta sitten maan päällä. Abiogeneesi ehdottaa, että ensimmäiset syntyneet elämämuodot olivat hyvin yksinkertaisia ja asteittaisen prosessin myötä monimutkaisempia. Biogeneesiä, jossa elämä on peräisin muun elämän lisääntymisestä, edelsi oleellisesti abiogeneesi, joka tuli mahdottomaksi, kun Maan ilmapiiri otti nykyisen koostumuksensa.
Vaikka monet rinnastavat abiogeneesin spontaanin sukupolven arkaaiseen teoriaan, nämä kaksi ideaa ovat aivan erilaisia. Viimeksi mainitun mukaan monimutkaisen elämän (esim. Nokka tai hiiri) ajateltiin syntyvän spontaanisti ja jatkuvasti ei-elävästä aineesta. Vaikka spontaanin sukupolven hypoteettinen kehitys hylättiin jo 1700-luvulla ja hylättiin ratkaisevasti 1800-luvulla, abiogeneesiä ei ole todistettu eikä kiistetty.
Oparin-Haldane-teoria
Brittiläinen tutkija JBS Haldane ja venäläinen biokemisti Aleksandr Oparin esittivät 1920-luvulla itsenäisesti samanlaisia ajatuksia olosuhteista, joita maapallon elämän alkuperä edellyttää. Molemmat uskoivat, että orgaanisia molekyylejä voidaan muodostaa abiogeenisistä materiaaleista ulkoisen energialähteen (esim. Ultravioletti säteily) läsnä ollessa ja että primitiivinen ilmapiiri pelkisti (jolla oli hyvin vähän vapaata happea) ja sisälsi mm. Ammoniakkia ja vesihöyryä kaasut. Molemmat epäilivät myös, että ensimmäiset elämänmuodot esiintyivät lämpimässä, primitiivisessä valtameressä ja olivat heterotrofisia (saaden esimuodostettuja ravintoaineita varhaisessa maapallossa olevista yhdisteistä) kuin autotrofisia (tuottaen ruokia ja ravinteita auringonvalosta tai epäorgaanisista materiaaleista).
Oparin uskoi, että elämä kehittyi koacervaatteista, mikroskooppisista spontaanisti muodostuneista lipidimolekyylien pallomaisista aggregaateista, joita sähköstaattiset voimat pitävät yhdessä ja jotka ovat saattaneet olla solujen edeltäjiä. Oparinin työ koacervaattien kanssa vahvisti, että aineenvaihdunnan biokemiallisiin reaktioihin perustavanlaatuiset entsyymit toimivat tehokkaammin, kun ne sisältyvät kalvoon sitoutuneisiin palloihin kuin vapaina vesiliuoksissa. Haldaani, tuntematon Oparinin koacervaatteista, uskoi, että yksinkertaiset orgaaniset molekyylit muodostuivat ensin ja ultraviolettivalon läsnä ollessa muuttuivat yhä monimutkaisemmiksi muodostaen lopulta solut. Haldanen ja Oparinin ideat muodostivat perustan suurelle osalle myöhempien vuosikymmenien abiogeneesiä koskevasta tutkimuksesta.
Miller-Ureyn koe
Vuonna 1953 amerikkalaiset kemistit Harold C. Urey ja Stanley Miller testasivat Oparin-Haldane-teoriaa ja tuottivat onnistuneesti orgaanisia molekyylejä joistakin epäorgaanisista komponenteista, joiden ajateltiin olevan läsnä prebioottisessa maassa. Miller-Urey-kokeiluna tunnetuksi tulevat kaksi tutkijaa yhdistivät lämpimän veden seokseen, jossa oli neljä kaasua - vesihöyry, metaani, ammoniakki ja molekyylivety - ja pulssivat ilmakehän sähköpurkauksilla. Eri komponenttien oli tarkoitus simuloida vastaavasti primitiivistä valtamerta, prebioottista ilmakehää ja lämpöä (salaman muodossa). Viikkoa myöhemmin Miller ja Urey havaitsivat, että varhaisen maan simuloiduissa olosuhteissa oli muodostunut yksinkertaisia orgaanisia molekyylejä, mukaan lukien aminohapot (proteiinien rakennuspalikat).
