Abiogenesis, idea bahawa kehidupan muncul dari kehidupan bukan hidup lebih daripada 3.5 bilion tahun yang lalu di Bumi. Abiogenesis mengemukakan bahawa bentuk kehidupan pertama yang dihasilkan sangat sederhana dan melalui proses bertahap menjadi semakin kompleks. Biogenesis, di mana kehidupan berasal dari pembiakan kehidupan lain, mungkin didahului oleh abiogenesis, yang menjadi mustahil setelah atmosfer Bumi mengambil komposisi sekarang.
Walaupun banyak menyamakan abiogenesis dengan teori kuno generasi spontan, kedua-dua idea itu agak berbeza. Menurut yang terakhir, kehidupan yang kompleks (misalnya, belatung atau tikus) dianggap muncul secara spontan dan terus menerus dari perkara yang tidak hidup. Walaupun proses hipotesis generasi spontan disangkal seawal abad ke-17 dan ditolak secara tegas pada abad ke-19, abiogenesis tidak dapat dibuktikan atau disangkal.
Teori Oparin-Haldane
Pada tahun 1920-an saintis Britain JBS Haldane dan ahli biokimia Rusia Aleksandr Oparin secara bebas mengemukakan idea serupa mengenai keadaan yang diperlukan untuk asal usul kehidupan di Bumi. Kedua-duanya percaya bahawa molekul organik dapat terbentuk dari bahan-bahan abiogenik dengan adanya sumber tenaga luaran (contohnya, sinaran ultraviolet) dan bahawa atmosfer primitif semakin berkurang (mempunyai jumlah oksigen bebas yang sangat rendah) dan mengandungi ammonia dan wap air, antara lain gas. Kedua-duanya juga mengesyaki bahawa bentuk kehidupan pertama muncul di lautan primitif yang hangat dan bersifat heterotrofik (memperoleh nutrien pra-bentuk dari sebatian yang ada di Bumi awal) dan bukannya autotrofik (menghasilkan makanan dan nutrien dari cahaya matahari atau bahan bukan organik).
Oparin percaya bahawa kehidupan berkembang dari koakervat, mikroskopik secara spontan membentuk agregat sfera molekul lipid yang disatukan oleh daya elektrostatik dan yang mungkin merupakan pendahulu sel. Hasil kerja Oparin dengan coacervates mengesahkan bahawa enzim yang mendasari tindak balas biokimia metabolisme berfungsi dengan lebih efisien apabila terkandung dalam sfera terikat membran daripada ketika bebas dalam larutan berair. Haldane, yang tidak dikenali dengan coacervates Oparin, percaya bahawa molekul organik sederhana terbentuk terlebih dahulu dan di hadapan cahaya ultraviolet menjadi semakin kompleks, akhirnya membentuk sel. Idea Haldane dan Oparin menjadi asas bagi banyak penyelidikan mengenai abiogenesis yang berlaku dalam beberapa dekad kemudian.
Percubaan Miller-Urey
Pada tahun 1953 ahli kimia Amerika Harold C. Urey dan Stanley Miller menguji teori Oparin-Haldane dan berjaya menghasilkan molekul organik dari beberapa komponen bukan organik yang dianggap telah ada di Bumi prebiotik. Dalam apa yang dikenali sebagai eksperimen Miller-Urey, kedua saintis menggabungkan air suam dengan campuran empat gas — wap air, metana, amonia, dan hidrogen molekul — dan mengedarkan “atmosfera” dengan pembuangan elektrik. Komponen yang berbeza dimaksudkan untuk mensimulasikan lautan primitif, atmosfer prebiotik, dan panas (dalam bentuk kilat). Satu minggu kemudian Miller dan Urey mendapati bahawa molekul organik sederhana, termasuk asid amino (blok protein), telah terbentuk dalam keadaan simulasi awal Bumi.
