درآمد

مقاله “تکامل پیش‌سلولی و منشأ حیات” نوشته آنتونیو لازکانو (Antonio Lazcano) به بررسی تاریخی و فلسفی نظریات پیرامون منشأ حیات می‌پردازد. نویسنده با مروری بر آراء دانشمندان و فیلسوفان مختلف از قرن هجدهم تا قرن بیستم، تحولات دیدگاه‌ها درباره پیدایش حیات را تحلیل می‌کند.
مقاله لازکانو نشان می‌دهد که پرسش درباره منشأ حیات، همواره یکی از جذاب‌ترین پرسش‌های علمی و فلسفی بوده است. با وجود پیشرفت‌های چشم‌گیر در زیست‌شناسی مولکولی، این پرسش همچنان پیچیده و چالش‌برانگیز باقی مانده است. با این حال، بررسی تاریخی این پرسش به ما کمک می‌کند تا درک عمیق‌تری از چگونگی شکل‌گیری نظریه‌های علمی و تکامل اندیشه‌های بشر درباره جهان هستی پیدا کنیم.

Lazcano, Antonio, Precellular Evolution and the Origin of Life: Some Notes on Reductionism, Complexity and Historical Contingency, WHAT IS LIFE? ON EARTH AND BEYOND, Cambridge University Press, 2017, P 75-95.

مقدمه

توصیف سکولار پدیده‌های حیات، که زیست‌شناسی معاصر را بنا نهاده است، یکی از برجسته‌ترین دستاوردهای فضای آزاداندیشی عصر روشنگری به شمار می‌رود. این رویکرد، منبع الهام‌بخش عظیمی برای آثار علمی و فلسفی نگاشته‌شده از آغاز قرن نوزدهم به بعد بوده و به شیوه‌ای استادانه در کتاب «فرانکنشتاین یا پرومتئوس مدرن» اثر مری وولستونکرافت شلی، که در سال 1818 به‌صورت ناشناس منتشر شد، انعکاس یافته است. در برخی از جذاب‌ترین صفحات این کتاب، دکتر ویکتور فرانکنشتاین، بدن بی‌جان موجودی را که خود با دوختن تکه‌های اجسادی که به صورت غیرقانونی به دست آورده بود، تکمیل کرده بود، در معرض صاعقه‌هایی قرار می‌دهد که در طی یک طوفان، آسمان شب را درهم می‌شکند. پس از مدت کوتاهی، یک صاعقه به هادی‌ها برخورد می‌کند و همانطور که الکتریسیته به سمت پایین حرکت کرده و به جسم بی‌جان می‌رسد، آن بدن شروع به حرکت کرده و زنده می‌شود.
در حالی که خاخام لو بن بزالل با استفاده از نیایش‌های مذهبی، «گولم» -در افسانه‌های یهودی نوعی موجود شبه‌انسان است که با استفاده از سحر از اشیای بی‌جان ساخته می‌شود- را در پراگ به حرکت درآورده بود، دکتر فرانکنشتاین با زنده کردن مردگان با استفاده از الکتریسیته که نیرویی صرفاً فیزیکی است، به این نتیجه ممنوعه دست‌یافت.
کمتر رمانی به این شکل خارق‌العاده، تحولات علمی زمان خویش را منعکس می‌کند. «لوئیجی گالوانی» پس از سال ها آزمایش بر روی اثرات الکتریسیته بر پاهای بریده قورباغه که در بولونیا با کمک همسرش «لوسیا گالئاتزی» اجرا کرد، در سال 1791 کتاب «تبیین تأثیرات الکتریسیته بر حرکت عضلانی» را منتشر کرد که خلاصه ای از مشاهداتی که او را به طرح فرضیه وجود یک مایع الکتریکی حیوانی که از مغز نشأت می گیرد و از طریق اعصاب و ماهیچه ها عبور می‌کند سوق داده بود، ارائه می‌کرد. گالوانی نه یک غیب‌گو، بلکه فرزند عصر روشنگری بود. او مانند بسیاری از معاصرانش، مشتاقانه به کاوش در فلسفه، ریاضیات و علم پرداخت و شیفتگی‌ای که مشاهدات او در میان همکارانش و عموم مردم برانگیخت، نشانه روشنی از کنار گذاشتن تدریجی اما غیرقابل اجتناب علل متافیزیکی با روی آوردن طبیعت‌گرایان و این دست از فیلسوفان به تبیینات فیزیکی بود که ایده وجود نیروی حیات را به لرزه در آورد.
برادرزاده گالوانی، «جووانی آلدینی» مروج اصلی ایده‌های او شد و با حضور در تئاترها و سالن‌های اروپایی و اعمال تخلیه الکتریکی برای انقباض اجساد انسان و حیوانات، شهرت قابل‌توجهی به دست آورد. خیلی زود جریان‌های الکتریکی گالوانیکی به‌عنوان عوامل درمانی برای طیف وسیعی از بیماری‌ها در نظر گرفته شد. همان‌طور که در مقدمه فرانکنشتاین، که ممکن است توسط «پِرسی شلی» نوشته شده باشد، آمده است. «… دکتر داروین و برخی از نویسندگان فیزیولوژیک آلمانی، رویدادی را که این داستان بر اساس آن بنا شده است، غیرممکن ندانسته‌اند. دکتر داروین مذکور کسی نبود جز «اراسموس داروین»، پزشک، شاعر، طبیعت‌گرا و آزادی‌خواه معروف که نوه او، «چارلز آر. داروین»، سرانجام به یکی از تأثیرگذارترین دانشمندان تمام دوران تبدیل شد.
پدر «مری ولستونکرافت شلی» دوست خوب «همفری دیوی»، یکی از بنیان‌گذاران الکتروشیمی بود و قدردانی او از اراسموس داروین اصلاً تعجب‌آور نیست. او که همیشه پیشتاز در علوم پزشکی، پیرو مشتاق افکار و اعمال پزشکان فرانسوی و گرایش‌های فلسفی در اروپا بود و یکی از اولین کسانی بود که استفاده از برق را به‌عنوان یک عامل درمانی برای درمان تعدادی از بیماری‌ها، از جمله مالیخولیا و سایر اختلالات روانی در انگلستان ترویج کرد. انتظارات اغلب بیشتر از نتایج بود، اما شایعات حاکی از آن است که از او خواسته شد تا پادشاه جورج دوم را از بیماری ناتوان‌کننده‌ای که اداره کشور را بسیار تحت تأثر قرار داده بود، درمان کند. سلسله پادشاهی ممکن است با امتناع دکتر داروین حفظ شده باشد، اما همان‌طور که فارا نوشته است، شیفتگی او و دیگران به جریان‌های گالوانیکی نشان می‌دهد که «الکتریسیته بزرگ‌ترین اختراع علمی عصر روشنگری بود. . [و] در اواسط قرن هجدهم، آزمایش‌های الکتریکی در سراسر اروپا با ابزارهای جدید و قدرتمندی که می‌توانستند الکتریسیته ساکن را تولید، ذخیره و تخلیه کنند، انجام می‌شد».
طبیعت‌شناس سوئدی، «یونس یاکوب برزلیوس» مانند اراسموس داروین و بسیاری از معاصرانش، در ابتدا جذب کاربردهای پزشکی جریان‌های الکتریکی گالوانیک شد. پس از مطالعه نقش این جریان‌ها در تعدادی از بیماری‌ها که بی‌تأثیری آن را نشان می‌داد، برزلیوس شروع به کار بر روی آنچه بعداً تبدیل به رشته الکتروشیمی شد کرد و در سال 1813 یک طبقه‌بندی دوگانه را از مواد، بسته به رفتار آن‌ها در طول الکترولیز ارائه داده و آن‌ها را به الکتروپوزیتیو و الکترونگاتیو تقسیم کرد. در سال 1780، «توربرن برگمن»، شاگرد سابق لینئوس، اشاره کرده بود که ترکیبات حاصل از گیاهان و حیوانات، یعنی «موجودات سازمان‌یافته» واکنش‌پذیرتر هستند و شروع به سخن از تفاوت بین مواد آلی و معدنی کرد. برزلیوس به‌سرعت متقاعد شد که مشکلات مربوط به تجزیه الکتریکی ترکیبات دارای منشأ بیولوژیکی، ماهیت خاص آنها را نشان می‌دهد و اصطلاح «شیمی آلی» را برای متمایزکردن آن ها ابداع کرد. او استدلال‌های خود را ادامه داد و نوشت: «ما می‌توانیم کل بدن حیوان را ماشینی بدانیم که مواد را برای فرآیندهای شیمیایی بی‌وقفه، از غذایی که دریافت می‌کند جمع‌آوری می‌کند … اما علت بیشتر موارد این پدیده در بدن حیوان آنقدر از درک ما پنهان است که هرگز آن را کشف نخواهیم کرد. ما این علت پنهان را نیروی حیات می نامیم …». شاید برزلیوس اولین کسی نبود که از این واژه استفاده کرد؛ اما اعتبار دانشگاهی او به گسترش آن کمک کرد و به زودی به این نتیجه رسید که جدایی بین شیمی آلی و شیمی معدنی اجتناب‌ناپذیر است. این شکاف برای مدت زیادی دوام نیاورد. اگرچه در سال 1827 برزلیوس اظهار داشت که «هنر نمی‌تواند عناصر مواد معدنی را به شیوه طبیعتِ زنده، ترکیب کند»، تنها یک سال بعد، شاگرد سابق او «فردریش وُهلر» نشان داد که اوره می‌تواند با گرم کردن سیانات آمونیوم «بدون نیاز به کلیه حیوانات»، با بازده بالا تشکیل شود. شکاف به ظاهر عمیقی که موجودات زنده را از غیرزنده جدا می‌کرد، شروع به بسته شدن کرده بود، اما اصطلاح «شیمی آلی» جا افتاده بود.
به نظر می‌رسد که وُهلر از مفاهیم فلسفی نتیجه‌گیری‌های خود به طور کامل آگاه نبوده است، اما کار او عصر جدیدی را در تحقیقات شیمیایی آغاز کرد. در سال 1850 «آدولف استرِکِر» آلانین را از مخلوطی از آلدهید، سیانید پتاسیم و کلرید آمونیوم سنتز کرد. این امر با سنتز آزمایشگاهی هیدروکربن‌ها توسط «مارسلین بِرتِلو» و تشکیل مجموعه وسیعی از قندها از محلول آبی فرمالدئید تحت شرایط کمی ابتدایی که توسط «الکساندر باتلِرو» گزارش شده است، دنبال شد. جداسازی ترکیبات آلی از مواد معدنی بارها و بارها تضعیف شد. سنتز آزمایشگاهی مولکول‌های آلی مبتنی بر مجموعه‌ آزمایش‌های به‌طور فزاینده پیچیده‌ ای بود و در پایان قرن نوزدهم به رشته ای قوی و کاملاً تثبیت شده تبدیل شد که به تشکیل انبوهی از ترکیبات فعال بیولوژیکی دست یافته بود.
برزلیوس یک کانی‌شناس ماهر بود و در اوایل دهه 1830 دست به مطالعه چندین شهاب سنگ زد. تجزیه و تحلیل او از شهاب سنگ آلیس، که در سال 1806 در فرانسه سقوط کرده بود، منجر به شناسایی خاک رس، آب، دی اکسید کربن، یک نمک حاوی آمونیاک و مهمتر از همه، یک ماده پیچیده و نامحلولِ قیرمانند غنی از کربن شد. همانطور که «بورک» بررسی کرده است، برزلیوس به این نتیجه رسید که «وجود یک ماده کربنی در زمین فضایی، با گیاخاک موجود در زمین خاکی شباهت دارد، اما احتمالاً به روشی متفاوت اضافه شده است، دارای خواص متفاوتی است و این حدس را توجیه نمی‌کند که تحلیلی مشابه با ماده کربنی موجود در کره خاکی دارد». وی اضافه می‌کند که «ماده کربنی که با این زمین مخلوط شده است، به نظر نمی‌رسد این نتیجه را توجیه کند که طبیعت ارگانیک در محل پیدایش این زمین فضایی وجود دارد».
تعدادی از شیمی‌دانان درخشان قرن نوزدهم، از جمله برتلو، ولر، کلوز و دیگران، از این روش پیروی کردند و به تجزیه‌و‌تحلیل کابا، اورگئول و دیگر شهاب‌سنگ‌ها پرداختند. اگرچه تعدادی از آن ها وجود مخلوطی از پلیمرهای آلی را گزارش کردند، هیچ یک به ارتباط تکاملی احتمالی آن با موجودات زنده اشاره‌ای نکردند. شیمی از جهان بینی تکاملی که در طول قرن نوزدهم در علوم طبیعی و اجتماعی نفوذ کرده بود، کنار گذاشته شده بود و هیچ کس سنتزهای آلی غیرزنده را به عنوان شاهدی بر تداوم ارتباط بین شیمی و زیست‌شناسی ندید.
همان‌طور که می‌دانیم، «ژان لامارک» اولین کسی بود که این فرضیه را مطرح کرد که تولید خود به خودی نه تنها وسیله ای برای تولید مثل غیر جنسی حشرات، کرم ها و میکروب ها است، بلکه ظهور اولین اشکال حیات که از آن سلسله‌های حیوانی و گیاهی به وجود آمدند را نیز توضیح داد. لامارک نوشت که «نور اکنون به عنوان تولید کننده گرما شناخته شده است و گرما به درستی به عنوان مادر همه نسل ها تلقی شده است»، اما او مانند بسیاری از معاصران خود جذب خواص حیات بخش جریان‌های الکتریکی گالوانیکی شده و پذیرفته بود که الکتریسیته در کنار سایر عوامل محیطی، نقشی کلیدی در پیدایش اولین موجودات زنده داشته است. همانطور که او در سال 1809 در کتاب «فلسفه جانورشناسی» خود نتیجه گیری کرده بود، «طبیعت به وسیله گرما، نور، الکتریسیته و رطوبت، تولید مستقیم یا خود به خودی را در ابتدای هر سلسله اجسام زنده شکل می دهد، جایی که ساده‌ترینِ این اجسام یافت می‌شوند».
«چارلز داروین» نیز موضعی مشابه داشت. او شیفتگی بیمارگونه شلی به پوسیدگی را قبول نداشت و همچنین این احتمال را نمی پذیرفت که تجزیه ی ترکیبات آلیِ موجود، می‌تواند منجر به ظهور میکروب شود. با این وجود، او متقاعد شده بود که زندگی نتیجه فرآیندهای طبیعی است و در سال 1837 در یادداشت‌های خود نوشت که «با توجه به رابطه تنگاتنگ حیات با قوانین ترکیب شیمیایی و جهان‌شمول بودن این قوانین، تولید خود به خودی غیرمحتمل نیست». در سال 1863 بود که او در نامه‌ای سرگشاده به یکی از نشریات لندنی در پاسخ به انتقادات «رابرت اوون» علیه نظریه او، دیدگاه‌های خود در مورد منشأ حیات را بیان کرد. داروین در آن نامه اظهار داشت که «حتما زمانی بوده است که عناصر معدنی به تنهایی در سیاره ما وجود داشته‌اند: اجازه دهید فرض‌های گوناگونی داشته باشیم، مانند اینکه جَو پر از بخار، مملو از اسید کربنیک، ترکیبات نیتروژنیزه، فسفر و غیره بوده است. اکنون این پرسش مطرح می‌شود که آیا واقعیتی یا سایه‌ای از واقعیت وجود دارد که این باور را تأیید کند که این عناصر، بدون حضور هیچ گونه ترکیبات آلی و تنها با نیروهای شناخته شده، می‌توانند موجودی زنده بسازند؟».
چندسال بعد داروین ایده‌های خود را با استفاده از استعاره «حوضچه گرم» در نامه ای که در 1 فوریه 1871 برای دوست و معتمد خود «جوزف دالتون هوکر» فرستاد، دوباره بیان کرد. داروین در این کتاب، مانند پدربزرگش اراسموس، به نقش الکتریسیته در پدیده‌های حیات اذعان کرد و مانند لامارک، در مورد نقش گرما و جریان‌های الکتریکی گالوانیکی در منشأ حیات، نظریه پردازی کرد.
داروین به هوکر می‌نویسد: «اغلب گفته می‌شود که تمام شرایط برای تولید اولین موجود زنده اکنون وجود دارد؛ شرایطی که همیشه می‌توانست وجود داشته باشد». وی اضافه می کند «اما اگر (و این یک «اگر» مهم است) بتوانیم تصور کنیم که در یک حوضچه گرم سرشار از انواع نمک‌های آمونیاک و فسفر، نور، گرما، برق و غیره، یک ترکیب پروتئینی به صورت شیمیایی تشکیل شده و آماده است تا تغییرات پیچیده‌تری را تجربه کند، در زمان حاضر چنین ماده‌ای فوراً بلعیده یا جذب می‌شود، درحالی که قبل از تشکیل موجودات زنده اینطور نبود».
داروین درک خوبی از شیمی داشت و «اگر» بزرگ او یادآور این است که او به شدت از کمبود شواهد برای طرحی که ترسیم کرده بود آگاه بود. چگونگی پیدایش حیات هنوز مشخص نیست، اما همان‌طور که در ادامه بحث خواهد شد، چارچوبی تکاملی برگرفته از دیدگاه داروین به پربارترین رویکردها برای بررسی این مسئله منجر شده است.
به نظر می‌رسد ردّ شدید داروین علیه اوون تنها جایی است که وی به طور علنی به مسئله منشأ حیات پرداخته است. در واقع، سکوت او در این مورد باعث شد که «ارنست هکل»، برجسته‌ترین قهرمان او، در پاورقی کوتاهی از کتاب کوچک منتشر شده در سال 1862، آشکارا او را مورد انتقاد قرار داده و بنویسد: «عیب اصلی نظریه داروین این است که هیچ روشنی در مورد منشاء موجودات زنده اولیه – احتمالاً یک سلول ساده – که سایر موجودات زنده همگی از آن نشات گرفته اند، نمی‌اندازد. وقتی داروین یک عمل خلاقانه خاص را برای این اولین گونه فرض می‌کند، به نظر من ثبات ندارد و کاملاً صادق نیست …».
هکل از این موضوع ابایی نداشت و در کتاب مشهور «تاریخ آفرینش» در سال 1868 یک فصل کامل را به منشأ حیات اختصاص داد. او در این کتاب بر تفاوت‌های لامارک و داروین تأکید کرد. هکل نوشت درحالی‌که لامارک امکان تولید خود به خود را پذیرفته بود … «داروین از این موضوع عبور کرده و از پرداختن به آن اجتناب می کند، زیرا صریحاً اظهار می دارد که او «هیچ کاری به منشأ روح و خود حیات ندارد». هکل در پایان این کتاب، دیدگاه خود را به‌طور واضح‌تر با عبارات ذیل بیان می‌کند: «من تصور می‌کنم که احتمالاً همه موجودات ارگانیکی که تا به حال بر روی زمین زندگی می‌کرده‌اند از شکلی ابتدایی به وجود آمده‌اند که خودش برای اولین بار توسط آفریدگار، زندگی یافت».
تأثیری که دیدگاه‌های هکل بر تعدادی از دانشمندان، از جمله استفان لدوک، جروم الکساندر و آلفونسو هِرِرا از یک سو و بر الکساندر اوپارین و سایر محققان روس از سوی دیگر گذاشت، آثار او را شایسته بررسی دقیق تر می‌سازد. هکل متقاعد شده بود که منشأ حیات را که او آن را با آلبومین‌ها، یعنی پروتئین‌ها مرتبط می‌دانست، باید به عنوان بخشی از یک طرح عظیم سکولار تکامل کیهانی دانست که با تشکیل زمین و تراکم اقیانوس‌های اولیه آغاز شد، هرچند وی هرگز به تشکیل ترکیبات آلی اشاره نکرد. به گفته هکل «تا زمانی که پوسته زمین آنقدر سرد نشده بود که آب به شکل سیال متراکم در آید و تا زمانی که پوسته خشک زمین برای اولین بار با آب مایع پوشاند نشده بود، منشا اولین موجودات زنده نمی توانست به وجود آید. زیرا همه جانوران و همه گیاهان – در واقع همه موجودات زنده – به میزان زیادی از آب مایع تشکیل شده است که به شیوه ای عجیب با سایر مواد ترکیب می شود و آن ها را به حالتی نیمه‌مایع، تجمیع می‌کند. بنابراین، از این طرح‌های کلی تاریخ معدنی پوسته زمین، این واقعیت مهم را می توان استنباط کرد که حیات در زمین در زمان معینی آغاز شده و موجودات زمینی از ازل وجود نداشتند، بلکه در دوره‌ای معین برای اولین بار به وجود آمدند».
هکل پرسید: «حالا، چگونه می‌توانیم این منشأ موجودات زنده اولیه را تصور کنیم؟» و افزود: «این نقطه‌ای است که اکثر طبیعت‌گرایان، حتی در حال حاضر، تمایل دارند از تلاش برای تبیین طبیعی آن دست بکشند و به معجزه خلقتی درک ناپذیر، پناه ببرند. با این کار، همانطور که قبلاً ذکر شد، آن‌ها از حوزه دانش علمی خارج شدند و از هرگونه بینش بیشتر در مورد قوانین ابدی که تاریخ طبیعت را تعیین کرده‌اند چشم‌پوشی کردند؛ اما قبل از اینکه مایوسانه چنین قدمی برداریم و قبل از اینکه از امکان آگاهی از این فرآیند مهم ناامید شویم، حداقل ممکن است برای درک آن تلاش کنیم. بیایید ببینیم که آیا در حقیقت، نشأت اولین موجود زنده از ماده معدنی و نشأت یک جسم زنده از ماده‌ای بی‌جان، کاملاً غیرقابل تصور و فراتر از هر تجربه است؟ در یک کلام، اجازه دهید مسئله تولید خودانگیخته یا نخستین منشأ حیات خود انگیخته را بررسی کنیم. برای انجام این کار، بیش از هر چیز ضروری است که تصویر روشنی از خصوصیات اصلی دو دسته اصلی اجسام طبیعی، یعنی اجسام به اصطلاح بی جان یا غیرآلی و اجسام جاندار یا آلی، شکل دهیم و سپس وجوه اشتراک و افتراق آن‌ها را مشخص کنیم». او در ادامه می گوید: «به نظر من این ایده که خالق باید در این یک نقطه، به طور خودسرانه در روند منظم رشد ماده دخالت کرده باشد در حالی که این روند در سایر موارد کاملاً بدون دخالت او پیش می رود، برای یک ذهن مؤمن به همان اندازه ناخوشایند به نظر می رسد که برای یک عقل علمی. هکل اضافه می‌کند که «از سوی دیگر، اگر فرضیه تولید خودبه‌خودی برای پیدایش اولین موجودات زنده را که به دلایلی که در بالا ذکر شد و به ویژه در نتیجه کشف «مونِرا»، دشواری سابق خود را از دست داده است، بپذیریم، به برقراری یک ارتباط طبیعی پیوسته بین گسترش زمین و موجودات زنده تولید شده بر روی آن می‌رسیم و در این آخرین نقطه باقیمانده از ابهام، می‌توانیم وحدت تمام طبیعت و وحدت تمام قوانین گسترش آن را اعلام کنیم».
ارنست هکل، زیست‌شناس آلمانی، در کتاب خود با عنوان «تاریخ طبیعی آفرینش» به تشریح مفهوم »وحدت تمام طبیعت» می‌پردازد. او بر این باور بود که بین جهان غیرآلی و موجودات زنده، تداوم تکاملی وجود دارد. هکل استدلال می‌کرد که تفاوت بین ساده‌ترین موجودات زنده و بلورهای معدنی، در حالت تجمع مواد نهفته است. به عقیده او، مواد معدنی در حالت جامد تجمع می‌یابند، در حالی که موجودات زنده در حالتی نیمه‌سیال هستند. هکل در ادامه توضیح می‌دهد که علل ایجاد شکل در هر دو مورد، دقیقاً یکسان است.
او با مقایسه فرایندهای رشد، سازگاری و «همبستگی اجزاء» در بلورهای در حال رشد با پدیده‌های مشابه در ساده‌ترین موجودات زنده (مونرا و سلول‌ها)، به این نتیجه می‌رسد که مرز دقیق بین این دو وجود ندارد. شباهت‌ها به قدری زیاد هستند که هکل معتقد است در واقع نمی‌توان خط تمایزی بین آنها ترسیم کرد.
این دیدگاه هکل به خوبی با مفهوم «باغ‌های شیمیایی» و معادل‌های میکروسکوپی آنها که توسط دانشمندانی مانند الکساندر، لدوک و هررا به عنوان مدل‌هایی از سلول‌ها توسعه یافته‌اند، هم‌خوانی دارد. این مدل‌ها نشان می‌دهند که چگونه ساختارهای پیچیده می‌توانند از طریق فرآیندهای خودسازماندهی در سیستم‌های شیمیایی ساده پدیدار شوند.
همانطور که توجه بسیاری در قرن هفدهم به «درخت دیانا» جلب شد، ساختاری درختی فلزی با شاخه‌ها و برگ‌های شبیه به گیاهان که از مخلوط نقره و جیوه حل شده در اسید نیتریک تشکیل می‌شد، نشان‌دهنده علاقه عمیق به درک ساختارهای بیومورفیک در مقیاس بزرگ بود. این علاقه تا حدی ریشه در سنت‌های کیمیاگری داشت که اسحاق نیوتن به خوبی با آنها آشنا بود.
در تلاش برای درک منشأ و ماهیت حیات از منظر کاملاً مادی‌گرایانه، خوزه ماریا هررا و همکارانش بخش اعظمی از فعالیت‌های خود را به تولید ساختارهای شبیه به موجودات زنده از ترکیبات مختلف معدنی، کریستال‌ها و سیالات اختصاص دادند. این تلاش‌ها در چارچوب رشته‌ای به نام «پلاسموژنی» انجام می‌شد که امروزه به طور کامل به فراموشی سپرده شده است.
اگرچه مارسل فلورکین، زیست‌شناس مشهور، به شدت از این رویکردها انتقاد کرد و آن را «عصر تاریک زیست‌کلوئیدولوژی» نامید، گزارش‌های جذاب از رفتار شبیه به موجودات زنده در قطرات میکروسکوپی حاوی ترکیبات مختلف، بسیاری را متقاعد ساخت که این ساختارها می‌توانند بینشی مستقیم در مورد ماهیت سلول‌ها و فرآیندهای زنده ارائه دهند. آنها معتقد بودند که شباهت‌ها در شکل و اندازه، برای ایجاد پیوندی بین جهان زنده و غیرزنده کافی است.
یکی از نمونه‌های بارز این دیدگاه، گفته هررا است که می‌گوید: «گوگرد خالص تصعید شده روی شیشه سرد، به دلیل چندریختی مولکولی و حالت‌های چندوارگی حاصل از آن، تنوع بی‌نهایتی از الگوهای سلولی را ایجاد می‌کند… گوگرد تقریباً در همه پروتئین‌ها و در همه موجودات زنده وجود دارد و بنابراین، در هر نظریه‌ای در مورد منشأ حیات، شایسته توجه ویژه است.»
کار هِرِرا و پیروانش، آنالوگ‌های مورفولوژیکی جالبی از ساختارهای سلولی ارائه می‌دهد. با این حال، به جز چند مورد استثنا، پیش‌سازهای شیمیایی و شرایطی که تحت آن این ساختارها تشکیل می‌شوند، هیچ ارتباطی با درک فعلی ما از منشأ حیات ندارند. همانطور که در بحث‌های داغ پیرامون منشاء نهایی برخی از ریزساختارهای یافت شده در رسوبات دوره پری‌کامبرین اولیه و در شهاب‌سنگ مریخ آلن هیلز 84001 نشان داده شده است، ماهیت بیومورف‌های میکروسکوپی شبیه سلول، هنوز موضوع بحث‌های علمی زیادی است. درک جذابیت مقایسه چشم‌گیر بین شکل دستگاه میتوزی و تکه‌های آهنی همسو که جهت میدان مغناطیسی را آشکار می‌کنند، آسان است. اما باید از تعمیم این شباهت‌ها فراتر از ظواهر سطحی خودداری کرد.
امروزه، درک جذابیت چنین ساختارهای فیزیکی-شیمیایی، که در آزمایش‌های ساده شیمی و در تلاش برای بررسی آنها در فیزیک سیستم‌های پیچیده پدیدار می‌شوند، می‌تواند دشوار باشد. با این حال، باید از تلاش‌های پرشور هررا، لدوک و همکارانشان به عنوان بخشی از یک تلاش ناموفق برای توصیف و درک ویژگی‌های اساسی حیات بر اساس پدیده‌های صرفاً فیزیکی مانند مغناطیس، کشش سطحی و رادیواکتیویته قدردانی کرد.

همانطور که در رمان پیچیده توماس مان «دکتر فاستوس» می بینیم، توصیف این ساختارهای میکروسکوپی شگفت انگیز در نهایت به اوج ادبی رسید. سه چهارم ظرف تبلور، پر از آب کمی گل‌آلود بود – یعنی یک لیوان آب رقیق – و از کف ماسه‌ای آن منظره کوچک عجیبی از رشدهای رنگارنگ مختلف به سمت بالا حرکت می‌کرد؛ پوشش گیاهی نامنظمی از جوانه های آبی، سبز و قهوه ای که که آدم را یاد جلبک‌ها، قارچ‌ها، پولیپ‌های چسبیده، همچنین خزه‌ها، سپس صدف‌ها، غلاف‌های میوه، درختان کوچک یا شاخه‌های درختان و اندام‌های اینجا و آنجا می‌اندازد. این چشم‌گیرترین منظره‌ای بود که تا به حال دیدم؛ اما نه به خاطر ظاهر عجیب و شگفت‌انگیزش، بلکه به دلیل ماهیت مالیخولیایی آن؛ زیرا وقتی پدر «لورکون» از ما پرسید که در مورد آن چه فکر می‌کنیم و ما با ترس به او پاسخ دادیم که ممکن است آن‌ها گیاه باشند، او پاسخ داد «نه، آن ها گیاه نیستند، آن‌ها فقط اینطور عمل می‌کنند. اما آن‌ها را کمتر از این تصور نکنید. دقیقاً به این دلیل که آن ها این کار را انجام می دهند و تا آنجا که می توانند تلاش می‌کنند، شایسته احترام هستند».
معلوم شد که این رشدها در منشأ خود کاملاً غیرارگانیک بودند و این «پیام‌آوران مبارک» به خاطر مواد شیمیایی مغازه داروساز، وجود داشته‌اند. جاناتان قبل از ریختن لیوان آب، کریستال‌های مختلفی، غیر از کرومات پتاسیم و سولفات مس، داخل شن و ماسه کف آن پاشیده بود. از این کاشت، در نتیجه یک فرآیند فیزیکی به نام «فشار اسمزی»، محصول رقت‌آوری رویید که تولیدکننده آن‌ها به یکباره و بلافاصله همدردی ما را دریافت کرد. او به ما نشان داد که این تقلیدهای رقت انگیز از حیات آن طور که علم می‌گوید، نورجویانه و آفتابگرد هستند. او آکواریوم را در معرض نور خورشید قرار داد و سه طرف آن را سایه انداخت و مشاهده کرد که به سمت آن پنجره‌ای که نور از آن می‌تابید، بلافاصله کل قوم و خویشاوندان مبهم، قارچ‌ها، ساقه‌های پولیپ فالیک، درختان کوچک، جلبک‌ها و شاخه‌های نیمه شکل گرفته کج شدند. در واقع آن‌ها چنان مشتاق گرما و لذت بردن از آن بودند که به شیشه چسبیدند و محکم در آنجا جای گرفتند.
در آغاز قرن بیستم، توصیف تعداد فزاینده‌ای از پروتئین‌ها، بسیاری را به سوی این ایده سوق داد که حیات می‌تواند با آنزیم‌های خاصی مرتبط باشد و اینکه توده‌های زیر میکروسکوپی یا میسل‌ها می‌توانند خصوصیات حیات را نشان دهند. بسیاری آنزیم‌ها را به عنوان کاتالیزورهای کلوئیدی می‌دیدند که به نظر می‌رسید احتمال زنده بودن موجودات کوچکتر و ساده تر از خود پروتوپلاسم را تقویت می‌کند. این احتمال با کشف ویروس‌هایی که به اشتباه توسط مولر و تعداد کمی دیگر به عنوان ژن‌های برهنه در نظر گرفته می‌شدند، تقویت شد و این فرض را تقویت کرد که حیات می تواند با مولکول‌های «زنده» شروع شده باشد.
فیزیکدان آمریکایی «لئونارد ترولند» در مجموعه مقالاتی که بین سالهای 1914 و 1917 منتشر شد، از این دیدگاه دفاع کرد و در آن استدلال کرد که اولین موجود زنده چیزی بیش از یک مولکول آنزیم‌مانند خودتکثیرکننده نبوده است که به طور تصادفی در اقیانوس های اولیه ظاهر شده است. ترولند ابتدا از مولکول‌های زنده و سپس از یک «آنزیم ژنتیکی» صحبت کرد که در نهایت آن را با نوکلئوپروتئین‌ها یکی دانست. طولی نکشید که «هرمان جی. مولر» عضو گروه «توماس هانت مورگان» در دانشگاه کلمبیا که در آن ژنتیک مگس سرکه متولد شد، فرضیه ترولند را با آن انطباق داد و اظهار داشت که مولکول اجدادی، آنزیم نبوده، بلکه یک ژن بوده است. هر چند در آن زمان اینها صرفاً موضوعات رسمی بودند که درکی نه از ماهیت واقعی و نه از ترکیب شیمیایی آن‌ها وجود نداشت. اهمیت دادن مولر به جهش ژنتیکی به عنوان مکانیزم اساسی نوآوری‌های تکاملی او را به این استدلال سوق داد که اولین موجودات زنده، چیزی بیش از یک ژن با ویژگی‌های خود همانند سازی، توانایی اصلاح محیط شیمیایی و تکامل آن نبودند؛ یعنی حیات به عنوان یک موجود ژنتیکی خودکاتالیستی که دارای هتروکاتالیز و تغییرپذیری است، آغاز شده است.
مولر خود را یک تکامل‌گرا تصور می‌کرد؛ اما تبیین او از منشأ حیات، نگرش یک جهش‌گرا را نشان می‌دهد، نه یک نگرش داروینیستی. رویکرد او به راحتی قابل درک است. همانطور که «بولر» استناد کرده است، در اواخر قرن نوزدهم، تبیینات داروینی مبتنی بر انتخاب طبیعی به طور فزاینده‌ای مورد انتقاد قرار گرفت و پیشنهادات جایگزین مبتنی بر مِندِلیسم و ​​مکانیسم‌های دیگر در حال افزایش بود. وضعیت در امپراتوری روسیه کاملاً متفاوت بود، جایی که ایده‌های داروین به لطف تلاش‌های خستگی‌ناپذیر «کلمنت آرکادویچ تیمیریازوف» فیزیولوژیست و گیاه‌شناس، معرفی و رایج شده بود. داروینیسم از مرزهای آکادمیک فراتر رفت و به سرعت به شعار مبارزه برای کسانی تبدیل شد که به دنبال جایگزین سیاسی برای رژیم مستبد تزاری بودند. این وضعیت تا قرن بیستم ادامه یافت، زمانی که توسط تعدادی از محققین باهوش مانند «نیکولای ک. کولتزوف» پایه‌های مکتب ژنتیکی کوتاه‌مدت اما درخشانی گذاشته شد که پیشنهاد می‌کرد ژن‌ها، درشت مولکول‌هایی هستند که ساختار و ترکیب شیمیایی آن‌ها می‌تواند پدیده‌های ژنتیکی را توضیح دهد. با این حال، در آن دوران پربار سیاسی، بسیاری از دانشمندان، نویسندگان و سیاستمداران چپ روسی که متعهد به ایده‌های داروین بودند، دست برتر را در مبارزه با ژنتیک دانانی داشتند که ساده انگارانه به عنوان مخالف ایده تکامل توسط انتخاب طبیعی، به تصویر کشیده می‌شدند. بنابراین، خیلی قبل از مبارزات وحشیانه ای که «لیسنکو» و پیروانش علیه ژنتیک ترتیب داده بودند، ابتدا در روسیه و پس از آن در اتحاد جماهیر شوروی، بسیاری در انشقاق کاذب تقابل نظریه داروین با ایده‌های مِندِل قرار گرفتند.
برخلاف مولر، «الکساندر اوپارین» به منشأ حیات از دیدگاه داروینی و از دیدگاه بیوشیمی و زیست‌شناسی سلولی پرداخت. در دوره لیسانس با تیمیریازوف آشنا شد که او را به سمینارها و بحث‌های هفتگی در مورد زیست‌شناسی تکاملی که در آپارتمانش در مسکو برگزار می‌کرد، دعوت کرد. در همان سال ها اوپارین به آزمایشگاه «الکسی باخ» پیوست، جایی که او آموزش قوی بیوشیمی دید و با پیچیدگی‌های عملکردی و ساختاری فتوسنتز آشنا شد. بنابراین، زمانی که اوپارین در سال سرنوشت‌ساز 1917 از دانشگاه مسکو فارغ‌التحصیل شد، پیشینه علمی او ترکیبی از تاریخ طبیعی، بیوشیمی و فیزیولوژی گیاهی بود؛ دانشی که در یک سنت تحقیقاتی به‌شدت متعهد به رویکردهای یکپارچه در تجزیه و تحلیل پدیده‌های طبیعی، به دست آمده بود. مطلب دیگری که به همان اندازه مهم است این است که او نه تنها با تقریباً تمام ادبیات تکاملی موجود در روسیه در آن زمان آشنا بود؛ بلکه درک عمیقی از روش داروینی تجزیه و تحلیل تطبیقی ​​و تفسیر تاریخیِ ویژگی‌های حیات، ایجاد کرده بود.
از همان ابتدا، الکساندر اوپارین با ایده پیدایش خودبه‌خودی فتوسنتز به عنوان اولین فرآیند متابولیکی در موجودات زنده مخالف بود. او براساس سادگی و فراگیری واکنش‌های تخمیری استدلال می‌کرد که اولین اشکال حیات، میکروارگانیسم‌های هتروتروف بی‌هوازی بوده‌اند. این فرضیه مستلزم وجود مواد آلی پیش‌زیستی قبل از پیدایش حیات بود. اوپارین با استناد به تحقیقات وُهلر، باتلروف و دانشمندان دیگر، و همچنین با اشاره به وجود مولکول‌های آلی در شهاب‌سنگ‌ها، از این ایده حمایت می‌کرد.
اوپارین در برخی از مسائل با منتقدان مواجه شد، اما در نهایت کتاب کوچکی با «عنوان منشاء حیات» منتشر کرد. نوشته‌هایی که «چارلز لیپمن» ژئوشیمیدان، «آر. بی. هاروِی» میکروبیولوژیست و «جان هالدِین» ژنتیک شناس، شخصیت برجسته‌ای که یکی از بنیانگذاران نئوداروینیسم شد، در دهه 1920 تولید شد، نشان می‌دهد که برخی از معاصران اوپارین در حال توسعه طرح های مشابهی بودند، اما هیچ یک از اینها به اندازه فرضیه اوپارین اصلاح نشده بود. دوازده سال بعد، اوپارین جلد دوم کتابش را منتشر کرد که به زودی به انگلیسی ترجمه شد. اگرچه هر دو کتاب دارای عنوان یکسانی هستند، اما کتاب دوم از نظر فکری و علمی بسیار پیچیده‌تر است. در این کتاب، اوپارین تصویری بسیار مستندتر از طرح محیط اولیه شکل‌گیری حیات بر اساس تجزیه و تحلیل کامل و دقیق داده‌هایی از حوزه‌های بسیار متفاوت ارائه کرد تا از فرضیه‌اش در مورد یک محیط ابتدائی بسیار کاهنده حمایت کند که در آن، پیش‌سازهای مولکولی حیات، از جمله ترکیبات پروتئین‌مانند، به صورت زیستی تشکیل شده و در قطرات غنی از پلیمرهای آلی تجمع یافته بودند که اولین باکتری های بی هوازی هتروتروف از آن ها تکامل یافتند.
اوپارین مانند بسیاری از معاصران خود، متقاعد شده بود که کواسروات ها، قطرات کلوئیدی آلیِ میکروسکوپی که توسط «بوندمبرگ دی یونگ» به‌عنوان مدل‌های فیزیکوشیمیایی پروتوپلاسم رایج شده بودند، ممکن است در اقیانوس‌های ابتدایی به تقلید از خواص احتمالی سیستم های پیش‌سلولی وجود داشته باشند. با انجام این کار، او به یک سنت علمی ارجمند پیوست که ویژگی‌های ضروری حیات را به سلول‌ها نسبت می‌داد. در سال 1805، طبیعت‌شناس آلمانی، «لورِنز اوکِن»، کتاب کوچکی با عنوان «آفرینش» نوشته و در آن اظهار داشته بود: «همه موجودات ارگانیک از وزیکول‌های سلولی سرچشمه گرفته و از آن تشکیل شده‌اند»، نتیجه‌ای که به نظر می‌رسد به وسیله مشاهدات «فلیکس دوژاردن»، میکروبیولوژیست فرانسوی، که هنگام له کردن پروتیست‌ها در زیر میکروسکوپ، ماده‌ای ژله مانند و نامحلول در آب را توصیف و آن را «ژله زنده» نامید.
چندین دهه بعد، چنین ماده ژل مانندی در داخل همه سلول‌ها یافت شد و توسط «یوهان پورکنژ» و «هوگو فون موهل»، «پروتوپلاسم» نامیده شد. آن ها به این نتیجه رسیدند که این ماده، جزء فیزیکوشیمیایی اصلی حیات است. در پی آن، «توماس گراهام» در سال 1861 پیشنهاد داد که پروتوپلاسم یک کلوئید است که توسط یک ماده همگن و پروتئینی تشکیل شده است و همانطور که «توماس هاکسلی» چند سال بعد نوشت، بسیاری چنین برداشت کردند که این ایده می‌گوید ویژگی‌های اساسی حیات توسط خواص شیمیایی و فیزیکی مولکول‌هایی که پروتوپلاسم را تشکیل می دهند، تعیین می‌شود.
یک سال پس از انتشار ایده‌های گراهام، وقایع‌نگاران زندگی اجتماعی و فکری پاریس، «ادموند» و «ژول دو گنکور»، مدخل کوتاهی درباره ماهیت حیات تحت عنوان «حیات چیست؟ بهره گیری از تجمع مولکول ها» در مجله خود ثبت کردند. اینکه چگونه برنامه ریزی شد تا پروتوپلاسم به انجمن های ادبی فرانسه برسد، معلوم نیست، اما امروزه بسیاری با این گزارش خلاصه روشنگرانه که نه از سوی دانشمندان، بلکه از سوی منتقدان ادبی ارئه شده است، موافق هستند.
طرح تکاملی ارائه شده توسط اوپارین نشان دهنده تلاشی پیشگامانه برای ارائه یک تحلیل داروینی از صفات و اجزای مولکولی حیات و تعامل آنها در ریزمحیط درون سلولی است. او استدلال کرد که حتی ساده‌ترین موجودات آلی نیز «… دارای یک سازمان ساختاری پایدار دینامیکی است که بر ترکیبی هماهنگ از واکنش‌های شیمیایی کاملاً هماهنگ، بنا شده است. انتظار اینکه چنین سازمانی به طور تصادفی در یک بازه زمانی نسبتاً کوتاه از محلول‌ها یا تزریق‌های ساده سرچشمه بگیرد، بی‌معنی است». به عبارت دیگر، اولین موجودات زنده، نتیجه یک فرآیند گام‌به‌گام و غیرغایت‌شناختیِ تکامل پیش‌سلولی بودند که در طی آن، ویژگی‌های عملکردی دقیق اجزای درون سلولی، قبل از شروع تکامل داروینی شکل گرفت.
همانطور که «مورانژ» تاکید کرد، اوپارین اولین کسی بود که تشخیص داد «تنها ویژگی خاص موجودات زنده این است که در آن ها ترکیبی بسیار پیچیده از تعداد زیادی اوصاف و ویژگی هایی که در آن ها جمع و ادغام شده است، وجود دارد؛ ویژگی‌هایی که در بسیاری از اجسام غیر ارگانیک، به صورت مجزا از هم وجود دارد». یعنی حیات با هیچ ویژگی خاصی متمایز نمی شود، بلکه با ترکیب معین و خاصی از این ویژگی‌ها که نتیجه یک فرآیند تاریخی است، مشخص می‌شود. به عبارت دیگر، نمی‌توان آن را بر اساس یک صفت یا جوهر واحد تعریف کرد و ظهور سیستم‌های زنده را می‌توان به عنوان نتیجه ظهور همزمان و تکامل همزمان اجزای اساسی آن ها تلقی کرد.
امتناع اوپارین از پذیرش این فرض که حیات با یک ژن آغاز شده است را نه تنها باید ناشی عدم تمایل او به اتخاذ یک دیدگاه تقلیل‌گرایانه دانست، بلکه باید آن را در چارچوب سیاست جنگ سرد و وابستگی جنجالی او به تشکیلات شوروی و لیسنکو مورد بحث قرار داد. هر چقدر هم که این ارتباط ها ناخوشایند بود، هیچ ارتباطی بین آن‌ها و ایده های او در مورد منشأ حیات وجود ندارد و این ارتباط‌ها نباید ما را از درک این موضوع باز دارند که ایده اوپارین نقش عمده‌ای در برانگیختن بحث‌های علمی در مورد پیدایش حیات ایفا کرده است. در واقع، علیرغم وابستگی‌های سیاسی شرم‌آور او در دوره خشن استالین، دلایل متعددی برای ارج نهادن به کمک‌های علمی اوپارین وجود دارد. همانطور که کامینگا و سانکاران تأکید کردند، کار اوپارین به تمایز بین تولید خودبه‌خودی موجودات زنده و منشاء شیمیایی و بیوشیمیایی حیات کمک کرد. طرح هتروتروف او، منشأ حیات را در چارچوب داروینی مطرح کرد و به یک برنامه تحقیقاتی چند رشته‌ای و بین رشته‌ای منجر شد که امکان تفسیر مجدد بسیاری از حقایق و مشاهدات پراکنده را در یک توالی تکاملی غیر غایت‌شناختی، فراهم کرد. اوپارین برخلاف برزلیوس، وُهلر، استرِکر و دیگر دانشمندان قرن نوزدهم، از جمله استادش باخ، اولین کسی بود که داده‌ها و پدیده‌های شیمیایی را در یک زمینه تکاملی تفسیر کرد، در حالی که در همان زمان، او استدلال کرد که حیات یک ویژگیِ سیستم‌های تشکیل شده از اجزای برهم کنش‌گر احاطه شده به وسیله غشاء است و نه ویژگی یک «مولکول زنده».
هرچند الکساندر اوپارین و هرمان مولر در دوران حیات خود هرگز یکدیگر را ملاقات نکردند، اما ایده‌هایشان در تقابل شدیدی با یکدیگر قرار گرفت. در حالی که اوپارین در ابتدا با همدلی به نظریات مولر می‌نگریست، این دو دانشمند به زودی درگیر بحثی داغ شدند که تا به امروز نیز در محافل علمی و فلسفی بازتاب دارد. مولر مانند بسیاری از معاصران خود، مجذوب ایده‌های سوسیالیستی بود و به امید کمک به ساختن جامعه‌ای آرمانی، راهی اتحاد جماهیر شوروی شد. او در ابتدا معتقد بود که علم می‌تواند در این مسیر نقشی اساسی ایفا کند. با این حال، به سرعت از دیکتاتوری حاکم بر شوروی و تأثیر منفی آن بر فعالیت‌های علمی ناامید شد و مجبور به ترک آن کشور شد. مخالفت شدید مولر با دیدگاه‌های اوپارین ریشه در تعارض عمیق بین این دو دانشمند داشت. این تعارض از تفاوت دیدگاه‌های آنها در مورد ماهیت حیات، فرآیندهای پیش از پیدایش اولین موجودات زنده، وراثت و تکامل نشأت می‌گرفت. فضای جنگ سرد نیز بر شدت این تقابل دامن زد و به قطبی شدن هر چه بیشتر نظرات این دو دانشمند منجر شد.
برخلاف تصور برخی افراد مانند مولر، کتاب‌های الکساندر اوپارین به سفارش حزب کمونیست شوروی به عنوان بخشی از یک برنامه ایدئولوژیک نوشته نشده بودند. با این حال، پس از انقلاب بلشویکی، تلاش‌های گسترده‌ای در اتحاد جماهیر شوروی برای توسعه علم، هنر و فرهنگ در چارچوب ماتریالیسم دیالکتیکی انجام شد. اوپارین و دیگر دانشمندان شوروی، با وجود پذیرش مارکسیسم به عنوان ایدئولوژی رسمی دولتی، از آن به عنوان چارچوبی فلسفی برای پایه ‌ریزی برنامه‌های تحقیقاتی خود نیز استفاده می‌کردند.
اوپارین پس از انتشار دومین کتاب خود، تلاش‌های خود را در مطالعه کواسرواها و اصلاح مفهوم تکامل پیش سلولی، متمرکز کرد و امکان سنتز و تجمع ترکیبات آلی در محیط اولیه را بدیهی دانست. با این حال، در سال 1952، «هارولد یوری» کتابی مهم با عنوان «سیارات: منشأ و توسعه آن ها» منتشر کرد و در آن استدلال کرد که محیط به شدت کاهنده زمین اولیه، منجر به تشکیل مولکول‌های آلی شده است. بر اساس مدل‌های جَوی که توسط طرح نظری یوری و اوپارین توسعه داده شد، در سال 1952 دانش آموخته جوانی به نام «استنلی ال. میلر»، سیستم اقیانوس-اتمسفر در زمین اولیه را با بررسی عملکرد تخلیه‌های الکتریکی روی مخلوطی بسیار کاهنده از CH4، NH3، H2 و H2O شبیه سازی کرد و توانست مخلوطی راسمیک از چندین اسیدآمینه پروتئین و همچنین اسیدهای هیدروکسی، اوره و سایر مولکول های آلی را سنتز کند.
تأثیر فوق‌العاده گزارش میلر در سال 1953 در مورد سنتز اسیدهای آمینه و سایر ترکیبات آلی در شرایط احتمالی زمین، نشانه قابل‌توجهی از اهمیت معرفت‌شناختی پیشنهاد اوپارین بود. در واقع، اغلب فراموش می‌شود که تنها دو هفته قبل از آن، «واتسون» و «کریک» مدل مارپیچ دوگانه خود از مولکول های DNA را منتشر کرده بودند. تا حدودی شگفت‌انگیز است که بدانیم مولر بیش از یک‌سال طول کشید تا فرصتی برای خواندن مقاله واتسون و کریک در مورد مدل مارپیچ دوگانه DNA بیابد؛ اما هنگامی که این کار را انجام داد، بلافاصله اهمیت آن برای ایده‌های خویش در مورد منشأ و ماهیت حیات را درک کرد.
مولر سرسختانه به دیدگاه تقلیل‌گرایانه خود چسپیده بود و با شناسایی ژن‌های اولیه با توالی‌های DNA در حال تکثیر که به عقیده او به صورت غیرزیستی در آب‌های زمین اولیه شکل گرفته بود، ایده‌های خود را به‌روز کرد. امروزه تعداد کمی با این تعریف بسیار تقلیل‌گرایانه از حیات موافق هستند، اما به دنبال سنتز آنزیمی رشته‌های DNA در شرایط آزمایشگاهی که توسط «آرتور کورنبرگ» و همکارانش در جشن‌های صدمین سالگرد کتاب «منشاء گونه‌های» داروین در دانشگاه شیکاگو در سال 1959 گزارش داده شد، مولر اعلام کرد که «کسانی که حیات را مانند من تعریف می‌کنند، می‌پذیرند که ابتدایی‌ترین شکل‌های چیزهایی که می‌توان آن‌ها را زنده تلقی کرد، قبلاً توسط کورنبرگ در لوله آزمایش ساخته شده‌اند». مولر چهل سال پس از مقاله‌اش در سال 1926، همچنان اصرار داشت که جوهر حیات را می‌توان در ترکیب خودکاتالیز، هتروکاتالیز و تغییرپذیری یافت. او افزود: « از بین همه مواد طبیعی، فقط ماده ژنی این توانایی ها را دارد و بنابراین جایز است که آن را ماده زنده و نمونه امروزی حیات نخستین بنامیم.
یک جایگزین برای تقلیل گرایی مولر این است که بدانیم ویژگی‌های ژن‌ها و DNA، نتایج یک فرآیند تکامل هستند. به عبارت دیگر، اولین پلیمرهای ژنتیکی خود به خود تکثیر شونده، در اثر حادثه‌ای بسیار نامحتمل از یک سوپ آلی پری‌بیوتیک سازمان‌یافته به وجود نیامدند و همچنین تکامل پیش سلولی، زنجیره‌ای پیوسته و ناگسستنی از دگرگونی‌های پیشرونده که به‌طور پیوسته به سوی اولین موجودات زنده پیش می‌رفت، نبود. با این حال، مولر هرگز از این احتمال حمایت نکرد و بر طرد ایدئولوژیک و تلخی خود در برابر لیسنکو و همکارانش که آن ها را مسئول تخریب مکاتب ژنتیک شوروی می‌دانست، غلبه نکرد. او اوپارین را با همان ظرافتی که پیشنهاد خود را تبیین کرد، در این گروه قرار داد: «در ابتدا این پروتوپلاسم ایجاد شد و توانایی ساخت نه تنها ماده ژنتیکی، بلکه سازمان پیچیده خود را نیز داشت. اوپارین روسی از اوایل دهه 1930 از این دیدگاه حمایت کرد و با کم اهمیت جلوه دادن مواد ژنتیکی خاص، خط رسمی حزب کمونیست را دنبال کرد».
این اظهار نظر مولر منصفانه نبود. همانطور که در بالا ذکر شد، در حالی که هکل یک طرح کلی از تکامل ارائه کرد که در آن ادعا می‌کرد که تولید خودبه‌خودی، تنها مکانیسم سکولار برای توضیح منشأ حیات است، اوپارین از یک روند تدریجی و آهسته گام به گام تکامل پیش‌سلولی حمایت کرد که در طی آن، ویژگی‌های اساسی تکثیر و متابولیسم در شبکه‌های مولکولی محصور در درون غشاء، توسعه یافته است. تعجب آور نیست که ژن جایی در ایده‌های اولیه اوپارین نداشت، زیرا در اواخر سال 1942 «جولیان هاکسلی»، یکی از چهره‌های برجسته نئوداروینیسم، اظهار داشت که «… باکتری‌ها هیچ ژنی به معنای بخش‌های به دقت کوانتیزه شده از مواد ارثی، ندارند و بنابراین، نیازی به تقسیم دقیق سیستم ژنتیکی که توسط میتوز انجام می‌شود، ندارند».
مدتی طول کشید تا اوپارین ژنتیک پیشامندلی خود را رها کرد و نقش اسیدهای نوکلئیک را در وراثت پذیرفت و البته این کار را با نیمه دل انجام داد. او مانند هالدن، پیری، برنال و بسیاری دیگر، متقاعد شد که مولکول‌های RNA مقدم بر ژنوم DNA هستند. با این حال، تا پایان کار طولانی علمی خود، از پایبندی به پیشنهاد تقلیل‌گرایانه مولر امتناع ورزید و در آنچه ممکن است آخرین و دقیق ترین بیانیه دیدگاه های او باشد، نوشت: «… باید به وضوح تصور کرد که هیچ پلی نوکلئوتیدِ قادر به تکثیر یا پلی پپتیدهایی که تحت‌تأثیر این پلی نوکلئوتیدها دارای خاصیت ویژه ای در توالی خود باشند و وارد فرآیند انتخابی شده‌ باشند، وجود ندارد، بلکه به عنوان یک سیستم کامل وجود دارند …».
در طول نیمه اول قرن بیستم، بسیاری از دانشمندان علوم حیات، به طرز سعادتمندانه‌ای از بحث‌های جاری در مورد منشأ و ماهیت حیات بی اطلاع بودند و برخی در واقع متقاعد شده بودند که حتی نمی‌توان آن ها را درک کرد. این موضوع در مورد اکثر شیمیدانان و فیزیکدانان نیز صادق بود، همانطور که «نیلز بور» در عبارت معروف خود در سال 1932 بیان کرد که «وجود حیات باید به عنوان یک واقعیت ابتدایی که قابل توضیح نیست تلقی شود؛ اما باید به عنوان نقطه شروع در زیست‌شناسی در نظر گرفته شود».
همانطور که شهرت کتاب «حیات چیست؟» شرودینگر نشان داد، همه فیزیکدانان با این دیدگاه منفی موافق نبودند. علاقه آن‌ها به‌عنوان یک گروه نیز در تلاش‌های فراوان آن ها برای توصیف پیدایش و ماهیت حیات از نظر فعل و انفعالات غیرخطی و محدودیت‌های غیرتعادلی، ترمودینامیک فرآیندهای برگشت‌ناپذیر، شکل‌گیری الگو، آشوب، جاذبه‌ها، فراکتال‌ها و اخیراً نظریه پیچیدگی، ظهور پیدا کرده است.
خودآرایی سیستم‌های پیچیده ممکن است در موقعیت‌های مختلف، از جمله اتوماتای ​​سلولی، الگوهای جریان سیالات مختلف و در پدیده‌های شیمیایی چرخه‌ای، مانند واکنش بلوسوف-ژابوتینسکی، یافت شود. در واقع برخی از ویژگی‌ها در میان این سیستم‌ها مشترک است و نظریه‌پردازان پیچیدگی ادعا می‌کنند که آن ها از اصولی کلی که در واقع همان قوانین جهانی طبیعت است و می‌تواند منشأ و ماهیت نهایی حیات را نیز توضیح دهد، پیروی می‌کنند. آیا واقعا اینطور است؟ بدیهی است که علاوه بر انتخاب طبیعی، مکانیسم‌های دیگری با پیچیدگی منظم وجود دارند که عمل می‌کنند و نه ندرت می‌توان تردید کرد در این که پدیده‌های خودسازماندهی، در نشأت حیات نقش داشته‌اند. تشکیل میسل‌ها، لیپوزوم‌ها و وزیکول‌های لیپیدی از آمفی‌فیل‌های پری‌بیوتیک، خودآرایی اسیدهای نوکلئیک و دیگر پلیمرهای بازدار، تشکیل مجموعه‌های ترکیبات معدنی و آلی و واکنش‌های مصنوعی اتوکاتالیستی مانند واکنش فورموز و غیره، نمونه‌هایی از این مکانیسم‌ها است.
در طول چند دهه گذشته، تلاش‌هایی برای در نظر گرفتن حیات از منظر «ویژگی‌های نوظهور» یا «اصول خودسازمان‌دهی» که تا حدودی بد تعریف شده، صورت گرفته است، با این فرض که موجودات زنده در ابتدا از یک سیستم تعاملی مسیرهای بیوشیمیایی درحال تجدید مستمر که فاقد پلیمرهای ژنتیکی هستند، تشکیل شده است. فرض اساسی بسیاری از این پیشنهادات این است که تعدادی قوانین فنوتیپی ذاتی ناشی از فرآیندهای فیزیکی وجود دارد، مثلا این قانون که مجموعه ای از تعداد زیادی از مولکول های برهم کنش‌گر می‌توانند به تکثیر برخی از اجزای آن کمک کنند و در نهایت منجر به همانندسازی اتوکاتالیستی شود. با این حال، هیچ شواهد شیمیایی بر این که توالی طولانی از واکنش ها به طور خودبه‌خود سازماندهی شوند، وجود ندارد. همانطور که «اورگل» تأکید کرده است، این پیشنهادات نه تنها به دلیل فقدان شواهد تجربی، بلکه به خاطر تعدادی از فرضیات نسبتاً غیر واقعی در مورد خواص مواد معدنی و سایر کاتالیزورهای مورد نیاز برای سازماندهی خود به خودی چنین مجموعه‌ای از واکنش‌های شیمیایی اتوکاتالیستی، به جایی نرسیدند.
در واقع، درک کنونی ما از زیست‌شناسی نشان می‌دهد که حیات در غیاب مکانیسم تکثیر ژنتیکی که ثبات و تنوع عناصر اصلی آن را تضمین می‌کند، نمی‌توانست تکامل یابد. دقیقاً در این زمینه است که اهمیت فعالیت کاتالیزوری مولکول‌های RNA برای منشأ حیات باید دیده شود. مدل «جهان RNA» به این معنی نیست که مولکول‌های اسید نوکلئیک اتوکاتالیستی متحرک، در آب‌های اقیانوس‌های ابتدایی شناور بوده و آماده استفاده به‌عنوان ژن‌های اولیه بوده اند یا اینکه جهان RNA کاملاً از پیش‌سازهای ساده موجود در سوپ پری‌بیوتیک تشکیل شده است. هیچ تعریف رسمی از جهان RNA وجود ندارد؛ اما می توان آن را به عنوان مرحله اولیه و شاید ابتدایی که طی آن، مولکول های RNA نقش بسیار آشکارتری در وراثت و متابولیسم ایفا کردند، تصور کرد.
نشانه های زیادی از استحکام فرضیه جهان RNA وجود دارد. اگرچه منشأ نهایی ریبوزوم‌ها هنوز بعنوان یک پرسش مطرح است، ویژگی‌های کاتالیزوری، تنظیمی و ساختاری مولکول‌های RNA و ریبونوکلئوتیدها، همراه با فراگیر بودن آن‌ها در فرآیندهای سلولی، با این ایده که آن ها نقش کلیدی در تکامل اولیه و شاید در خاستگاه خود حیات داشته‌اند، سازگار است. پذیرش جهان RNA به هیچ وجه صرفاً اصلاح ایده های مولر در مورد یک مولکول زنده نیست، بلکه به این معنی است که ویژگی های پلی ریبونوکلئوتیدها و ریبوزیم ها، نتیجه یک فرآیند گام به گام تکامل شیمیایی و پیش‌سلولی است. این نتیجه‌گیری، پیامدهای مهمی برای فهم پیدایش سیستم‌های زنده دارد: اگر منشأ حیات به‌عنوان انتقال تکاملی بین موجودات غیرزنده و زنده در نظر گرفته شود، لازم است آن را به‌عنوان یک فرآیند تاریخی که تا حدی توسط تغییرات ناگهانی رویدادهای محتمل شکل می‌گیرد، بشناسیم. این نتیجه گیری همچنین نشان می دهد که تلاش برای ترسیم یک مرز دقیق بین این دو جهان، ممکن است بی‌معنی باشد. به عبارت دیگر، ظهور حیات بر روی زمین را باید به عنوان یک پیوستار تکاملی غیر پیش‌رونده دید که به طور یکپارچه به سنتز پری‌بیوتیک و انباشت مولکول‌های آلی در محیط ابتدایی، با ظهور سیستم‌های شیمیایی خودپایدار و تکرار‌شونده که قادر به پذیرش تکامل داروینی است، می‌پیوندد.
البته غیرممکن است که نشان دهیم مسیر تکاملی به ظهور اولین موجودات زنده منجر شده است؛ زیرا جزئیات چگونگی وقوع آن در زمان گم شده است. با این حال، شواهد موجود از رشته‌های علمی بسیار متفاوت، با این احتمال سازگار است. علاوه بر این، تشخیص اینکه حیات نتیجه یک فرآیند تکاملی است، می‌تواند منجر به پذیرش این شود که ویژگی‌های مرتبط با سیستم‌های زنده، مانند همانندسازی، خودآرایی یا کاتالیز، در موجودات غیر زنده نیز یافت می‌شوند.
پیشرفت‌های چشمگیر در درک ما از مبانی مولکولی پدیده‌های بیولوژیکی، هنوز به ارائه تعریفی جامع و مورد توافق از حیات منجر نشده است. با این حال، این موضوع به معنای ضعف یا نابالغ بودن زیست‌شناسی از نظر معرفت‌شناختی در مقایسه با رشته‌هایی مانند فیزیک یا ریاضیات نیست.
همانطور که مایر به درستی بیان کرده است: «زیست‌شناسی، مانند فیزیک و شیمی، یک علم است. اما ماهیتی متفاوت از آنها دارد. زیست‌شناسی بیشتر به عنوان یک علم مستقل، همتراز با علوم فیزیکی، شناخته می‌شود.» یکی از تفاوت‌های اصلی زیست‌شناسی با سایر علوم پایه، ماهیت تاریخی آن است. انتخاب طبیعی، گرچه با قوانین فیزیکی سازگار است، از آنها قابل استنتاج نیست. برای درک عمیق ماهیت حیات، ضروری است که هم محدودیت‌های تحمیل‌شده توسط فیزیک و شیمی و هم نقش تاریخ در شکل‌گیری حیات را در نظر بگیریم.
علوم زیستی در حال حاضر یکی از مهم‌ترین و بحث‌برانگیزترین دوره‌های تاریخ خود را سپری می‌کند. هر کتاب، مقاله و نشریه در حوزه‌های زیست‌شناسی سلولی، زیست‌شناسی مولکولی و ژنتیک، به مثابه ستایشی سکولار از شگفتی‌های حیات به شمار می‌رود. برای تکمیل این دستاورد خارق‌العاده، نیازمند رویکردی فراتر از توضیحات صرفاً مادی و پیشرفت‌گرایانه هستیم تا درک عمیق‌تر و دقیق‌تری از اجزای درون‌سلولی موجودات زنده و تعاملات پیچیده آنها به دست آوریم. تلاش برای یافتن تعریفی جامع و همیشگی از حیات، چالشی دشوار و شاید ناممکن به نظر می‌رسد. با این حال، این تلاش فکری، صرف نظر از نتایج تا حدی ناامیدکننده‌ای که تاکنون به دست آمده، از نظر غنای فکری و پویایی علمی، ارزشمند و پربار بوده است.