Nos anos 1930, trabalhando de forma independente, os cientistas Aleksandr I. Oparin e John B.S Haldane chegaram à mesma conclusão: nas condições da Terra primitiva , a vida poderia ter surgido da matéria sem vida ao longo de um grande período de tempo. Evidências geológicas e o estudo comparado da atmosfera de outros planetas permitem concluir que a atmosfera da Terra era composta de gases diferentes dos atuais. Oparin achava que participavam da mistura gasosa o metano, o amoníaco , o hidrogênio e o vapor de água . Com esses gases teriam sido formadas as primeiras moléculas orgânicas. Várias evidências indicam que praticamente não existia oxigênio livre na atmosfera primitiva. Se estivesse presente desde o início, esse gás teria oxidado e destruído os primeiros compostos orgânico impedindo-os de sua acumular e originar os primeiros seres vivos. No entanto, os cientistas hoje acham que a composição da atmosfera primitiva era um poco diferente da suposta por Haldane e Oparin , e que ela conteria , por exemplo, os gases carbônico e nitrogênio. As fortes descargas elétricas das tempestades e os raios ultravioleta do Sol teriam representado uma fonte de energia , que teria promovido , ao longo do tempo, as mais variadas reações químicas entre as substâncias da atmosfera. Em virtude do longo tempo disponível , podemos supor que se formou uma incalculável quantidade de substâncias , até mesmo moléculas orgânicas simples, como álcool, aminoácidos e açúcares, etc. Em 1953 , o cientista americano Stanley Miller simulou as condições que suponha ocorrer na Terra primitiva e testou experimentalmente a hipótese de Oparin e Haldane. Ele construiu um aparelho no qual colocou hidrogênio , amoníaco e metano e submeteu essa mistura a fortes descargas elétricas, ao mesmo tempo que fornecia vapor de água. Após uma semana de funcionamento , constatou no líquido formado a presença de compostos orgânicos , até mesmo de aminoácidos. Experimentos como o de Miller têm sido repetidos com outras composições de gases , que refletiram melhor a suposta atmosfera primitiva, e , em alguns casos , foram produzidas moléculas orgânicas simples. Nas décadas de 1950 e 1960, o cientista norte-americano Sidney Walter Fox mostrou que, sob certas condições, aminoácidos podem se unir espontaneamente e formar pequenos peptídeos. Posteriormente, outros cientistas mostraram que esse tipo de síntese poderia ter ocorrido com auxílio de catalisadores minerais, como sulfetos metálicos e silicatos, na superfície de certas rochas ou da argila. Muitos cientistas acham hoje que essa síntese pode ter ocorrido nas poças de água que essa síntese pode ter ocorrido nas poças de água quente que se formam em regiões vulcânicas, que passam por ciclos de evaporação e condensação de água. Isso porque, em grandes corpos de água, como os mares , dificilmente se formariam moléculas orgânicas complexas a partir de moléculas orgânicas complexas a partir de moléculas orgânicas simples, uma vez que, nesse caso , a concentração dos compostos orgânicos formados seria insuficiente para que reações de síntese pudessem ocorrer em taxas maiores do que as reações de degradação. Na fase de evaporação , as moléculas orgânicas ficariam muito concentradas e as reações ocorreriam na superfície de minerais. Fox também demonstrou que proteínas em solução em água quente poderiam, por resfriamento, produzir pequenas vesículas esféricas com cerca de proporções menores de diâmetro, chamadas microsferas. A microsfera que tivesse aprisionado proteínas enzimáticas e uma molécula de ácido nucleico (originada das sínteses de moléculas orgânicas da atmosfera primitiva) seria considerada o primeiro ser vivo. Ele seria capaz de realizar metabolismo , reproduzir-se , apresentar hereditariedade e evoluir. Alguns cientistas acham mais provável que o primeiro gene fosse feito de RNA ou de alguma molécula mais simples, mas também capaz de se replicar.
