Trong sinh học tiến hóa, phát sinh phi sinh học (abiogenesis), hoặc tên không chính thức là nguồn gốc của sự sống (origin of life) viết tắt là OoL,[3][4][5][a] là quá trình tự nhiên mà sự sống đã phát sinh từ vật chất không sống, chẳng hạn như các hợp chất hữu cơ đơn giản.[4][6][7][8] Mặc dù các chi tiết của quá trình này vẫn chưa được hiểu rõ, giả thuyết khoa học phổ biến về quá trình biến đổi từ các thực thể không sống sang các thực thể sống không phải là một sự kiện đơn lẻ, mà là một quá trình tiến hóa tăng tiến phức tạp liên quan đến phân tử tự nhân bản, tự lắp ráp, tự phân giải, và sự xuất hiện của màng tế bào.[9][10][11] Mặc dù sự xuất hiện của sự sống là sự thật không bàn cãi giữa các nhà khoa học, nhưng các cơ chế khả thi cho quá trình này vẫn chưa được hiểu rõ. Có một số nguyên lý và giả thuyết về việc làm thế nào mà sự sống có thể xuất hiện.[12]
Việc nghiên cứu nguồn gốc sự sống nhằm mục đích xác định xem phản ứng hóa học tiền sự sống đã tạo ra sự sống như thế nào trong những điều kiện hoàn toàn khác với trên Trái Đất ngày nay.[13] Nó chủ yếu sử dụng các công cụ từ sinh học, hóa học và địa vật lý,[14] với các phương pháp tiếp cận gần đây đang cố gắng tổng hợp cả ba môn khoa học trên:[15] cụ thể là, thiên văn học, sinh hóa, sinh lý, địa hóa học, sinh học phân tử, hải dương học và cổ sinh vật học. Sự sống hoạt động thông qua quá trình hoạt hóa chuyên biệt của carbon và nước; phần lớn được xây dựng dựa trên bốn nhóm hóa chất chính: lipid (màng tế bào), carbohydrate (đường, cellulose), amino acid (chuyển hóa protein) và acid nucleic (DNA và RNA). Bất kỳ học thuyết thành công nào về sự phát sinh sự sống đều phải giải thích được nguồn gốc và sự tương tác của các lớp phân tử này.[16] Nhiều phương pháp tiếp cận sự phát sinh sự sống nghiên cứu cách các phân tử tự nhân bản, hoặc các thành phần của chúng đã ra đời như thế nào. Các nhà nghiên cứu thường nghĩ rằng sự sống hiện tại bắt nguồn từ thế giới RNA,[17] mặc dù các phân tử tự nhân bản khác có thể có trước RNA.[18][19]
Thí nghiệm sinh tổng hợp Miller–Urey của các phân tử hữu cơ nhỏ trong hỗn hợp các khí đơn giản được đặt trong một gradien nhiệt bằng cách đun nóng (bên phải) và làm lạnh (bên trái) hỗn hợp cùng một lúc; hỗn hợp cũng chịu phóng điện
Thí nghiệm Miller–Urey cổ điển năm 1952 và các nghiên cứu tương tự đã chứng minh rằng hầu hết các amino acid, thành phần hóa học của protein có mặt trong tất cả các sinh vật sống, có thể được tổng hợp từ các hợp chất vô cơ trong các điều kiện mô phỏng trạng thái của Trái Đất sơ khai. Các nhà khoa học đã đề xuất các nguồn năng lượng khác nhau bên ngoài có thể đã kích hoạt những phản ứng này, bao gồm sét và bức xạ. Các phương pháp tiếp cận khác (giả thuyết "chuyển hóa-đầu tiên") tập trung vào việc tìm hiểu cách chất tự xúc tác trong các hệ thống hóa học trên Trái Đất sơ khai có thể đã cung cấp phân tử tiền chất cần thiết cho quá trình tự nhân bản.[20]
Chiến lược nghiên cứu của NASA về sự phát sinh sự sống phát biểu rằng cần phải xác định các tương tác, cấu trúc và chức năng trung gian; nguồn năng lượng và các yếu tố môi trường góp phần vào sự đa dạng, chọn lọc và nhân rộng của các mô hình đại phân tử có thể tiến hóa.[43] Cần phải tiếp tục nhấn mạnh việc tạo lập một sơ đồ hóa học khái quát của các polymer nguyên thủy tiềm năng có khả năng lưu trữ thông tin. Sự ra đời của các polymer có thể tự nhân bản, lưu trữ thông tin di truyền và thể hiện các đặc điểm để chịu tác động của chọn lọc tự nhiên là một bước quan trọng trong sự xuất hiện của quá trình tiến hóa hóa học tiền sinh học.[43]
^ abPeretó, Juli (2005). "Controversies on the origin of life"(PDF). International Microbiology. Quyển 8 số 1. tr. 23–31. PMID15906258. Bản gốc(PDF) lưu trữ ngày 24 tháng 8 năm 2015. Truy cập ngày 1 tháng 6 năm 2015. Ever since the historical contributions by Aleksandr I. Oparin, in the 1920s, the intellectual challenge of the origin of life enigma has unfolded based on the assumption that life originated on Earth through physicochemical processes that can be supposed, comprehended, and simulated; that is, there were neither miracles nor spontaneous generations.
^Compare: Scharf, Caleb; và đồng nghiệp (ngày 18 tháng 12 năm 2015). "A Strategy for Origins of Life Research". Astrobiology. Quyển 15 số 12. tr. 1031–1042. Bibcode:2015AsBio..15.1031S. doi:10.1089/ast.2015.1113. PMC4683543. PMID26684503. What do we mean by the origins of life (OoL)? [...] Since the early 20th century the phrase OoL has been used to refer to the events that occurred during the transition from non-living to living systems on Earth, i.e., the origin of terrestrial biology (Oparin, 1924; Haldane, 1929). The term has largely replaced earlier concepts such as abiogenesis (Kamminga, 1980; Fry, 2000).
^Tirard, Stephane (ngày 20 tháng 4 năm 2015). Abiogenesis – Definition. tr. 1. doi:10.1007/978-3-642-27833-4_2-4. ISBN978-3-642-27833-4. Thomas Huxley (1825–1895) used the term abiogenesis in an important text published in 1870. He strictly made the difference between spontaneous generation, which he did not accept, and the possibility of the evolution of matter from inert to living, without any influence of life. [...] Since the end of the nineteenth century, evolutive abiogenesis means increasing complexity and evolution of matter from inert to living state in the abiotic context of evolution of primitive Earth.{{Chú thích sách}}: Đã bỏ qua |journal= (trợ giúp)
^Keller, Markus A.; Turchyn, Alexandra V.; Ralser, Markus (ngày 25 tháng 3 năm 2014). "Non‐enzymatic glycolysis and pentose phosphate pathway‐like reactions in a plausible Archean ocean". Molecular Systems Biology. Quyển 10 số 725. tr. 725. doi:10.1002/msb.20145228. PMC4023395. PMID24771084.
^Schopf, J. William; Kitajima, Kouki; Spicuzza, Michael J.; Kudryavtsev, Anatolly B.; Valley, John W. (2017). "SIMS analyses of the oldest known assemblage of microfossils document their taxon-correlated carbon isotope compositions". PNAS. Quyển 115 số 1. tr. 53–58. Bibcode:2018PNAS..115...53S. doi:10.1073/pnas.1718063115. PMC5776830. PMID29255053.
Altermann, Wladyslaw (2009). "Introduction: A Roadmap to Fata Morgana?". Trong Seckbach, Joseph; Walsh, Maud (biên tập). From Fossils to Astrobiology: Records of Life on Earth and the Search for Extraterrestrial Biosignatures. Cellular Origin, Life in Extreme Habitats and Astrobiology. Quyển 12. Dordrecht, the Netherlands; London: Springer Science+Business Media. ISBN978-1-4020-8836-0. LCCN2008933212.
Bock, Gregory R.; Goode, Jamie A., biên tập (1996). Evolution of Hydrothermal Ecosystems on Earth (and Mars?). Ciba Foundation Symposium. Quyển 202. Chichester, UK; New York: John Wiley & Sons. ISBN978-0-471-96509-1. LCCN96031351.
Davies, Geoffrey F. (2007). "Chapter 2.3 Dynamics of the Hadean and Archaean Mantle". Trong van Kranendonk, Martin J.; Smithies, R. Hugh; Bennett, Vickie C. (biên tập). Earth's Oldest Rocks. Developments in Precambrian Geology. Quyển 15. Amsterdam; Boston: Elsevier. tr. 61–73. doi:10.1016/S0166-2635(07)15023-4. ISBN978-0-444-52810-0. LCCN2009525003.
Orgel, Leslie E. (1987). "Evolution of the Genetic Apparatus: A Review". Evolution of Catalytic Function. Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology. Quyển 52. Cold Spring Harbor, NY: Cold Spring Harbor Laboratory Press. tr. 9–16. doi:10.1101/SQB.1987.052.01.004. ISBN978-0-87969-054-0. OCLC19850881. PMID2456886. "Proceedings of a symposium held at Cold Spring Harbor Laboratory in 1987"
Gross, Michael (ngày 19 tháng 12 năm 2016). "How life can arise from chemistry". Current Biology. Quyển 26 số 24. tr. R1247 –R1249. doi:10.1016/j.cub.2016.12.001.
Jortner, Joshua (tháng 10 năm 2006). "Conditions for the emergence of life on the early Earth: summary and reflections". Philosophical Transactions of the Royal Society B. Quyển 361 số 1474. tr. 1877–1891. doi:10.1098/rstb.2006.1909. PMC1664691. PMID17008225.
NASA Specialized Center of Research and Training in Exobiology: Arrhenius, Gustaf O. (ngày 11 tháng 9 năm 2002). "Arrhenius". Bản gốc lưu trữ ngày 21 tháng 12 năm 2007. Truy cập ngày 30 tháng 6 năm 2015.
"Minerals and the Emergence of Life, pp 135-157 in "Metals, Microbes and Minerals: The Biogeochemical Side of Life" (2021) pp xiv + 341. Walter de Gruyter, Berlin. Authors Duval, Simon; Authors Zuchan, Kilian; Baymann, Frauke; Schoepp-Cothenet, Barbara; Branscomb, Elbert; Russell, Michael, J.; Nitschke, Wolfgang; Editors Kroneck, Peter M.H. and Sosa Torres, Martha. DOI 10.1515/9783110589771-005
Tim Flannery, "In the Soup" (review of Michael Marshall, The Genesis Quest: The Geniuses and Eccentrics on a Journey to Uncover the Origins of Life on Earth, University of Chicago Press, 360 pp.), The New York Review of Books, vol. LXVII, no. 19 (3 December 2020), pp. 37–38.