最初的生命是怎么来的？我们对生命的含义没有一个很好的定义。例如，不能说病毒是活的，但它们不是无生命的东西。其基本思想是简单化学形成复杂化学，然后形成化学复合物，再发展成类似生命的化学复合物，然后是原始生命，最终形成某种形式的原始生命。这一过程及其研究被称为自然发生——非生命起源。
无论过程是什么，自然发生在很久以前就发生了。最早的生命证据大约在35亿年前，除了揭示生命的形成和存在，以及当时生命非常原始之外，没有揭示太多。
生命本身就有诱人的线索。DNA中大约有350个基因以某种形式存在于所有生命形式中，这表明这些基因非常早期。这些基因的类似物已经被人工创造出来，并被用来用合成DNA创造一种新的细菌。
有一个关于病毒的奇怪例子，就像上面提到的既不是生命也是生命。有一些线索表明，病毒可能早于原核细胞，这意味着它们可能能够环境复制而不是自我复制，或者可能有复制，但在原核细胞进化时放弃了它。
在深海喷口和间歇泉中存在着嗜极生物，它们在极端压力和/或温度下茁壮成长，甚至在没有阳光的情况下，它们依靠的是化学合成而不是光合作用。
当然，米勒-尤列实验（Miller-Urey experiment）表明，你可以从简单的化学物质中得到复杂的化学物质，在合适的条件下，类似于早期地球的大气层。这并不是唯一的证据：我们甚至在彗星尾部捕获了简单的氨基酸，并且有一些实验支持，当彗星撞击地球时，这些简单的氨基酸可以形成复杂的氨基酸。
从这些线索以及其他线索中，形成了关于生命起源的三个主要假说。
RNA世界假说
RNA是DNA的“小姊妹”：它是DNA阶梯的一半，但基本由相同的化学成分组成。它可以在适当的条件下自发形成，也可以自我复制。
这一观点得到了支持，例如，许多病毒在蛋白质外壳中只包含一个RNA株。RNA世界假说的一个有趣的亚假设是，某些形式的粘土晶体——它们本身可以自我复制——可以作为RNA形成的催化剂或“支架”。称RNA为DNA的“小姊妹”实际上有点误导。生命从RNA开始，然后变成DNA的想法使RNA成为了DNA的母亲。然而，有线索表明RNA和DNA在前生物时代的地球上共存。
蛋白质世界假说
我们已经从米勒-尤里和星尘号探测器了解到，氨基酸，蛋白质的组成部分，可以自然形成。氨基酸在适当的条件下也可以自然地聚合成短多肽。其中一些还能自我复制——克雅氏病（Creutzfeldt-Jakob disease）中有令人讨厌的朊病毒，它是由错误折叠的蛋白质催化其他蛋白质错误折叠引起的。
同样，这种想法也有来自病毒的支持，特别是它们的注入器机制和外壳。蛋白质世界更是如此的RNA世界提供了支柱“复制第一”模型，这意味着如果你有复制，你可以有类似的进化，但在化学：化学复合物，可以复制和发展工作，化学复合物不工作时不会复制。
脂质世界假说
脂类，例如脂肪酸，实际上非常简单，但它们有形成气泡（胶束和脂质体）的能力，气泡也可以自我复制。脂质泡沫的最大好处是它将世界分成两部分：内部和外部。脂质体内的分子不能被冲走，所以它们总是与其他分子接触。它还在内部和外部之间创造了一个能量势能，这反过来允许更复杂的化学发生。这是“代谢优先”模型的基础，该模型认为，要想产生生命的化学过程，你需要能量途径或代谢优先，而要产生这种化学过程，就必须有能量势能。脂质世界提供了内部和外部之间的能量势能。
上述情况可能——而且很有可能——全都发生了。问题在于它们是按何种顺序组合的，或者是两种或更多的情况同时发生。
病毒可能表明蛋白质世界和RNA世界首先结合，这可能是一个优势，相比单独的蛋白质和RNA复合体。然后将它们包裹在脂泡中，这使得整个复合物相对于野生的蛋白质- rna复合物和分离脂泡具有生存优势。这是“复制优先”模型的一个例子。
另一种变体可能是脂质体和蛋白质首先结合，然后它们依次吸收RNA来催化蛋白质复制。这就是“新陈代谢优先”模型的一个例子。
虽然自然发生的领域还不完整，但对于从简单化学到复杂化学，再到化学复合体，再到类似于“我们所知道的生命”的过程，有几种假设的途径和情景。梯子的阶梯大部分都在那里，但我们不知道细节。
困难在于，该领域的科学家们是在根据生命当前功能的线索而不是原始的化学成分进行逆向研究。
