منظور ما از حیات چیست؟ منشاء آن را چه می‌دانیم؟ و شرایط پیدایش و تداوم حیات چیست؟ آیا حیات خود به خود شکل می‌گیرد؟ اینها سئوالاتی است که هنوز پاسخی کاملاً قطعی نیافته اند. در اینجا توضیحاتی کلی راجع به آنها می‌دهیم.
حیات چیست؟
چون تاکنون تنها با یک شکل حیات مواجه بوده ایم، دانشمندان در تعریف کلی حیات که به اشکال دیگر هم قابل تعمیم باشد اختلاف نظر دارند. قطعاً می‌توانیم ویژگیهای ظاهری موجودات زنده را وصف کنیم اما این کافی نیست. برای مثال نمی‌توان موجودات زنده را گونه ای تعریف کرد که مواد غذایی می‌گیرند و مواد زاید را دفع می‌کنند، زیرا اغلب وسایل نقلیه هم همین کار را انجام می‌دهند. البته مفهوم حیات در مقاطع گوناگون توسط زیست شناسان و فلاسفه مورد بحث قرار گرفته است اما احتمالاً محبوب ترین تعریف همان است که «جرالد لوئیس» از موسسه پژوهشی «اسکریپس» ده سال پیش بیان کرد. او حیات «نظام شیمیایی خودکفا توصیف کرده که قادر است از طریق انتخاب طبیعی (همسانی با طبیعت) تکامل یابد. البته همان طوری که گفته شد این تعریف فعلاً جوابگوی همان شکل حیاتی است که سال‌ها است در زمین می‌شناسیم و به نظر زیست شناسان از یک نیای مشترک با بنیادهای پروتئینی و کربنی به وجود آمده است. بنابراین برای هر نوع مقایسه ای به شکل دوم و بیگانه حیات نیاز داریم. ولی برای تنها حیات شناخته شده هم می‌توان ویژگیهای کلی دیگری را مثال زد. مانند این که همتاسازی (تولید مثل) می‌کنند، سوخت و ساز شیمیایی دارند و رشد می‌کنند، ارتباط درونی اجزای بدن از طریق علائم الکترونیکی یا تولید ترکیبات شیمیایی (مثل هورمون‌ها) انجام می‌گیرد. البته باید توجه کرد که هیچ کدام از این ویژگی‌ها به تنهایی مشخصه حیات نیستند بلکه اجتماع همزمان آنها در یک موجود ویژگی حیات را ایجاد می‌کنند. نکته قابل توجه این است که در دهه‌های اخیر دانشمندان تلاش زیادی کردند تا بتوانند از ترکیبات و مولکول‌های اولیه، شکل دیگری از حیات ایجاد کنند و حتی در این زمینه هم تا حدی موفق بودند. آنها توانستند در محیط‌های آزمایشگاهی برخی از الگوهای حیات را ایجاد کنند که برای ما بیگانه است. مثلاً «استین راسموسن» در آزمایشگاه ملی «لس آلاموس» در نیومکزیکو شکلی از حیات به وجود آورده که از قطره‌های چربی حاصل شده است. در صورت موفقیت این تلاش‌ها الگوی دیگری از حیات هم در اختیار خواهیم داشت و آنگاه می‌توانیم عمومیت تعریف خود را از حیات طبق آن بسنجیم و به طور کلی برداشت خودمان از حیات را تصحیح کنیم.
حیات چگونه شکل می‌گیرد
ما اینک واحدهای شیمیایی بنیادی را که سازنده حیات هستند می‌شناسیم اما این که از کجا آمده اند و حیات از چه زمانی و چگونه آغاز شده است هنوز قطعی نیست. در حال حاضر ما می‌توانیم شرایطی مشابه شرایط اوایل عمر زمین را در آزمایشگاه ایجاد کنیم. شرایطی که طی آن ترکیبات اولیه بعد از انفجار بزرگ از مولکول‌های ساده به ترکیب پیچیده و عالی تر سوق داده شده است که البته این نکته با توجه به شرایط مساعد زمین در کمربند حیات و جوی مناسب و منبع انرژی کافی و وجود آب مایع به نظر غیرقابل اجتناب می‌آید. شرایط اولیه زمین با شرایط کنونی تفاوت داشته است. در اتمسفر اولیه به جای اکسیژن و ازت، مخلوطی از هیدروژن، آمونیاک، متان، بخار آب و گازکربنیک وجود داشته که مناسب تشکیل مولکول‌های مرکب هستند. نکته قابل توجه این است که دانشمندان با شبیه سازی شرایط ابتدایی زمین در آزمایشگاه و افزودن حرارت و قوس الکتریکی (همان نقشی که آذرخش ایفا می‌کرد) توانسته اند ماده ای حاوی اسیدهای آمینه را ایجاد کنند. این اولین پل بین ماده و حیات بود. در حقیقت در نتیجه تاثیر پرتوهای ماورای بنفش خورشید و آذرخش‌های شدید، مواد مذکور در جو به ترکیبات مرکب جدید تغییر شکل یافتند و با تغییر شکل آنها در اتمسفر، به صورت باران (باران‌های آلی) بر زمین فرو افتادند. دلیل اصلی وجود گسترده کربن، هیدروژن و اکسیژن در بافت موجودات زنده هم همین منشاء آلی است. با فروریختن باران‌های آلی شامل مولکول‌های پیچیده اسید آمینه در اقیانوس‌ها _ شرایطی که قادریم مشابهش را در آزمایشگاه تولید کنیم- نخستین اقیانوس‌های زمین در واقع به نوعی «سوپ اولیه» تبدیل شدند که حیات ابتدایی (مشتق از اسیدهای آمینه) را در خود جای داده بودند. فرم‌های مشتق از این اسیدهای آمینه بعدها نیمی‌از پایه توارث (DNA)را تشکیل دادند. گرچه باید متذکر شد که اتمسفر زمین پس از ایجاد این پیش زمینه، خود در حفظ حیات ابتدایی در برابر پرتوهای مرگبار فرابنفش خورشید و گرما نقش عمده ای داشت و از آن به خوبی نگهداری کرد. موارد مذکور همان واحدهای شیمیایی بنیادی هستند که اکنون آنها را به عنوان پایه گذاران حیات ابتدایی می‌شناسیم. ولی علاوه بر توضیحاتی که راجع به چگونگی پیدایش آنها داده شد، هنوز هم قطعیت کاملی وجود ندارد زیرا برخی دانشمندان عقیده دارند این بنیادها و از جمله اسیدهای آمینه، مسافر سیارک‌ها و شهاب‌هایی بوده اند که پس از دوام در سفرهای میان سیاره ای در ابتدای عمر زمین در برخورد با آن گسترش و تحول یافته اند.پس تا اینجا بنیادهای ابتدایی حیات را شناختیم، با این که به طور قطعی نمی‌دانیم منشاء این بنیادها کجا است یا چیست؟ اما چگونه پروتئین‌ها و مولکول‌های DNA و مراحل پیشرفته تر از این مولکول‌های ساده مشتق شده اند یا به عبارتی این مولکول‌های اسید آمینه ساده چگونه پیش زمینه حیات شدند؟ برای این کار اسیدهای آمینه و دیگر بنیادها باید به قدری متمرکز شوند که بتوانند با هم برخورد کنند و واکنش دهند و در نتیجه مولکول‌های پروتئین و ساختار ابتدایی DNA را تولید کنند. در صورتی که در حالت عادی احتمال نزدیک شدن و متمرکز شدن آنها کم است. پژوهشگران گمان می‌کنند که سطوح برخی کانی‌ها که از لحاظ شیمیایی «چسبنده» است باعث نزدیک شدن مولکول‌ها شده است. در حقیقت در سواحل کم عمق کانی‌هایی مانند خاک رس و کوارتز وجود داشت که طبیعتی چسبنده دارند. در خاک رس مولکول‌هایی به دام می‌افتند و با تشکیل زنجیرهای دراز به یکدیگر متصل می‌شوند و در نهایت زنجیره‌های کوچک ابتدایی DNA را تشکیل می‌دهند. از این پس است که با تشکیل مراحل ابتدایی و سپس نهایی DNA و وجود شرایط مساعد گسترش آن حیات به طور گسترده ای وسعت می‌یابد. آخرین نکته ای که باید اشاره کنیم زمان آغاز حیات است. در صورت کشف قطعی زمان گسترش و پیدایش حیات می‌توانیم به برخی پرسش‌ها پاسخ دقیق بدهیم. برخی پژوهشگران گمان می‌کنند نشانه‌های حیات در سنگ‌هایی که ۸/۳ میلیارد سال عمر دارند وجود دارد. شایان ذکر است عمر زمین ۵/۴ میلیارد سال برآورد شده که از ۴ میلیارد سال پیش قابل سکونت شده است. یعنی فقط ۲/۰ میلیارد سال پس از قابل زیست شدن زمین. برخی دیگر هم عقیده دارند نشانه‌های حیات تا ۷/۲ میلیارد سال پیش ظهور نکرده است. با این حساب زمان قطعی پیدایش حیات هم بر ما مشخص نیست. در نهایت برای جمع بندی کلی مطالب باید گفت، اکنون ما بنیاد های شیمیایی حیات را می‌شناسیم و به نظریه‌های جامعی _ بین دانشمندان _ راجع به منشاء پیدایش بنیاد ها و چگونگی پیشرفت آنها به مولکول‌های پیچیده DNA دست یافته ایم و می‌توانیم نسبتاً زمان دقیق پیدایش این حیات ابتدایی را تخمین بزنیم. به طور کلی ایده ای جامع درباره حیات و چگونگی پیدایش و پیشرفت آن یافته ایم، هر چند باید ذکر کرد اطلاعات ما فعلاً درباره تنها شکل حیاتی است که در زمین رخ داده و آن را می‌شناسیم و ذکر این نکته هم ضروری است که بدون وجود زمینه‌های مساعدی چون جو محافظ زمین و وجود آب مایع و منبع انرژی چون خورشید نباید انتظار چنین حیاتی و چنین تحولی شگفت را بر روی زمین داشته باشیم.