非凡的發現激發非凡的宣告。因此，詹姆斯·沃森報道說，在他們揭開 DNA 結構後，弗朗西斯·克里克“飛奔到鷹酒吧，告訴所有在場的人，我們發現了生命的秘密。”他們的結構——一個優雅的雙螺旋——幾乎值得這樣的熱情。它的比例允許以一種語言儲存資訊，其中四種被稱為鹼基的化學物質發揮著與英語中的 26 個字母相同的作用。
此外，資訊儲存在兩條長鏈中，每條鏈都指定了其夥伴的內容。這種安排暗示了一種繁殖機制，後來在許多生物化學教科書中以及我妻子在工藝品博覽會上為我買的領帶上進行了說明：DNA 雙螺旋的兩條鏈分開了。當它們分開時，新的 DNA 構建單元（稱為核苷酸）沿著分開的鏈排列並連線起來。現在存在兩個雙螺旋而不是一個，每個都是原始的複製品。
沃森-克里克結構引發了大量關於當今活細胞如何運作的發現。這些見解也激發了人們對生命起源的猜測。諾貝爾獎得主 H. J. 穆勒寫道，基因物質是“活物質，是第一個生命的當今代表”，卡爾·薩根將其形象化為“位於有機物質稀溶液中的原始自由裸露基因”。在這種背景下，“有機”指的是含有結合碳原子的物質。有機化學，這門有時讓醫預科學生感到恐懼的學科，是碳化合物的化學，包括生命中存在的碳化合物和在生命中不起作用的碳化合物。人們提出了許多不同的生命定義。穆勒的評論將符合所謂的 NASA 生命定義：生命是一個能夠進行達爾文式進化的自我維持的化學系統。
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理查德·道金斯在他的書《自私的基因》中詳細闡述了這種最早的生命實體的形象：“在某個時候，偶然形成了一個特別了不起的分子。我們稱之為複製子。它可能不是周圍最大或最複雜的分子，但它具有能夠創造自身副本的非凡特性。”當道金斯 30 年前寫下這些話時，DNA 是最有可能擔任這一角色的候選者。正如我們將看到的，現在已經提出了其他幾個複製子。
當 RNA 統治世界時
不幸的是，很快就出現了併發症。沒有一些蛋白質（一大類與 DNA 化學性質非常不同的分子）的幫助，DNA 複製就無法進行。像 DNA 一樣，蛋白質是透過將亞基（在本例中為氨基酸）連線在一起形成長鏈來構建的。細胞在它們製造的蛋白質中使用 20 種這些構建單元，從而提供能夠執行許多不同任務的各種產品——蛋白質是活細胞的勤雜工。它們最著名的亞類酶充當加速劑，加速化學過程，否則這些化學過程會進行得太慢，以至於對生命沒有用處。
上述描述讓人想起一個古老的謎語：先有雞還是先有蛋？DNA 儲存著蛋白質構建的配方。然而，如果沒有蛋白質的幫助，就無法檢索或複製該資訊。那麼，在生命開始時，哪種大分子首先出現——蛋白質（雞）還是 DNA（蛋）？
當注意力轉移到新的冠軍——RNA 時，一個可能的解決方案出現了。這種多功能的分子類別與 DNA 一樣，由核苷酸構建單元組裝而成，但在我們的細胞中發揮著許多作用。某些 RNA 將資訊從 DNA 傳遞到構建蛋白質的結構（這些結構本身主要由其他型別的 RNA 構建）。在執行其各種職責時，RNA 可以呈現類似於 DNA 的雙螺旋形式，或者呈現摺疊的單鏈形式，很像蛋白質。2006 年，化學和醫學諾貝爾獎都頒發給了關於 RNA 在編輯和審查 DNA 指令方面的作用的發現。沃倫·E·利裡在《紐約時報》上寫道，RNA“正迅速從其更著名的表親 DNA 的陰影中走出來”。
對於生命起源領域的許多科學家來說，隨著核酶（由 RNA 製成的酶樣物質）的發現，這些陰影在二十年前就消散了。雞和蛋謎題的簡單解決方案現在似乎已經到位：生命起源於第一個 RNA 分子的出現。在 1986 年的一篇開創性文章中，哈佛大學諾貝爾獎得主沃爾特·吉爾伯特在《自然》雜誌上寫道：“人們可以設想一個 RNA 世界，其中只包含 RNA 分子，這些分子可以催化自身的合成。進化過程的第一步是透過 RNA 分子執行從核苷酸湯中組裝自身所需的催化活性。”在這一願景中，第一個從無生命物質中出現的自我複製 RNA 執行了現在由 RNA、DNA 和蛋白質執行的功能。
許多其他線索似乎支援 RNA 在生命進化中早於蛋白質和 DNA 出現這一觀點。許多稱為輔助因子的小分子在酶催化的反應中起著必要的作用。這些輔助因子通常攜帶一個附加的 RNA 核苷酸，沒有明顯的功能。這些結構被認為是“分子化石”，是 RNA 在沒有 DNA 或蛋白質的情況下統治生物化學世界時期的遺蹟。此外，化學家已經能夠合成新的核酶，這些核酶顯示出各種酶樣活性。許多科學家發現，依賴核酶而不是蛋白質酶的生物體的想法非常吸引人。
生命起源於 RNA 的假設在期刊、教科書和媒體上被呈現為一種可能的現實，而不是一種猜測。然而，我引用的線索僅支援 RNA 早於 DNA 和蛋白質的較弱結論；它們沒有提供關於生命起源的資訊，生命起源可能涉及 RNA 世界之前的階段，在這些階段中，其他生命實體佔據主導地位。儘管如此，儘管我將在下一節討論困難，但也許三分之二的在生命起源領域發表文章的科學家（根據 2006 年在《生命起源和生物圈進化》雜誌上發表的論文數量判斷）仍然支援生命起源於 RNA 或相關的自我複製分子的自發形成這一觀點。令人困惑的是，研究人員使用術語“RNA 世界”來指代關於 RNA 在 DNA 和蛋白質之前的作用的強弱宣告。在這裡，我將使用術語“RNA 第一”來指代 RNA 參與生命起源的有力主張。
湯鍋是空的
RNA 世界的吸引力促使斯克裡普斯研究所的傑拉爾德·喬伊斯和索爾克研究所的萊斯利·奧格爾將其描述為“分子生物學家的夢想”。他們還使用了術語“益生元化學家的噩夢”來描述這幅圖景的另一部分：第一個自我複製的 RNA 是如何產生的？巨大的障礙阻礙了吉爾伯特對生命起源的描述，足以激起另一位諾貝爾獎獲得者、洛克菲勒大學的克里斯蒂安·德·迪夫反問，“是上帝制造了 RNA 嗎？”
RNA 的構建單元（核苷酸）就有機分子而言是複雜的物質。它們每個都包含一個糖、一個磷酸鹽和四個含氮鹼基中的一個作為亞亞基。因此，每個 RNA 核苷酸包含 9 或 10 個碳原子、大量的氮和氧原子以及磷酸基團，所有這些都以精確的三維模式連線。存在許多連線這些連線的替代方法，從而產生數千種合理的核苷酸，這些核苷酸可以很容易地代替標準核苷酸加入，但這些核苷酸在 RNA 中沒有體現。這個數字本身被數十萬到數百萬個大小相似的穩定有機分子所掩蓋，而這些分子不是核苷酸。
RNA 核苷酸對於化學家來說是熟悉的，因為它們在生命中含量豐富，並且因此具有商業可用性。在一種分子活力論中，一些科學家認為自然界有一種天生的傾向，即優先產生生命的構建單元，而不是其他也可以從有機化學規則中獲得的成群結隊的分子。這個想法的靈感來自斯坦利·米勒 1953 年發表的一項著名實驗。他對當時被認為代表早期地球大氣層的簡單氣體混合物施加了火花放電。20 種用於構建蛋白質的氨基酸中有兩種以顯著的量形成，其餘的少量存在。（米勒實驗以及氨基酸和核苷酸的化學結構的描述可以在 L. E. 奧格爾的《地球上的生命起源》中找到；《大眾科學》，1994 年 10 月。）此外，來自 1969 年墜落在澳大利亞的默奇森隕石的成分中，發現了 80 多種不同的氨基酸，其中一些存在於生物系統中，另一些則不存在。大自然顯然慷慨地提供了這些特殊構建單元的供應。透過對這些結果進行外推，一些作者認為，在米勒型實驗中可以輕鬆形成生命的所有構建單元，並且這些構建單元存在於隕石和其他地外天體中。事實並非如此。
對幾顆隕石的分析結果進行仔細檢查，得出結論：無生命的自然界傾向於形成碳原子數量較少的分子，因此在創造我們這種生命的構建單元方面沒有偏向。（當產生較大的含碳分子時，它們往往是不溶的、富氫的物質，有機化學家稱之為焦油。）我在許多火花放電實驗的結果中觀察到了類似的模式。
氨基酸（如這些實驗中產生或發現的氨基酸）遠不如核苷酸複雜。它們的定義特徵是一個氨基（一個氮和兩個氫）和一個羧酸基團（一個碳、兩個氧和一個氫），兩者都連線在同一個碳上。用於構建天然蛋白質的 20 種氨基酸中最簡單的一種只包含兩個碳原子。該組中的 17 種氨基酸包含六個或更少的碳。米勒實驗中突出的氨基酸和其他物質包含兩個和三個碳原子。相比之下，沒有報道過任何型別的核苷酸是火花放電實驗或隕石研究的產物，也沒有報道過含有糖和鹼基但不含磷酸鹽的較小單元（核苷）。
為了將“RNA優先”的概念從這種致命缺陷中拯救出來，其擁護者們創立了一門名為“前生物合成”的學科。他們試圖證明，RNA及其組成部分可以透過一系列在實驗室中精心控制的反應制備出來，這些反應通常在地球上觀測到的溫度下於水中進行。這樣的反應序列通常從碳化合物開始，這些碳化合物是在火花放電實驗中產生的，或者在隕石中發現的。在上述來源中的任何一種中觀察到任何數量（即使是複雜混合物的一部分）的特定有機化學物質，都足以將其歸類為“前生物”，這是一種被認為已證明存在於早期地球上的物質。一旦獲得此殊榮，該化學物質就可以以純淨形式、任意數量用於另一個前生物反應。這種反應的產物也將被視為“前生物”，並用於序列的下一步。
這種型別的反應序列的使用（沒有任何關於生命起源的參考）長期以來一直是傳統合成有機化學領域中備受推崇的做法。我自己的博士論文導師羅伯特·B·伍德沃德因其對奎寧、膽固醇、葉綠素和許多其他物質的精彩合成而獲得諾貝爾獎。重要的是，即使需要數公斤的起始原料才能生產出幾毫克的產品也無關緊要。重點是證明人類可以生產出自然界中存在的物質，無論效率如何低下。不幸的是，早期地球上既沒有化學家也沒有實驗室來生產RNA。
我將引用一個前生物合成的例子，該例子於1995年發表在《自然》雜誌上，並在《紐約時報》上進行了專題報道。RNA鹼基胞嘧啶透過將兩種純化的化學物質在密封的玻璃管中於100攝氏度加熱約一天而高產率地製備出來。其中一種試劑，氰基乙醛，是一種反應性物質，能夠與早期地球上可能存在的一些常見化學物質結合。這些競爭者被排除在外。需要極高的濃度才能誘導另一種參與者尿素以足夠快的速度反應以使反應成功。產物胞嘧啶可以透過與水的簡單反應而自毀。當尿素濃度降低或反應持續時間過長時，任何產生的胞嘧啶都會隨後被破壞。這種破壞性反應是在我的實驗室中發現的，作為我正在進行的關於環境對DNA的損害的研究的一部分。我們自己的細胞透過維護一套專門修復DNA的酶來處理它。
《自然》雜誌的論文透過援引早期地球上乾涸的瀉湖的景象，使極高的尿素濃度合理化。在一篇發表的反駁文章中，我計算出，一個大型瀉湖必須蒸發成水坑大小，且內容物無損失，才能達到該濃度。今天地球上不存在這樣的特徵。
乾涸的瀉湖的主張並非獨一無二。本著類似的精神，其他前生物化學家援引了冰凍的冰川湖、山腰的淡水池塘、流動的溪流、海灘、乾燥的沙漠、火山含水層和整個全球海洋（根據需要冷凍或溫暖），以支援他們的要求，即用於RNA合成的“核苷酸湯”將以某種方式在早期地球上產生。
我想到的類比是一位高爾夫球手，他將高爾夫球打過一個18洞球場後，便假設球也可以在他不在的情況下自行繞球場打一圈。他已經證明了事件的可能性；只需要假設某些自然力（例如地震、風、龍捲風和洪水）可以在足夠的時間內產生相同的結果。自發的RNA形成不需要違反任何物理定律，但是其發生的機率是如此之低，以至於該建議暗示非生物世界天生就渴望產生RNA。大多數仍然支援“RNA優先”理論的生命起源科學家要麼接受這個概念（即使不是明確地接受），要麼認為巨大的不利機率只是被好運克服了。
更簡單的複製器？
許多化學家在面臨這些困難時，都像著火的建築物一樣逃離了“RNA優先”的假設。然而，有一組人仍然被自我複製分子的願景所吸引，他們選擇了一條通往類似危險的出口。在這些修訂後的理論中，一種更簡單的複製器首先出現，並在“前RNA世界”中支配著生命。已經提出了各種變體，其中RNA的鹼基、糖或整個骨架都被更簡單的物質所取代，這些物質更容易透過前生物合成獲得。據推測，這種第一複製器也將具有RNA的催化能力。由於迄今為止在現代生物學中尚未識別出這種假設的原始複製器和催化劑的痕跡，因此在RNA出現後的某個時刻，它一定完全接管了其所有功能。
此外，任何此類複製器在沒有化學家的幫助下自發出現所面臨的不可信程度，遠超過製備一碗普通的核苷酸湯所涉及的不可信程度。讓我們假設，在有利於它們連線成鏈的條件下，某種程度上已經組裝了一種富含所有這些擬議複製器構建模組的湯。它們會伴隨著大量的缺陷構建模組，這些缺陷構建模組的加入會破壞鏈條充當複製器的能力。最簡單的缺陷單元將是一個終止子，一個只有一條“臂”可用於連線的元件，而不是支援鏈條進一步生長所需的兩條“臂”。
沒有理由假設冷漠的自然不會隨機地組合單元，從而產生各種混合的短鏈、終止鏈，而不是支援複製器和催化功能所需的、具有均勻骨架幾何形狀的更長的鏈。可以進行機率計算，但我更喜歡一個廣泛使用的類比的變體。想象一下一隻大猩猩（需要很長的手臂）在一個連線到文字處理器的巨大鍵盤上。鍵盤不僅包含英語和歐洲語言中使用的符號，還包含從每種已知的其他語言以及儲存在典型計算機中的所有符號集中提取的大量多餘符號。我上面描述的池中自發組裝複製器的機會可以與大猩猩用英語編寫一份連貫的辣椒醬食譜的機會相提並論。考慮到類似的問題，斯克裡普斯研究所的傑拉爾德·F·喬伊斯和索爾克研究所的萊斯利·奧格爾得出結論，在沒有生命的地球上自發出現RNA鏈“將近乎奇蹟”。我將此結論擴充套件到我上面提到的所有擬議的RNA替代品。
小分子的生命
諾貝爾獎得主克里斯蒂安·德杜夫呼籲“拒絕高得無法估量的可能性，這些可能性只能被稱為奇蹟，屬於科學探究範圍之外的現象。” DNA、RNA、蛋白質和其他精細的大分子必須被排除在生命起源的參與者之外。無生命的自然為我們提供了各種小分子的混合物，其行為受科學定律而不是人類干預的支配。
幸運的是，一組可以利用這些材料的替代理論已經存在了幾十年。這些理論採用熱力學而非遺傳的生命定義，根據卡爾·薩根在《大英百科全書》中提出的方案：一個透過能量流動驅動的迴圈來增加有序度（降低熵）的區域性區域將被認為是活的。這種小分子方法植根於蘇聯生物學家亞歷山大·奧帕林的觀點，目前著名的發言人包括德杜夫、高階研究所的弗里曼·戴森、聖達菲研究所的斯圖爾特·考夫曼、魏茨曼研究所的朵龍·蘭賽特、喬治梅森大學的哈羅德·莫羅維茨和獨立研究員岡特·瓦希特沙伊澤。我估計，大約三分之一參與生命起源研究的化學家贊同基於這一思想的理論。這種型別的生命起源提議在具體細節上有所不同；在這裡，我將嘗試列出五個共同的要求（並新增一些我自己的想法）。
(1) 需要一個邊界來區分生命與非生命。生命以其高度的組織性而著稱，但是熱力學第二定律要求宇宙朝著無序或熵增加的方向移動。但是，一個漏洞允許熵在有限的區域內減少，前提是該區域外發生更大的增加。當活細胞生長和繁殖時，它們同時將化學能或輻射轉化為熱量。釋放的熱量增加了環境的熵，補償了生物系統中的減少。邊界將世界劃分為生命口袋和它們必須維持自身的非生物環境。
如今，由被歸類為脂質的化學物質製成的複雜的雙層細胞膜將活細胞與它們的環境分隔開來。當生命開始時，某些自然特徵可能起著相同的作用。加利福尼亞大學聖克魯茲分校的大衛·W·迪默在隕石中觀察到了類似膜的結構。其他提議則提出了當今生命不使用的自然邊界，例如硫化鐵膜、礦物表面（其中靜電相互作用將選定的分子與它們的環境分離）、小池塘和氣溶膠。
(2) 需要能量來源來驅動組織過程。我們消耗碳水化合物和脂肪，並將它們與我們吸入的氧氣結合，以維持我們的生命。微生物的功能更多樣化，可以使用礦物質代替食物或氧氣。在任何一種情況下，所涉及的轉換都稱為氧化還原反應。它們涉及電子從富含電子（或還原）的物質轉移到貧電子（或氧化）的物質。植物可以直接捕獲太陽能，並將其用於生命的功能。其他形式的能量在特殊情況下被細胞使用——例如，膜兩側酸度的差異。其他形式，如放射性和突兀的溫度差異，可能被宇宙其他地方的生命所使用。在這裡，我將氧化還原反應視為能量來源。
(3) 必須存在一種耦合機制，將能量的釋放與產生和維持生命的組織過程聯絡起來。能量的釋放不一定會產生有用的結果。當汽油在我的汽車氣缸內燃燒時會釋放出化學能，但是除非使用該能量轉動車輪，否則汽車不會行駛。需要機械連線或耦合。每天，在我們自己的細胞中，我們每個人都會降解數磅名為ATP的核苷酸。這種有利反應釋放的能量用於驅動不利但對我們的生物化學至關重要的過程。當反應共享一個共同的中間體時，就可以實現連線，並且酶的介入會加速該過程。小分子方法的一個假設是，自然界中存在耦合反應和足以啟動生命的原始催化劑。
(4) 必須形成一個化學網路，以允許適應和進化。 現在我們來談論核心問題。例如，想象一下，一個自然產生的礦物質的有能量釋放的氧化還原反應，與一個隔間內有機化學物質A轉化為另一種化學物質B的過程相連。礦物質中有利的、釋放能量的、熵增的反應驅動著A到B的轉化。我將這個關鍵的轉化稱為驅動反應，因為它充當了啟動組織過程的引擎。如果B簡單地重新轉化為A或從隔間中逃逸，我們就不會走上組織化程度提高的道路。相反，如果一個多步驟的化學途徑——例如，B到C到D到A——將B重新轉化為A，那麼這個迴圈過程（或週期）中的步驟就會受到青睞，因為它們補充了A的供應，從而使礦物質反應能夠持續釋放能量。
如果我們把這個迴圈想象成一個環形鐵路線，能量來源會保持火車單向繞行。每個車站也可能是一些支線的樞紐，例如一條連線D站和另一個車站E的支線。火車可以沿著這條支線雙向行駛，從而減少或增加迴圈中的交通流量。然而，由於A的不斷消耗，物質會從D被拉向A。由此產生的D的消耗反過來又傾向於將物質從E拉向D。透過這種方式，物質沿著支線被“拉”入中心迴圈，從而最大限度地釋放伴隨驅動反應的能量。
這個迴圈也可以適應不斷變化的環境。小時候，我對從漏水消防栓中流出的水，會找到一條下坡到最近的下水道的路徑的方式感到著迷。如果落葉或丟棄的垃圾堵塞了這條路徑，水就會迴流，直到找到另一條繞過障礙物的路徑。同樣，如果酸度或其他環境因素的變化阻礙了從B到A的路徑中的某個步驟，物質就會迴流，直到找到另一條路徑。這種型別的額外變化會將原始迴圈轉化為一個網路。這種對化學“景觀”的試錯探索也可能會發現一些可以催化迴圈中重要步驟的化合物，從而提高網路利用能量源的效率。
(5) 該網路必須生長和繁殖。 為了生存和增長，網路必須以補償其物質流失路徑的速度來獲取物質。網路物質從隔間擴散到外部世界是符合熵的，並且會在一定程度上發生，特別是在生命開始時，邊界是由環境建立的粗糙邊界，而不是經過數十億年進化後如今非常有效的細胞膜。一些副反應可能會產生氣體，這些氣體會逸出，或者形成焦油，這些焦油會從溶液中析出。如果這些過程加起來超過了網路獲取物質的速度，那麼它就會被熄滅。外部燃料的耗盡也會產生同樣的效果。我們可以想象，在早期地球上，發生了許多這種型別的啟動，涉及許多替代的驅動反應和外部能量源。最後，一個特別頑強的網路會紮根並維持自身。
一個繁殖系統最終必須發展起來。如果我們的網路位於脂質膜中，那麼在它生長到足夠大之後，物理力可能會將其分裂。（弗里曼·戴森將這樣的系統描述為“垃圾袋世界”，與RNA世界的“整潔美麗的場景”形成對比。）在一個礦物質內的隔間中發揮作用的系統可能會溢位到相鄰的隔間中。無論機制如何，這種分散到分離單元中的方式都可以保護系統免受區域性破壞性事件的完全滅絕。一旦建立起獨立的單元，它們就可以以不同的方式進化，並相互競爭原材料；我們將從透過可用能量源的作用從非生物物質中產生的生命，過渡到透過達爾文進化來適應環境的生命。
正規化轉變
我所描述的這類系統通常被歸類為“代謝優先”，這意味著它們不包含遺傳機制。換句話說，它們不包含任何明顯的分子或結構，可以使儲存在其中的資訊（它們的遺傳資訊）被複制並傳遞給它們的後代。然而，一小堆物品所包含的資訊與描述這些物品的列表相同。例如，我的妻子給我一張超市購物清單；我帶回來的雜貨物品集合包含與清單相同的資訊。多龍·蘭賽特將儲存在小分子中的遺傳資訊，而不是像DNA或RNA這樣的列表，稱為“組合基因組”。
這種小分子起源生命的方法對自然提出了幾個要求（一個隔間、一個外部能量供應、一個與該供應相連的驅動反應，以及包含該反應的化學網路的存在）。然而，這些要求本質上是普遍的，並且比形成能夠充當複製子的分子所需的多步驟複雜途徑的可能性要大得多。
多年來，許多理論論文提出了特定的代謝優先方案，但很少有實驗工作來支援這些方案。在已發表實驗的情況下，它們通常用於證明所提出的迴圈中個別步驟的合理性。也許最大的新資料來自岡特·瓦赫特肖瑟和他在慕尼黑工業大學的同事。他們已經證明了在金屬硫化物催化劑存在下，氨基酸的組合和分離的迴圈部分。轉化的能量驅動力由一氧化碳氧化為二氧化碳提供。他們尚未證明完整迴圈的運作或其維持自身並進行進一步演化的能力。需要一個展示這三個特徵的“確鑿證據”實驗來確立小分子方法的有效性。
主要的首要任務是識別候選的驅動反應——與豐富的外部能量源（例如一氧化碳或礦物質的氧化）相連的小分子轉化（以前例中的A到B）。一旦確定了合理的驅動反應，就無需預先指定系統的其餘部分。所選的成分（包括能量源）加上自然過程通常產生（並且可能在早期地球上很豐富）的其他小分子的混合物可以組合在一個合適的反應容器中。如果建立了一個不斷演化的網路，我們會期望網路中參與者的濃度會隨著時間的推移而增加和改變。可能會出現新的催化劑，它們會提高關鍵反應的速度，而無關的物質會減少。反應器將需要一個輸入裝置，以允許補充能量供應和原材料，並需要一個出口，以允許去除廢物和不屬於網路的化學物質。
在這樣的實驗中，失敗很容易被識別。能量可能會被耗散，而不會對其他化學物質的濃度產生任何重大變化，或者化學物質可能只是轉化為焦油，從而堵塞裝置。一個成功可能會展示通往生命道路的最初步驟。這些步驟不需要複製早期地球上發生的步驟。更重要的是，要證明一般原理並使其可用於進一步研究。可能存在許多通往生命的潛在路徑，選擇取決於當地環境。
瞭解導致生命出現的最初步驟並不會揭示導致今天我們熟悉的基於DNA-RNA-蛋白質的生物體的具體事件。然而，因為我們知道進化不會預料未來的事件，我們可以假設核苷酸最初出現在代謝中是為了其他目的，也許是作為催化劑或作為儲存化學能的容器（核苷酸ATP今天仍然起到這個作用）。一些偶然的事件或情況可能導致核苷酸連線形成RNA。今天RNA最明顯的功能是充當結構元素，協助蛋白質合成中氨基酸之間的鍵的形成。最初的RNA可能也起到了相同的作用，但沒有任何對特定氨基酸的偏好。為了“發明”我們在今天的生命中觀察到的複製和特定蛋白質合成的複雜機制，還需要在進化中採取更多步驟。
如果一般的小分子正規化得到證實，那麼我們對生命在宇宙中的地位的期望將會改變。正如RNA優先方案中的那樣，生命有一個非常不可思議的開端，這意味著我們生活在一個孤獨的宇宙中。用已故的雅克·莫諾的話來說，“宇宙並沒有孕育生命，生物圈也沒有孕育人類。我們的號碼在蒙特卡羅遊戲中出現了。”然而，小分子替代方案與生物學家斯圖爾特·考夫曼的觀點相一致：“如果這一切都是真的，生命的可能性比我們想象的要大得多。我們不僅在宇宙中安家落戶，而且我們更有可能與未知的同伴分享它。”
羅伯特·夏皮羅是紐約大學化學榮譽退休教授和高階研究科學家。他是125多篇出版物的作者或合作者，主要研究DNA化學領域。特別是，他和他的合作者研究了環境化學物質損害我們遺傳物質的方式，這些損害會導致突變和癌症。2004年，他被授予資訊、複雜性和推斷領域的特洛特獎。夏皮羅為公眾撰寫了四本書：《地球之外的生命》（與傑拉爾德·費恩伯格合著）；《起源，對地球生命創造的懷疑論者指南》；《人類藍圖》（關於解讀人類基因組的努力）；和《行星夢想》（關於在太陽系中尋找生命）。當他不參與研究、講課或寫作時，他喜歡跑步、徒步旅行、品酒、看戲和旅行。他已婚，有一個35歲的兒子。