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  地球誕生時(後期重轟炸期後)的面貌和現在有巨大不同,包圍在地球外表的水汽雖已凝結成液態性的水-海洋,但溫度還是很高,那時具有活動力的火山遍佈地表,不時噴出火山灰和岩漿,大氣很稀薄,氫、一氧化碳等各種氣體於空中形成一朵朵的捲雲,氧氣很少,因無充足的大氣層掩蔽,整個地球曝露在強烈的紫外線之下,與海洋的物質作用。此時雲端的電離子不斷引起風暴,而交加的雷電不時侵襲陸地。

  在海洋中幾百萬年過去,這些物質越聚越多分子間互相影響,而形成更復雜的混合物,在這其間來自外太空的隕石也可能帶來一些元素參與變化,RNA在生命最初的進化中扮演了一個重要角色。RNA比DNA的結構更加簡單,而且是一種更加有效的化學催化劑,因此這就意味著RNA構成的生命比DNA生命更容易出現。DNA有兩項特質:乙聚化和物第一,它能通過轉錄產生mRNA,而mRNA則能夠翻譯出蛋白質;第二,它能自行復制。DNA這兩項特質也是細菌類的有機生物的基本特質,而細菌是生命界最簡單的生命體,也是目前我們可以找到最古老的化石。  DNA的複製本領來自其特殊的構造,DNA為雙股螺旋,細胞的遺傳訊息都在上面。然而DNA在複製過程中也會出錯,或是分子群的一小部分出錯,如此複製工作就不盡完美,製造出來的蛋白質也可能完全不同。但也就是如此演化便開始產生,一旦生命有了不同的型態,自然才能實施淘汰和選擇的法則,生物才能一步步的演化下去。我們從化石中得知三十億年前那些類似細菌的有機物之間,已有顯著的不同。

  生命的演化並不容易,若把地球誕生至今的這段日子當成一年,雖然三月可能已經有微生物,但要到十一月的第三個星期最簡單的魚類才出現。而早期人類在除夕左右出現,但文明人類的時間只有佔據最後一分鐘。

  

  上述描述論及原始大氣時,提到是一個缺氧的環境,此時地球沒有臭氧層的保護。在強烈的紫外線照射下,DNA、RNA及蛋白質難以存在。假如有氧氣存在,其強烈的氧化能力也會破壞蛋白質等有機分子。所以在海中才有機會生成生命的複雜物質。

  上述解釋在產生DNA/RNA遺傳物質的時候只是一筆帶過。然而分子生物學研究發現,蛋白質和遺傳物質存在嚴重的依賴關係。沒有蛋白質的參與無法完成DNA/RNA的複製和組合,沒有DNA/RNA攜帶的資訊,蛋白質也就無從產生。這讓科學家陷入了「先有雞還是先有蛋」的螺旋。 《新不列顛百科全書》說:「惟獨這兩種分子共同發揮作用,生物才可能在地上生存。」可是這套百科全書指出,這兩種分子怎麼會彼此緊密合作,「在生命起源方面」仍然「是個關鍵性的啞謎」。而目前解釋此一矛盾的理論,較為人所知的是「RNA世界學說」,透過具備兩種特性的RNA可以構成簡單的生命形式,才進一步延伸。
自然發生論,或者說生命起源,指的是自然歷程中無生命物質如何演變為有機分子乃至生命的學說。