생명의 기원(화학적 진화설 등)

생명의 자연발생설은 생명체가 무생물에서 저절로 발생할 수 있다는 오랜 믿음이다. 고대부터 19세기 중반까지 널리 받아들여진 이 관념은 썩은 고기에서 구더기가, 진흙에서 개구리가 생겨나는 것 같은 일상적인 관찰에 기반을 두었다. 아리스토텔레스는 생명이 흙, 공기, 불, 물이라는 네 원소와 열, 습기 같은 활력의 조합에서 비롯된다고 주장하며 이 이론을 체계화했다[2].

17세기 중반 프란체스코 레디는 최초의 체계적인 반박 실험을 수행했다. 그는 썩는 고기를 여러 유리병에 넣고, 일부는 공기가 통하지 않도록 막고 일부는 막지 않은 상태로 두었다. 막지 않은 병에서만 구더기가 나타났고, 이는 구더기가 공중을 날아다니는 파리가 낳은 알에서 부화한다는 것을 증명했다. 이 실험은 고등 생물의 자연발생을 부정했지만, 현미경으로 발견된 미생물에 대해서는 여전히 의문을 남겼다.

미생물의 자연발생설에 대한 결정적 타격은 19세기 루이 파스퇴르의 실험에서 비롯되었다. 그는 목이 긴 구부러진 플라스크(백조목 플라스크)를 사용하여 실험했다. 플라스크에 영양 배지를 넣고 목 부분을 가열하여 구부러진 형태로 만든 후, 내용물을 끓여 멸균했다. 공기는 자유롭게 통과할 수 있었지만, 공기 중의 먼지와 미생물 포자는 구부러진 목 부분에 걸려 배지에 도달하지 못했다. 이 플라스크는 오랜 시간 동안 미생물이 자라지 않은 채로 남아있었다. 플라스크의 목을 부러뜨려 공기 중 입자가 직접 들어가게 하자 곧 미생물이 증식했다. 이 실험은 "모든 생명은 기존 생명으로부터 비롯된다"는 생물속생설을 확립하며 자연발생설을 과학적으로 반증했다.

파스퇴르의 실험 이후 자연발생설은 폐기되었고, 현대 생물학의 근간이 되었다. 그러나 이는 "현재의 지구 환경에서" 생명이 무생물에서 자연발생하지 않는다는 것을 의미할 뿐, 수십억 년 전 원시 지구의 특수한 조건에서 생명이 화학적 과정을 통해 기원했을 가능성, 즉 화학적 진화설과는 별개의 문제이다.

생명의 자연발생설이 과학적으로 부정된 이후, 생명의 기원에 대한 새로운 이론적 틀을 제시한 것은 알렉산드르 오파린과 존 홀데인이었다. 이들의 독립적인 제안은 현대 화학적 진화설의 토대를 마련했다.

1924년 소련의 생화학자 오파린은 저서 『생명의 기원』에서 생명이 원시 지구의 비생물적 과정을 통해 점진적으로 진화했다는 가설을 체계화했다. 그의 핵심 개념은 원시 스프였다. 오파린은 원시 대기가 메테인, 암모니아, 수소, 수증기 등 환원성 기체로 구성되어 있었다고 가정했다. 이러한 기체들이 번개나 자외선과 같은 에너지원에 의해 반응하면 유기 화합물이 합성되고, 이들이 비에 씻겨 내려와 따뜻한 바다에 축적되어 점점 농축된 '원시 스프'를 형성했다고 주장했다. 이 스프 내에서 유기물은 더 복잡한 콜로이드 입자로 응집되어 '코아세르베이트'라는 방울을 만들었고, 이것이 물질대사와 성장, 분열의 초기 형태를 보이는 원시 생명체의 전구체가 되었다고 설명했다.

거의 동시에 1929년 영국의 유전학자 존 홀데인도 유사한 가설을 발표했다. 그는 원시 대기를 이산화탄소와 암모니아가 풍부한 환경으로 보았으며, 자외선에 의해 합성된 유기물이 바다에 축적되어 '뜨거운 묽은 수프' 상태가 되었다고 기술했다. 홀데인은 특히 유기 분자들이 농축되고 복제 능력을 갖춘 최초의 생명체가 등장하는 과정에서 자연선택의 원리가 매우 초기부터 작용했을 것이라고 강조했다. 오파린과 홀데인의 가설은 세부적 구성과 강조점에서 약간의 차이는 있었지만, 생명의 기원이 단일한 사건이 아닌 일련의 화학적 진화 단계를 통해 이루어졌다는 점, 그리고 그 첫 단계가 무기물로부터 유기물의 비생물적 합성이라는 점에서 핵심 아이디어를 공유했다. 이들의 작업은 생명의 기원 연구를 추측의 영역에서 실험적으로 검증 가능한 과학적 탐구의 영역으로 끌어올리는 계기가 되었다.

원시 지구의 대기는 오늘날과는 근본적으로 다른 성분을 가졌을 것으로 추정된다. 초기 지구는 막 형성된 뒤 강한 화산 활동을 통해 다량의 가스를 방출했으며, 이로 인해 환원성 대기가 형성되었다는 것이 일반적인 가정이다. 이 대기는 수소, 암모니아, 메탄, 수증기 등으로 주로 구성되었으며, 자유 산소는 거의 존재하지 않았다[4]. 이러한 환경은 유기물이 자연적으로 합성되기에 유리한 조건을 제공했다.

한편, 원시 해양은 '원시 스프' 또는 '따뜻한 작은 연못'으로 비유되곤 한다. 강렬한 자외선과 빈번한 번개, 그리고 활발한 화산 활동으로 인해 대기 중에서 생성된 다양한 유기물이 빗물에 씻겨 내려와 초기 바다에 축적되었다. 이 해양은 점차 아미노산, 당류, 염기 등 생명의 기본 구성 요소인 유기 화합물이 풍부한 용액이 되었다. 당시 해수는 오늘날보다 더 따뜻하고 산성일 가능성이 있으며, 염분 농도도 달랐을 것으로 여겨진다.

원시 대기의 정확한 구성에 대해서는 여전히 논쟁이 존재한다. 일부 연구자들은 초기 대기가 이산화탄소와 질소를 주성분으로 한 약한 환원성 또는 중성일 가능성을 제기하기도 한다. 이는 화학적 진화설의 세부 모델과 실험 결과에 영향을 미치는 중요한 변수이다. 원시 해양의 환경도 전 지구적으로 균일하지 않았을 것이며, 특히 심해 열수구 주변과 같은 지역은 화학적 환경이 크게 달라 독특한 화학 반응의 장이 되었을 수 있다.

1953년, 스탠리 밀러와 해롤드 유리는 원시 지구의 대기 환경을 모방한 실험 장치를 고안하여 유기화합물의 무생성적 합성을 처음으로 실증적으로 보여주었다. 이 실험은 오파린-홀데인의 가설을 검증하기 위한 시도로, 물(*증류수), 메탄, 암모니아, 수소로 구성된 가스 혼합물을 플라스크에 넣고 전기 스파크(번개를 모방)를 수일간 지속적으로 발생시켰다. 그 결과, 플라스크 내부의 액체에서 여러 종류의 아미노산과 같은 생명체 구성 물질이 생성된 것을 확인하였다[5].

밀러-유리 실험은 단순한 유기물이 원시 대기 조건 하에서 자연적으로 형성될 수 있음을 입증함으로써 화학적 진화설의 핵심적 증거로 자리 잡았다. 이후 연구자들은 실험 조건을 다양하게 변형하여 추가적인 발견을 이루었다. 예를 들어, 원시 대기의 구성 성분을 이산화탄소와 질소가 풍부한 것으로 변경하거나, 에너지원을 자외선이나 열(열수구 모방)로 대체하는 실험에서도 유사한 유기물이 생성되었다. 다음은 주요 유기물 합성 실험들의 개요이다.

이러한 일련의 실험들은 생명의 기본 구성 요소인 아미노산, 핵염기, 당류 등이 원시 지구에서 비교적 쉽게 합성될 수 있었을 것임을 시사한다. 그러나 이 실험들로 생성된 유기물은 주로 생체고분자의 전구체에 불과하며, 이들이 어떻게 더 복잡한 단백질이나 핵산으로 조립되고 진화했는지에 대한 설명은 추가적인 연구 과제로 남아있다.

단백질의 구성 요소인 아미노산은 원시 지구 조건에서 비교적 쉽게 합성될 수 있었다. 밀러-유리 실험과 같은 연구는 방전, 자외선, 열과 같은 에너지원이 원시 대기의 가스 혼합물에 작용하면 다양한 아미노산이 자연적으로 생성됨을 보여주었다. 생성된 아미노산은 빗물에 녹아 원시 해양에 축적되었을 것으로 추정된다. 그러나 이러한 아미노산이 중합되어 폴리펩타이드나 단백질을 형성하는 과정은 더 복잡한 문제를 제기한다. 물 속에서는 가수분해 반응이 촉진되어 중합체가 쉽게 분해되기 때문이다. 이를 극복하기 위한 가설로는 열에 의한 건조 중합, 점토 광물 표면에서의 촉매 작용, 또는 열수 분출구 근처의 조건 등이 제안되었다.

핵산, 특히 RNA의 전구체인 뉴클레오타이드의 비생물적 형성은 더 큰 도전 과제로 여겨진다. 뉴클레오타이드는 인산, 당(리보스), 그리고 질소 염기라는 세 가지 구성 요소가 특정한 화학 결합으로 연결되어야 한다. 각 구성 요소는 원시 조건에서 합성될 가능성이 실험적으로 확인되었지만, 이들이 안정적으로 결합하여 뉴클레오타이드를 형성하는 경로는 명확히 규명되지 않았다. 특히 리보스 당은 물 속에서 불안정하여 쉽게 분해되는 성질을 가지고 있다.

이러한 난관을 설명하기 위해 여러 경로가 연구되고 있다. 한 가지 접근법은 뉴클레오타이드 구성 요소 대신, 더 단순한 전구체 분자들이 서로 다른 순서로 반응하여 최종적으로 뉴클레오타이드와 유사한 구조를 만들어낼 수 있다는 것이다. 또 다른 중요한 아이디어는 광물 표면의 촉매 작용이다. 특정 점토 광물이나 황화물 광물의 표면은 이러한 복잡한 분자들을 흡착하고 배열하여 중합 반응을 촉진할 수 있는 환경을 제공했을 가능성이 있다. 아래 표는 주요 생체고분자 전구체의 형성 가능 경로를 요약한 것이다.

결국, 단백질과 핵산의 전구체 형성은 단일 메커니즘보다는 다양한 화학적 경로와 환경적 조건(건조/습윤 주기, 광물 촉매, 온도 구배 등)이 복합적으로 작용한 결과일 것으로 추측된다. 이들 전구체가 형성된 후, 다음 단계인 생체고분자의 중합과 자기조립으로 이어지는 과정이 연구의 초점이다.

지질은 물에 닿으면 자발적으로 지질 이중층 막을 형성하는 특성을 가진다. 이는 소수성 꼬리가 물을 피하고 친수성 머리가 물과 접촉하려는 성질 때문이다. 이러한 막은 내부의 물질을 외부 환경으로부터 분리하는 경계 역할을 하여, 원시세포의 가장 기본적인 구조를 제공할 수 있었다.

원시 지구 환경에서 형성된 지질은 주로 지방산과 같은 비교적 단순한 분자였을 것으로 추정된다. 실험적으로, 이러한 지질은 물속에서 자발적으로 액포나 미셀을 형성하며, 내부에 핵산이나 아미노산과 같은 생체 분자들을 가둘 수 있음이 확인되었다. 이러한 구조물은 외부에서 유입된 에너지원을 이용해 내부에서 화학 반응을 지속하거나, 심지어 분열과 유사한 현상을 보이기도 한다[7].

원시세포 모델 연구는 이러한 자가 조립된 지질 막 구조가 어떻게 더 복잡한 생명 현상의 토대가 되었는지를 탐구한다. 대표적인 모델로는 다음과 같은 것들이 제안되었다.

이러한 모델들은 생명체의 필수 특성인 구획화, 물질 대사, 자기 복제 중 하나 이상을 구현하는 데 초점을 맞춘다. 특히 지질 이중층은 세포막의 원형으로서, 내부 화학 환경을 안정화하고 삼투압 차이를 유지하는 데 결정적인 역할을 했다.

RNA 세계 가설의 핵심은 RNA 분자가 현대 생명체의 DNA와 단백질이 담당하는 두 가지 핵심 기능, 즉 유전 정보의 저장과 화학 반응의 촉매를 동시에 수행할 수 있다는 점에 기반을 둔다. 1980년대 초, 리보자임이라 불리는 RNA 분자가 생체 내에서 RNA 가수분해와 같은 반응을 촉매할 수 있다는 사실이 발견되었다[10]. 이는 생체 촉매의 영역이 단백질인 효소에만 국한되지 않음을 보여주었고, RNA가 유전 정보를 지닌 동시에 스스로를 복제하거나 다른 분자를 변형시킬 수 있는 능력을 가졌을 가능성을 제시했다.

RNA의 정보 저장 기능은 그 구조에서 비롯된다. DNA와 마찬가지로 RNA는 뉴클레오타이드 사슬로 이루어져 있으며, 염기 서열을 통해 정보를 부호화할 수 있다. 이 이중 기능성은 초기 생명 진화에서 단일 분자 종류가 복잡한 시스템의 출발점이 될 수 있음을 의미한다. 즉, 단백질 세계가 등장하기 전에, RNA 분자들만으로 구성된 'RNA 세계'에서 유전 정보의 복제와 대사 반응의 촉매가 동시에 이루어졌을 것으로 추정된다.

이러한 RNA의 능력을 보여주는 실험적 증거들이 축적되어 왔다. 연구자들은 실험실 조건에서 무작위 RNA 서열 집단으로부터 특정 기질에 결합하거나 화학 결합을 형성 및 절단하는 리보자임을 선별해냈다. 더욱이, 스스로의 일부를 복제할 수 있는 짧은 RNA 서열이나, 다른 RNA 조각을 연결하여 더 긴 사슬을 만드는 리보자임도 발견되었다. 이러한 결과들은 RNA가 진화의 초기 단계에서 자기 복제와 단순한 대사 경로를 구축하는 데 중심 역할을 했을 가능성을 지지한다.

그러나 RNA 세계가 완전한 생명체로 가는 모든 단계를 설명하기에는 여전히 난제가 존재한다. 가장 큰 도전 과제는 비생물적 조건 하에서 RNA의 전구체인 리보뉴클레오타이드가 어떻게 자연적으로 형성되고 중합되었는지에 대한 구체적인 경로를 완전히 규명하는 것이다. 또한, 초기 RNA 분자의 복제 정확도와 효율성은 현대 생명체의 시스템에 비해 매우 낮았을 것이며, 이러한 불완전한 시스템이 어떻게 더 안정적인 DNA와 기능적으로 특화된 단백질로 그 역할을 넘겨주게 되었는지에 대한 상세한 진화적 경로는 활발한 연구 주제로 남아 있다.

RNA 세계는 생명체의 정보 저장과 촉매 기능이 모두 RNA에 의해 수행되는 단계를 가리킨다. 그러나 현대 생명체는 정보 저장에는 DNA를, 대부분의 촉매 기능에는 단백질을 사용한다. 따라서 RNA 세계에서 DNA/단백질 세계로의 전환이 어떻게 일어났는지가 중요한 연구 주제이다.

이 전환의 핵심은 RNA의 기능이 분화되고, 보다 효율적인 분자로 대체되는 과정에 있다. 먼저, RNA 중 일부는 리보자임으로서 자신을 복제하거나 다른 RNA를 절단하는 능력을 진화시켰을 것이다. 이후, RNA 주형을 이용하여 아미노산을 연결하는 초기 형태의 번역 기구가 등장했을 것으로 추정된다. 이 과정에서 RNA는 점차 단백질 합성을 위한 주형(mRNA)과 운반자(tRNA), 촉매 역할(리보솜 RNA)로 특화되어 갔다.

정보 저장 분자로서 DNA로의 전환은 안정성 측면에서 유리했을 것이다. DNA의 디옥시리보스 당은 RNA의 리보스 당보다 산화에 덜 취약하여 화학적으로 안정하다. RNA 세계에 이미 존재하던 리보뉴클레오타이드에서 리보뉴클레오타이드 환원효소와 같은 효소(초기에는 리보자임이 담당했을 것)의 작용으로 디옥시리보뉴클레오타이드가 합성되고, 이들이 중합되어 DNA가 생겨났을 것으로 본다. DNA는 보다 안정적인 정보 저장고의 역할을 맡게 되었고, RNA는 주로 DNA와 단백질 사이의 중간 매개체 역할로 전문화되었다.

이 전환을 요약하면 다음과 같은 단계적 과정을 상정할 수 있다.

이 전환은 갑작스러운 사건이 아니라, RNA, DNA, 단백질이 상호작용하며 점진적으로 기능을 재편한 결과로 이해된다. RNA 세계의 유물은 오늘날에도 리보솜의 촉매 중심이 RNA로 이루어져 있고, ATP, 조효소 A 등 많은 보조 인자가 뉴클레오타이드 유래물이라는 사실에서 확인할 수 있다.

우주생명설, 또는 판스페르미아(Panspermia)는 생명의 기원이 지구 자체가 아니라 우주 공간이나 다른 천체에서 비롯되었다는 가설이다. 이 이론에 따르면, 생명의 씨앗(예: 미생물 포자나 유기 분자)이 운석, 혜성, 우주 먼지 또는 우주선에 의해 지구로 운반되었다. 따라서 지구상 생명의 진화는 외부에서 유입된 '씨앗'에서 시작되었으며, 지구는 생명이 태어난 장소가 아니라 번성한 장소에 해당한다.

판스페르미아 가설은 크게 두 가지 형태로 나뉜다. 첫째는 '은하계 판스페르미아'로, 생명체가 은하계 내를 여행하며 다양한 행성계에 퍼져나갔다는 개념이다. 둘째는 '행성간 판스페르미아'로, 생명체가 태양계 내의 한 천체(예: 화성)에서 다른 천체(지구)로 이동했다는 보다 제한된 개념이다. 특히 화성에서 유래한 운석에서 유기물이나 미세 구조체가 발견된 것은 후자에 대한 관심을 불러일으켰다[12].

이 가설의 주요 지지 근거와 메커니즘은 다음과 같다.

그러나 우주생명설은 근본적인 질문을 해결하지는 못한다. 생명이 지구가 아닌 다른 곳에서 시작되었다면, 결국 우주 어딘가에서는 생명이 비생명 물질로부터 어떻게 탄생했는지 설명해야 하기 때문이다. 따라서 이 가설은 생명의 기원 문제를 지구에서 우주 다른 곳으로 옮겨 놓은 것에 불과하다는 비판을 받는다. 또한, 생명체가 장기간의 우주 여행과 지구 대기권 돌입 시의 고열과 충격을 견디며 살아남아 번식할 수 있었는지에 대한 실증적 증거는 아직 부족하다.

심해 열수구 기원설은 생명의 기원이 심해의 열수분출공 주변 환경에서 일어났을 가능성을 제기하는 가설이다. 이 이론은 표준적인 화학적 진화설이 상정하는 따뜻한 원시 수프나 간조 지대와는 대조적으로, 고압·고온의 해저 환경이 생명 탄생에 필요한 에너지원과 촉매 조건을 제공했을 것이라고 주장한다.

열수분출공, 특히 알칼리성 열수분출공은 해저 지각의 균열을 통해 약 70~110°C의 따뜻한 액체가 분출하는 지점이다. 이 환경은 풍부한 수소, 황화수소, 메탄 등의 환원성 화합물을 포함하며, 온도와 pH의 자연적인 기울기가 형성된다. 이러한 화학적 기울기는 양성자 구동력과 유사한 형태의 에너지원 역할을 할 수 있으며, 무기 광물로 이루어진 다공성 구조는 초기 생체고분자의 농축과 반응을 촉진하는 장소를 제공한다[14].

이 가설의 주요 장점은 생명의 핵심 과정인 대사의 기원을 설명하는 데 초점을 맞춘다는 점이다. 열수구 환경에서는 지질 이중층을 형성할 수 있는 지질 분자가 자연적으로 생성되고 집중될 수 있으며, 광물 표면에서 일어나는 화학 반응이 점차 복잡해져 최초의 원시세포와 유사한 구획을 형성했을 것으로 추정한다. 이는 정보 분자인 RNA의 형성을 먼저 가정하는 RNA 세계 가설과는 다른 접근법이다.

현재 이 가설은 활발한 연구 대상이며, 실험실에서 열수구 조건을 모방한 연구를 통해 지질 미세낭포 형성이나 철-황 군집에서의 간단한 대사 반응 순환 등이 가능함이 보고되고 있다. 그러나 열수구의 가혹한 환경에서 핵산과 같은 취약한 정보 분자가 어떻게 안정적으로 유지되고 진화할 수 있었는지 등은 여전히 해결해야 할 과제로 남아 있다.

현대의 생명 기원 연구는 화학적 진화설의 핵심 단계들을 실험실에서 재현하고 검증하는 데 초점을 맞추고 있다. 연구자들은 원시 수프 가설을 넘어, 지질 이중층 형성, RNA 세계의 실현 가능성, 그리고 무기물 표면에서의 촉매 반응 등 보다 복잡한 시나리오를 탐구한다. 특히, 자기조립 현상을 이용해 원시세포 모델을 만드는 연구가 활발하다. 예를 들어, 지질로 구성된 액포 내부에 리보자임과 같은 RNA 촉매를 가두어, 대사와 복제의 초기 형태를 모방하는 시스템이 개발되고 있다[16].

또한, 심해 열수구 환경을 모방한 고온고압 실험 장치를 통해, 철-황 광물 표면에서 일어날 수 있는 유기 반응 경로를 조사한다. 이는 아세틸-CoA 경로와 같은 초기 대사 회로의 무기적 기원을 설명할 가능성을 탐색하기 위함이다. 한편, 유전 알고리즘을 이용한 컴퓨터 시뮬레이션은 수백만 세대에 걸친 분자 진화 과정을 모델링하여, 어떤 RNA 서열이 복제와 촉매 기능을 동시에 획득할 수 있는지에 대한 이론적 통찰을 제공한다.

연구 동향은 점차 통합적 접근으로 나아가고 있다. 다음 표는 주요 실험적 접근법과 그 목표를 요약한 것이다.

이러한 실험들은 생명의 핵심 속성인 구획화, 대사, 복제, 진화가 어떻게 비생물적 화학 과정에서 자연스럽게 출현할 수 있었는지에 대한 구체적인 메커니즘을 제시하려는 시도이다. 그러나 실험실 조건은 원시 지구의 광대한 시간과 공간적 규모, 그리고 환경적 복잡성을 완전히 대체할 수 없다는 근본적인 한계를 지닌다.

화학적 진화설은 생명의 기원에 대한 유력한 설명을 제공하지만, 여전히 해결되지 않은 몇 가지 근본적인 문제에 직면해 있다.

가장 큰 난제 중 하나는 핵산과 단백질의 상호의존성, 즉 '닭이 먼저냐 달걀이 먼저냐'의 문제이다. 현대 생명체에서 유전 정보는 DNA에 저장되며, 이 정보의 복제와 발현에는 다양한 단백질 효소가 필수적이다. 반대로, 그 단백질들의 합성 정보는 다시 DNA에 의존한다. 화학적 진화 과정에서 이처럼 복잡한 상호의존 시스템이 어떻게 처음부터 동시에, 또는 순차적으로 발생할 수 있었는지에 대한 명확한 메커니즘은 제시되지 않았다. RNA 세계 가설은 RNA가 정보 저장과 촉매 기능을 모두 수행함으로써 이 딜레마를 우회하려는 시도이지만, 비생물적 조건에서 충분히 길고 기능적인 RNA 분자가 어떻게 자연적으로 조립될 수 있었는지는 여전히 실험적 난관이다.

또 다른 문제는 생명의 핵심 속성인 '대사'의 기원이다. 단순한 유기 분자들이 어떻게 에너지를 획득, 변환, 이용하는 복잡한 순환 반응망, 즉 원시 대사 경로를 형성하게 되었는지에 대한 설명이 부족하다. 유기물이 풍부한 '원시 수프'가 비생물적 합성의 장소였다는 전통적인 생각은, 형성된 분자들이 희석되거나 분해되기 쉬웠을 것이라는 점에서 비판을 받는다. 이에 대한 대안으로 심해 열수구 기원설이 제기되었으나, 이 환경에서도 고분자 형성과 안정화에 필요한 조건이 충족되기 어렵다는 지적이 있다.

마지막으로, '생명'과 '비생명'의 경계를 구분하는 현상, 즉 원시 세포막을 통한 물질 교환의 조절, 자기 복제의 정확성 유지, 그리고 진화를 가능하게 하는 유전 정보의 변이와 선택 압력이 어떻게 초기 화학 시스템에 도입되었는지에 대한 구체적인 화학적 경로는 대부분 추측의 영역에 머물러 있다. 실험실에서는 개별 단계들을 부분적으로 재현할 수 있지만, 이 모든 요소들이 통합되어 최초의 살아있는 시스템으로 이어지는 완전한 시나리오는 아직 제시되지 못했다.