RNA的核酸。不过这个数字算小的了,因为大小相当但又非核酸类的稳定有机分子,种类类多达数百万。
这些适合组成RNA的核酸会自行形成的概念,衍生自1953年米勒(Stanley L. Miller)发表的一个著名实验。他在装有当时认为代表了地球早期大气成份的容器中放电,然后发现容器内形成了胺基酸。在1969年掉落于澳洲的莫契逊陨石里,科学家也发现了胺基酸,显然自然界中含有丰富的这类基本单元。一些科学家于是扩大解释这些结果,认为所有生命基本物质都和米勒实验一样可轻而易举形成或存在于陨石中。然而事实并非如此。
和米勒实验制造的胺基酸比起来,核酸可要复杂多了。胺基酸的基本特征是含有一个胺基(一个氮原子和两个氢原子)和一个羧基(一个碳原子、两个氧原子和一个氢原子),两个化学基连接在同一个碳原子上。构成天然蛋白质的20种胺基酸中,最简单的仅含有两个碳原子,另外17种胺基酸含有三个到六个碳原子。米勒实验制造的胺基酸或其他物质,只含有两个或三个碳原子。相对的,没有任何放电实验或陨石研究能制造或找到任何核酸,显然无生命世界偏好形成碳原子较少的分子,而不利于产生较多碳原子的分子,因此我们生命所用的核酸并不易形成。
为了弥补“RNA为始”概念的致命缺陷,其倡导者于是提出了一个原生合成(prebiotic synthesis)的学说。他们设想了所有的相关条件和原料,尝试显示RNA和其组成的成份可以在实验室中,以一连串小心控制的反应而形成。
在此我们用一个比喻来描述这学说的问题:想像有个打高尔夫球的人在打完18洞之后,就假设没有他挥杆,球也可以自己完成球赛。这些研究者证明RNA可能形成,并假设只要时间够长,一些自然力量(例如地震、风、龙卷风和洪水)组合在一起,也能制造出相同的结果。自然形成RNA分子并不会违反物理定律,但
一些化学家提出在“RNA世界”以前,可能有类似RNA但更简单的复制子存在,并主宰了当时的世界。假设这个复制子也具有RNA一般的催化能力,由于现代生物学找不到任何这个假设中原始复制子和催化子的蛛丝马迹,RNA出现后,一定取代了它所有的功能。
即使自然界提供了一个适合基本单元(不管是核酸或更简单的分子)形成的原生汤,其成份自动组合出复制子的困难度,更胜于制备这锅原生汤。假设我们已经有一锅这样的基本单元汤,条件也利于长链的形成,汤中一定含有大量具有缺陷的单元,任何新链中加进了这类缺陷单元,做为复制子的能力就会遭到破坏,最简单的一种缺陷单元就是只有“单臂”可供连接的分子,它阻断了长链进一步加长。