Abiogeneze (řecky a-bio-geneze, „nebiologický původ“) je ve svém nejobecnějším smyslu vznik života z neživé hmoty. Dnes se termín primárně používá k označení hypotéz o chemickém původu života, například z pravěkého moře nebo v blízkosti hydrotermálních průduchů, a s největší pravděpodobností prostřednictvím řady mezikroků, jako jsou neživé, ale samy se replikující molekuly (biopoiesis). Abiogeneze zůstává hypotézou, což znamená, že je pracovním předpokladem pro vědce, kteří zkoumají, jak život začal. Pokud by se ukázalo, že je nepravdivá, pak by se použil jiný myšlenkový směr k modifikaci nebo nahrazení abiogeneze jako hypotézy. Pokud výsledky testů poskytují dostatečnou podporu pro přijetí, pak je to bod, kdy by se stala teorií.
Klasické pojmy abiogeneze, dnes přesněji známé jako spontánní generace, zastávaly názor, že složité, živé organismy vznikají rozkládajícími se organickými látkami, např. že se v uskladněném obilí spontánně objevují myši nebo v mase spontánně červi.
Podle Aristotela bylo snadno pozorovatelnou pravdou, že mšice vznikají z rosy, která padá na rostliny, blechy z hnilobné hmoty, myši ze špinavého sena a tak dále. V 17. století začaly být takové domněnky zpochybňovány; například v díle sira Thomase Browna Pseudodoxia Epidemica, s podtitulem Dotazy do velmi mnoha přijatých tenetů a běžně předpokládaných pravd, z roku 1646, útok na falešnou víru a „vulgární omyly“. Jeho závěry nebyly široce přijímány, např. jeho současník Alexander Ross napsal: „Zpochybňovat toto (tj. spontánní generaci) znamená zpochybňovat rozum, smysl a zkušenost. Pokud o tom pochybuje, nechť odejde do Egypta a tam nalezne pole hemžící se myšmi, zplozenými z bahna Nylu, k velké pohromě obyvatel.“
Experimentální vědci však nadále snižovali podmínky, za nichž bylo možné pozorovat spontánní vznik složitých organismů. První krok učinil Ital Francesco Redi, který v roce 1668 prokázal, že se v mase neobjevují červi, když mouchám bylo znemožněno naklást vajíčka. Od sedmnáctého století se postupně ukazovalo, že přinejmenším v případě všech vyšších a snadno viditelných organismů byl předchozí názor ohledně spontánního vzniku mylný. Alternativou se zdálo být omne vivum ex ovo: že každý živý tvor pochází z již existujícího živého tvora (doslova z vajíčka).
V roce 1683 pak Antoni van Leeuwenhoek objevil bakterie a záhy se zjistilo, že jakkoli pečlivě může být organická hmota chráněna sítem nebo tím, že je umístěna do zazátkovaných nádob, rozkládá se a vždy je provázen výskytem bezpočtu bakterií a dalších nízkých organismů. Jak se zvyšovaly znalosti o mikroskopických formách života, tak se zvětšovala zdánlivá říše abiogeneze a začalo být lákavé vyslovit hypotézu, že zatímco abiogeneze nemusí probíhat u tvorů viditelných pouhým okem, na mikroskopické úrovni neustále vznikají živé organismy z anorganické hmoty.
V roce 1768 Lazzaro Spallanzani prokázal, že mikrobi pocházejí ze vzduchu a mohou být usmrceni vařením. Přesto až v roce 1862 provedl Louis Pasteur sérii pečlivých experimentů, které prokázaly, že organismy jako bakterie a houby se samy od sebe neobjevují v živných médiích v neživém materiálu, a které podpořily teorii buněk.
O tři roky dříve Darwinova kniha O původu druhů přírodním výběrem (publikovaná v roce 1859) předložila argument, že se moderní organismy vyvinuly během nesmírných časových období z jednodušších rodových forem a že druhy se v průběhu času měnily v souladu s teorií buněk. Darwin sám odmítl spekulovat o některých důsledcích své teorie – že v určitém okamžiku mohl existovat praorganismus bez předchozího předka a že takový organismus mohl vzniknout, zformovaný z neživých molekul.
Přestože Pasteur prokázal, že moderní organismy se v neživých živinách nevytvářejí spontánně, jeho experimenty se omezily na menší systém a na kratší dobu, než je otevřený povrch planety po miliony nebo miliardy let. Praorganismus, který Darwinovy teorie implikují, by se objevil v hluboké geologické minulosti, před 3,87 miliardami let, a měl by vzniknout miliardu let od počátku planety.
V roce 1936 Alexandr Ivanovič Oparin ve své knize „Původ života na Zemi“ demonstroval, že organické molekuly mohou vznikat v atmosféře bez kyslíku působením slunečního světla. Tyto molekuly se podle něj slučují stále složitějším způsobem, dokud se nerozpustí do kocervátové kapičky. Tyto kapičky by se pak mohly spojit s jinými kapičkami a rozpadnout se na dvě repliky originálu. To by se dalo považovat za primitivní formu rozmnožování a metabolismu. Příznivé vlastnosti, jako je zvýšená životnost struktury, by přežily častěji než nepříznivé vlastnosti.
Přibližně ve stejné době J. B. S. Haldane naznačil, že pozemské prebiotické oceány – velmi odlišné od svých moderních protějšků – by vytvořily „horkou zředěnou polévku“, v níž by se mohly tvořit organické sloučeniny, stavební kameny života. Tato myšlenka se nazývala biopoiesis neboli biopoesis, proces živé hmoty vyvíjející se ze sebereplikujících se, ale neživých molekul.
Od té doby existují další experimenty, které se stále zabývají možnými způsoby vzniku života z neživých chemikálií, např. experimenty, které v roce 1961 provedl Joan Oró.
Panspermie, hypotéza, která umožňuje, aby život na Zemi vznikl jinde ve vesmíru, je některými vnímána jako alternativa k abiogenezi. Všechny formy teorie předpokládají, že se život rozšířil vesmírem na Zemi, možná i z jiných hvězdných systémů. Ve své nejsilnější formě Panspermie říká, že život existoval vždy. Běžnější formy však jednoduše přenášejí problém vzniku jinam a jako takové nemají s abiogenezí žádný spor; ve skutečnosti zmírňují potenciální problém časových omezení abiogeneze vyskytující se na Zemi.
Clayova hypotéza (někdy nazývaná hliněná teorie) byla prezentována Grahamem Cairns-Smithem jako možné řešení problému vzniku života z anorganické neživé hmoty. Vychází z předpokladu, že původní živé organismy byly málo komplexní „holé geny“, jejichž tvar a chemické vlastnosti ovlivnily jejich šance na přežití; přechod z anorganických životních forem na organismy založené na DNA byl „genetickým převzetím“.
Cairns-Smith naznačuje, že krystaly jsou původní nahé geny, a zejména jíly. Jíly mohou ve svých strukturách zahrnovat i jiné atomy a molekuly a vyvíjely by se včetně stále složitějších struktur, dokud by molekuly spojené s DNA nepřevzaly kontrolu nad organismem a nestaly by se genetickým hybatelem jeho života.
Moderní pojetí abiogeneze bylo v průběhu let kritizováno vědci. Astronom Sir Fred Hoyle tak učinil na základě pravděpodobnosti, že abiogeneze skutečně nastane. Hubert Yockey tak učinil tím, že řekl, že je blíže teologii než vědě.
Jiní vědci navrhli kontrapunkty k abiogenezi, například Harold Urey, Stanley Miller, Francis Crick (molekulární biolog) a Leslie Orgel’s Directed Panspermia theory.
Kromě triviálního pozorování, že život existuje, je obtížné abiogenezi dokázat nebo zfalšovat; proto má tato hypotéza mnoho takových kritiků, a to jak ve vědecké, tak v nevědecké komunitě. Nicméně výzkum a tvorba hypotéz pokračují v naději, že vyvinou uspokojivý teoretický mechanismus abiogeneze.
Sir Fred Hoyle, s Chandra Wickramasinghe, byl kritikem abiogeneze. Konkrétně Hoyle odmítl chemickou evoluci vysvětlit naturalistický původ života. Jeho argument byl založen hlavně na nepravděpodobnosti toho, co bylo považováno za nezbytné složky se sejdou pro chemickou evoluci. Ačkoli moderní teorie řešit jeho argument, Hoyle nikdy neviděl chemickou evoluci jako rozumné vysvětlení. Hoyle přednost panspermia jako alternativní přírodní vysvětlení k původu života na Zemi.
Informační teoretik Hubert Yockey tvrdil, že chemický evoluční výzkum čelí následujícímu problému:
Výzkum původu života se zdá být unikátní v tom, že závěr byl již autoritativně přijat … Zbývá najít scénáře, které popisují podrobné mechanismy a procesy, jimiž k tomu došlo.
Je třeba dojít k závěru, že v rozporu s ustálenou a současnou moudrostí dosud nebyl napsán scénář popisující genezi života na zemi náhodou a přirozenými příčinami, který lze přijmout na základě faktů a nikoli víry.
V knize, kterou napsal o 15 let později, Yockey tvrdil, že myšlenka abiogeneze z prvotní polévky je neúspěšné paradigma:
I když na začátku stálo paradigma za úvahu, nyní je celé úsilí v pravěkém paradigmatu polévky sebeklamem na ideologii svých šampionů. …
Dějiny vědy ukazují, že paradigma, jakmile dosáhlo statusu přijetí (a je zapracováno do učebnic) a bez ohledu na jeho selhání, je prohlášeno za neplatné pouze tehdy, když je k dispozici nové paradigma, které ho nahradí. Nicméně, aby se dosáhlo pokroku ve vědě, je nutné vyčistit paluby, abych tak řekl, od nepovedených paradigmat. To musí být provedeno, i když tak zůstanou paluby zcela jasné a žádná paradigmata nepřežijí. Je charakteristickým rysem pravého věřícího v náboženství, filozofii a ideologii, že musí mít soubor přesvědčení, děj se co děj (Hoffer, 1951). Víra v pravěkou polévku na základě toho, že žádné jiné paradigma není k dispozici, je příkladem logického klamu falešné alternativy. Ve vědě je ctností uznat nevědomost. Tak tomu bylo všeobecně v dějinách vědy, jak podrobně rozebral Kuhn (1970). Není důvod, aby tomu bylo jinak ve výzkumu původu života.
Yockey, obecně, má velmi kritický postoj k lidem, kteří dávají důvěru k přirozenému původu života, často se odvolává na slova jako „víra“ a „ideologie“. Yockeyho publikace se staly oblíbenou citací mezi kreacionisty, i když on sám kreacionistou není (jak je uvedeno v tomto e-mailu z roku 1995).
Druhý termodynamický zákon
Druhý termodynamický zákon říká, že entropie (která bývá běžně popisována jako vztahující se k „poruše“ na molekulární úrovni v rané analogii energetického pohybu molekul) bude mít tendenci se v izolovaném systému zvyšovat, jak čas plyne a rozdíly v teplotě, tlaku a hustotě mají tendenci se vyrovnávat. Přísněji řečeno, entropie systému může klesat pouze tehdy, když se pracuje, tj. energie se přenáší z vnějšku systému.
Zastánce inteligentního designu Stuart Pullen zpochybnil koncept abiogeneze s odůvodněním, že stvoření života z neživota by porušilo výše uvedený zákon, protože stvoření živých organismů musí být spojeno s poklesem entropie systému. Tato námitka byla vyvrácena s odůvodněním, že Země není izolovanou soustavou, ale otevřenou soustavou přijímající energii ze Slunce, a že časové měřítko, ve kterém tak velké soustavy dosáhnou rovnováhy, může být velmi dlouhé, během kterého jsou lokální výkyvy entropie podle druhého zákona naprosto proveditelné.