Κανείς δεν ξέρει πώς ακριβώς εμφανίστηκε η ζωή πάνω στην έρημη νεαρή Γη, αλλά ένα είναι βέβαιο: η εμφάνιση της ζωής ήταν ένα χημικό φαινόμενο. Οταν σχηματίστηκε η Γη πριν από 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια, οι συγκρούσεις με τους αστεροειδείς κατέστρεφαν περιοδικά και αποστείρωναν την επιφάνεια του πλανήτη για περίπου μισό δισεκατομμύριο χρόνια. Κι όμως, μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια μετά από αυτή την περίοδο αστάθειας, εμφανίστηκε πληθώρα μικροσκοπικών οργανισμών. Κάπου στο ενδιάμεσο η πρώτη ζωντανή οντότητα σχηματίστηκε από τον αέρα, το νερό και την πέτρα.

Από αυτά τα τρία πρωταρχικά υλικά, η ατμόσφαιρα και οι ωκεανοί είχαν πάντα ρόλο πρωταγωνιστή σε όλα τα επιστημονικά σενάρια για την εμφάνιση της ζωής. Τα βράχια και τα ορυκτά από τα οποία αποτελούνται θεωρούνταν πάντα κομπάρσοι ή απλοί θεατές. Ερευνες των τελευταίων χρόνων κάνουν τους επιστήμονες να συνειδητοποιήσουν ότι ήταν λάθος αυτή η υποτίμηση. Πλειάδα συναρπαστικών πειραμάτων αποκάλυψε ότι τα ορυκτά παίζουν καθοριστικό ρόλο στις βασικές χημικές αντιδράσεις από τις οποίες φαίνεται να προήλθε η ζωή.

Η πρώτη πράξη στο «θεατρικό έργο» της ζωής πρέπει να ήταν η δημιουργία μορίων με βάση τον άνθρακα, που να μπορούν να αυτοαντιγράφονται. Η επίτευξη ακόμα κι αυτού του αρχικού βήματος στην πορεία της εξέλιξης απαιτεί μια ακολουθία χημικών μετασχηματισμών, καθένας από τους οποίους πρόσθετε και ένα επίπεδο δομής και πολυπλοκότητας σε μια ομάδα οργανικών μορίων. Οι πιο άφθονες, βασισμένες στον άνθρακα χημικές ενώσεις της αρχαίας Γης ήταν αέρια με ένα μόνο άτομο άνθρακα και συγκεκριμένα το διοξείδιο του άνθρακα, το μονοξείδιο του άνθρακα και το μεθάνιο. Αλλά τα απαραίτητα δομικά στοιχεία για τους ζωντανούς οργανισμούς - τα πλούσια σε ενέργεια σάκχαρα, τα ικανά να σχηματίζουν μεμβράνες λιπίδια και τα σύνθετα αμινοξέα - περιέχουν συνήθως πάνω από 10 άτομα άνθρακα στο μόριό τους. Επιπλέον, πολλά από αυτά τα μόρια πρέπει να ενωθούν για να σχηματίσουν αλυσίδες σαν αυτές των πολυμερών και άλλους μοριακούς σχηματισμούς, ώστε να παίξουν το ρόλο τους στους ζωντανούς οργανισμούς. Η ένωση μικρών μορίων σε σύνθετες εκτεταμένες δομές πρέπει να ήταν ιδιαίτερα δύσκολη στις άγριες συνθήκες που επικρατούσαν στην πρώιμη Γη, όπου η έντονη υπεριώδης ακτινοβολία μπορούσε να διασπάσει συσσωματώματα μορίων το ίδιο γρήγορα όσο μπορούσαν να σχηματιστούν.

Τα βασισμένα στον άνθρακα μόρια χρειάζονταν προστασία και βοήθεια, για να μετεξελιχτούν στις πρώτες ζωντανές μορφές. Αποδεικνύεται ότι τα ορυκτά μπορεί να λειτούργησαν στην κατεύθυνση αυτή με τουλάχιστον πέντε τρόπους (βλέπε σχετική εικόνα) ξεκινώντας από την παθητική λειτουργία του στηρίγματος για τη δράση των οργανικών μορίων μέχρι τη συνεισφορά με κρίσιμες για τη ζωή χημικές αντιδράσεις.

Μικροσκοπικά καταφύγια (λακκούβες) στην επιφάνεια των ορυκτών μπορούν να προσφέρουν προστασία από τις υπεριώδεις ακτίνες σε απλά οργανικά μόρια. Ταυτόχρονα, οι επιφάνειες των ορυκτών μπορούν να προσφέρουν και τις «σκαλωσιές» για την οικοδόμηση πιο σύνθετων μορίων. Πέρα απ' αυτές τις λειτουργίες, οι επιφάνειες των κρυστάλλων μερικών ορυκτών μπορούν να επιλέξουν συγκεκριμένα μόρια, όπως αυτά που τελικά έγιναν βιολογικά σημαντικά.

Γιατί, όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί περιέχουν μόνο τις αριστερόστροφες παραλλαγές των στερεοϊσομερών των αμινοξέων και άλλων μορίων; Αυτό ήταν ένα από τα πιο ανεξήγητα και παράδοξα γεγονότα που διαπίστωσαν οι επιστήμονες εδώ και δεκαετίες. Στη νεαρή Γη υπήρχαν σε ίση αναλογία και οι δύο μορφές των μορίων. Μόνο μερικά ορυκτά μπορούν να δώσουν ικανοποιητική εξήγηση, αφού μπορούν να διαχωρίσουν τις αριστερόστροφες από τις δεξιόστροφες μορφές. Από κει και πέρα, είτε επειδή τα αριστερόστροφα στερεοϊσομερή προσιδιάζουν καλύτερα στη ζωή και δίνουν πιο εξελικτικά επιτυχή είδη, είτε επειδή έτυχε το πρώτο αυτοαναπαραγόμενο σύμπλεγμα μορίων να περιέχει μόνο αριστερόστροφα μόρια, η ζωή όπως την ξέρουμε κατέληξε να έχει μόνο αυτή την παραλλαγή.

Τα μεταλλικά ιόντα σε μερικά ορυκτά μπορούν να καταλύσουν σημαντικές αντιδράσεις, όπως αυτές που μπορεί να μετέτρεψαν απλά μόρια σε αντιγραφόμενες οντότητες. Εκπληξη προκάλεσε και η διαπίστωση ότι στοιχεία από ορυκτά που διαλύθηκαν εν μέρει σε νερό μπορούν να ενσωματωθούν σε βιολογικά μόρια. Με άλλα λόγια, τα ορυκτά ίσως να μη βοήθησαν απλώς τα οργανικά μόρια να μετεξελιχτούν σε βιολογικά, αλλά μπορεί να έγιναν και τα ίδια μέρος των βιολογικών μορίων.

Από τη στιγμή που δημιουργήθηκαν τα πρώτα αυτοαντιγραφόμενα μοριακά συστήματα - που βέβαια δεν ανταποκρίνονται στην έννοια των ζωντανών οργανισμών όπως τους ξέρουμε - εμφανίστηκε η αναπαραγωγή, αυτή η πολύ σημαντική ιδιότητα της ζωής. Τα συστήματα αυτά θα άρχισαν να καταναλώνουν πόρους του περιβάλλοντος. Καθώς οι μεταλλάξεις οδήγησαν σε ελαφρά τροποποιημένα συστήματα, ο ανταγωνισμός για τους περιορισμένους πόρους ξεκίνησε τη διαδικασία μιας πρωτόγονης μορφής φυσικής επιλογής. Τα αυτοαντιγραφόμενα μοριακά συστήματα άρχισαν να γίνονται όλο και πιο αποτελεσματικά, όλο και πιο σύνθετα.

Η επιστήμη απέχει πολύ από το να δημιουργήσει ζωή μέσα σε δοκιμαστικό σωλήνα και ίσως ποτέ να μην μπορέσει να αποδείξει με ακρίβεια και χωρίς καμία αμφιβολία όλη την ακολουθία χημικών μετασχηματισμών που οδήγησαν στην εμφάνιση της ζωής. Εκείνο που φαίνεται σίγουρο είναι ότι τα ορυκτά έπαιξαν πολύ πιο σύνθετο και σημαντικό ρόλο στην εμφάνισή της απ' ό,τι φαντάζονταν μέχρι πρόσφατα οι επιστήμονες. Βάζοντας και αυτόν τον παράγοντα στην «εξίσωση», οι ερευνητές ίσως μπορέσουν να έρθουν πιο κοντά στην απάντηση ενός από τα παλαιότερα ερωτήματα που κλήθηκε να απαντήσει η επιστήμη.