Historien om skabelsen og udviklingen af livet, kan ikke adskilles fra astronomiens fortælling. Universet er fuld af stjerner, og systemer af planeter kredser om mange – sandsynligvis de fleste – af disse stjerner. Udviklingen af livet på Jorden, er kun et af mange eksempler på fremkomsten af struktur i et ekspanderende univers (se Grundlæggende Viden 23.2). Dette punkt, fører naturligt til det af de dybere spørgsmål som forskerne kan stille om universet: Er livet opstået andre steder? I modsætning til studiet af planeter, stjerner og galakser, er der kun et kendt tilfælde til studiet af liv – Jorden – og videnskaben ved ikke, hvor meget af dette der kan generaliseres til andre steder.
Husk, at det meget unge univers, hovedsageligt var sammensat af hydrogen og helium, og meget lidt andet. Men 9 milliarder år senere, var alle de tunge grundstoffer der er essentielle for livet til stede, og tilgængelige i den molekylære sky, som fødte Solsystemet. Disse tunge grundstoffer, blev dannet ved nuklear fusion i de tidligere generationer af stjerners kerner, og blev derefter spredt ud i rummet. Når lette stjerner som Solen dør, bliver carbon og oxygen dannet i deres kerner, blæst ud i rummet og finder i sidste ende vej til molekylære skyer. Tunge stjerner danner endnu tungere grundstoffer gennem nukleosyntese i deres kerne – op til og med jern. Men nogle af de sporstoffer der er afgørende for biologien på Jorden, er endnu tungere end jern. De dannes inden for få minutter, under de voldsomme supernovaeksplosioner, som markerer de tunge stjerners død, og smides herefter ind i den kemiske blanding, som findes i molekylære skyer.
Livets kemi, betyder livet selv; alle kendte organismer består af en mere eller mindre fælles pakke af komplekse kemikalier. Cirka to tredjedele af atomerne i den menneskelige krop er hydrogen (H), cirka en fjerdedel er oxygen (O), en tiendedel er carbon (C), og nogle få hundrededele er nitrogen (N). Sammen kaldes disse fire CHON. Bemærk at C, N, og O er de tre mest rigelige produkter af stjernernes nukleosyntese, næstefter helium. De resterende grundstoffer i din krop, udgør kun omkring 0,2 procent. Alle levende organismer som vi kender til, er sammensætninger af molekyler som næsten udelukkende består af de fire CHON-grundstoffer, sammen med små mængder fosfor og svovl. Nogle af disse molekyler er enorme. Kig på DNA, der er ansvarlig for de genetiske koder. DNA består udelukkende af kun fem grundstoffer: CHON og fosfor. Men DNA’et i hver celle i vores kroppe, består af kombinationer af titusinder af millioner atomer, af de samme fem grundstoffer, Kig også på proteiner, som er de enorme molekyler der er ansvarlige for levende organismers struktur og funktion. Proteiner er lange kæder af de mindre molekyler, vi så på i afsnit 23.1, kaldt aminosyrer. Husk fra vores beskrivelse af Urey-Miller eksperimentet, at Jordens liv indeholder 20 specifikke aminosyrer, der også består af højest fem grundstoffer – i dette tilfælde CHON plus svovl i stedet for fosfor.
Livets kemi, er alt for kompleks til kun at anvende fem grundstoffer. Mange af de andre grundstoffer der er til stede i mindre mængder, er afgørende for de komplicerede kemiske processer der skaber den levende organisme. Disse grundstoffer omfatter natrium, chlor, kalium, calcium, magnesium, jern, mangan og iod. Sporgrundstoffer som kobber, zink, selen og kobolt, spiller også en afgørende rolle i livets kemi.
Livet på Jorden er baseret på carbon, der har den vigtige egenskab, at det tillader så mange som fire andre atomer eller molekyler, at binde sig til hvert carbon atom. Hvis de bundne molekyler også indeholder carbon, kan resultatet være et enormt udvalg af langkædede molekyler. Denne store alsidighed gør det muligt for carbon, at danne komplekse molekyler som danner grundlaget for det jordiske livs kemi.
Der kunne være former for udenjordisk liv, der også er carbon-baseret, men har kemikalier der er helt forskellige fra dem for livet på Jorden. For eksempel, er der utallige variationer af aminosyrer, ud over de 20 som Jordens liv gør brug af. Endvidere kan andre molekyler end RNA og DNA være i stand til at replikere sig selv.
Science fiction forfattere, spekulerer ofte på silicium-baserede livsformer, fordi silicium ligesom carbon, kan binde op til fire andre atomer. Som et potentielt livsgivende atom, har silicium både fordele og ulemper i forhold til carbon. En fordel er, at silicium-baserede molekyler forbliver stabile ved meget højere temperaturer end carbon-baserede molekyler, hvilket muliggør, at det silicium-baserede liv kan trives i miljøer med høje temperaturer, som for eksempel på planeter der kredser tæt omkring deres stjerne. Men silicium har en alvorlig ulempe: Det er et større og tungere atom end carbon, og det kan ikke danne lange kæder af komplekse molekyler som dem, der er baseret på carbon. Ethvert silicium-baseret liv ville sandsynligvis være en enklere livsform, end livsformerne her på Jorden, men det ville kunne forekomme i nicher med høje temperaturer, et eller andet sted i universet. Selv om carbons unikke egenskaber gør det let tilpasseligt til livets kemi, ved videnskaben bare ikke, hvilke andre former for kemi, som livet ville kunne gøre brug af, andre steder.