지구에서 생명체가 최초로 나타난 시기와 그 형태가 무엇이었는지, 현대 과학은 매우 핵심에 가까이 다가가고 있음을 알 수 있는 책이다.

지구에서 생명이 탄생하는 과정을 이해하려면 먼저 '우주생물학'을 통해 물질의 최소단위인 분자의 생성부터 이해할 필요가 있다.

이 책의 앞부분에서도 태양계를 구성하는 핵심인 태양이 생성되고, 이후 시간이 지나 차츰 태양을 중심으로 행성이 생성되는데, 이때 각 행성의 구성은 무거운 물질이 안쪽으로, 가벼운 물질은 바깥쪽으로 움직이면서 암석형 행성과 가스형 행성으로 구분되었다. 수성, 금성, 지구, 화성은 암석형 행성이고, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성은 가스형 행성으로 크기에 비해 밀도가 낮은 편이다.

수성, 금성, 화성에도 한때 생명체가 존재했을 거라고 추론하지만, 현재로는 유일하게 지구만 생명체가 있는 걸로 알려졌다. 이 책에서는 지구에서 생명이 언제, 어떤 곳에서, 어떤 모습으로 최초에 생성되었는가를 엄밀하게 추적하고 있다.

현재 과학 이론에서는 지구의 암석 가운데 가장 오래된 표본으로 44억년 전의 암석을 찾아냈는데, 이것은 인류가 달에서 가져온 암석 표본과 우주에서 지구로 떨어진 운석의 표본을 검사한 결과 44억년에서 45억년 사이에 생성된 암석으로 밝혀진 것 등을 종합했을 때, 지구의 생성 연대는 지금부터 약 45억 5천만년에서 45억 7천만년 사이라는 걸 알게 되었다.

이후 지구에 있는 암석 표본 가운데 38억년 전의 암석에서 '미화석' 표본을 발견했고, 이것이 '생명체'일 가능성이 매우 높다는 주장이 학자들 사이에서 나왔다. 즉, 지구가 생성되고 7억년이 지났을 때 '생명체'가 출현했다는 주장으로, 일부 학자들은 이보다 더 거슬러 올라가서 40억년 전에 생명체가 나타났다는 증거를 찾고 있는 상황이다.

지구에서 생명이 출현하려면 초기 지구 활동의 환경이 가장 큰 변수인데, 그동안 지구 생성 이론에서는 초기 지구 환경에서 적어도 10억년이 지난 35억년 무렵에서야 생명체가 탄생했을 걸로 보고 있었다. 

이 추론은 최근의 연구 결과에 의해 38억년으로 수정되는 과정에 있고, 심지어 그보다 더 거슬러 올라가 40억년, 42억년 전에 생명체가 탄생했을 가능성을 열어두고 있다.

생명체의 탄생에 중요한 배경은 지구 환경, 태양, 지구 밖 행성과 유성, 미행성의 지구 충돌, 대기의 성분과 농도, 대양의 성분과 농도 등 수많은 변수가 있으며, 행성, 혜성, 유성 등에 포함한 유기화합물이 중요한 단서가 된다.

유기화합물은 각자 독립한 개체로도 존재하지만, 온도, 밀도, 농도 등의 조건에 의해 분자가 쪼개지거나 결합하는 과정에서 전혀 다른 기능을 하는 것으로 알려졌다. 이때 각 유기화합물의 분자와 분자 사이를 오가는 건 '전자'인데, 전자의 이동이 곧 분자의 형태를 바꾸고, 분자가 결합하거나 떨어져나가면서 새로운 분자가 탄생하는 과정이 반복되고, 매우 낮은 확률로 생명체의 시작인 새로운 유기화합물이 만들어지는 것으로 추론한다.

예를 들면, 수소 분자와 산소 분자는 독립해 있지만, 이 둘이 만나면 수소 두 개와 산소 하나일 때 '물'이 된다. 탄소 분자 하나와 수소 분자 네 개가 결합하면 '메탄'이 된다. 이런 방식으로 처음에는 단순한 분자들이 결합해 전혀 새로운 분자를 만든다. 

이후 조금 복잡하게 발전하면서 '일산화탄소'와 '수소'가 결합하면 '알칸', '지방산', '지방알코올'이 되고, 수소, 탄소, 질소가 결합하면 '아데닌'이 되며, 조금씩 더 많은 분자들이 결합하면서 '탄수화물'이 되고, 아미노산이 된다. 그리고 이보다 조금 더 복잡한 세번째 단계로 진화하면 세포의 기본 형태를 갖출 수 있는 물질이 만들어진다. 

그러니까, 최초의 생명이 나타나기 전에 지구 환경에서 존재하는 무수한 단위 분자들이 격렬한 상호작용을 통해 분자 단위에서 충돌하거나 결합하는 과정을 반복하고, 그 과정에서 새로운 분자가 출현하는 방식으로 진화했음을 알 수 있다. '이기적 유전자'를 쓴 리차드 도킨스는 최초 생명의 탄생을 '끓는 스프'인 바다에서 시작했다고 주장했다. 어떤 형태이든 최초의 생명은 바다 즉 물에서 시작했다는 뜻이다. 이건 지구에 물이 존재한다는 걸 전제하며, 특히 물은 고체(얼음), 액체(물), 기체(수증기)로 각각 변하며, 변할 때마다 다른 성질을 갖게 되므로 지구에서 생명이 탄생할 수 있는 가장 중요한 조건은 '액체 상태의 물'이 있어야 한다는 주장이 지금도 여전히 유효하다.