até aos eucariotas

Os organismos conhecidos, com poucas excepções, compartilham as mesmas instruções relacionadas à síntese das proteínas – o chamado código genético. O mesmo código está ligado à síntese de um determinado aminoácido em organismos tão díspares quanto uma medusa e um golfinho. Esse carácter universal do código genético é uma forte evidência de que todos os seres vivos descendem de um ancestral comum.

Além da molécula armazenadora de informação, também deve ter aparecido na primeira forma de vida algum tipo de membrana limitante, talvez formada por lípidos e outros componentes orgânicos associados, funcionando como barreira selectiva entre o meio externo e o meio interno, além de permitir a passagem de água, nutrientes e resíduos metabólicos. A célula é a unidade fundamental de todos os seres vivos, com excepção dos vírus, que são acelulares e parasitas obrigatórios (até mesmo de outros vírus, como recentemente reportado). A célula é um compartimento envolvido por uma membrana e contendo, no seu interior, uma solução aquosa concentrada de substâncias químicas.

Segundo a teoria evolutiva, todos os organismos existentes têm um ancestral comum em algum momento de sua história biológica, já que novas espécies surgem a partir de um processo de descendência com modificação de espécies pré-existentes. Dessa maneira, todas as células, constituintes de qualquer espécie orgânica (animais, vegetais, algas, protistas), descendem de uma célula ancestral comum, simples, sem envoltório nuclear ou organismos citoplasmáticos membranosos. No interior dessa "célula ancestral", provavelmente alguma via metabólica simples, semelhante aos processos fermentativos existentes hoje, era empregada para a disponibilização de energia a partir do alimento – as principais rotas metabólicas (fermentação, respiração, fotossíntese e quimiossíntese) apareceram nos primórdios da evolução da vida. A partir desse ancestral, mutações aleatórias e recombinações genéticas, aliadas à selecção natural e a eventos estocásticos, que alteram as frequências genéticas nas populações, levaram ao aparecimento de novas variedades de células, aptas a sobreviverem em ambientes diversos.

O primeiro organismo constituído por uma membrana limitante e uma molécula replicadora responsável pelo seu conteúdo informacional com certeza foi mais simples que qualquer forma de vida existente hoje. Dentre as várias hipóteses aventadas no correr dos anos, um dos mais propensos candidatos a sistema replicador ancestral é um determinado tipo de RNA capaz de se multiplicar e de catalisar reacções químicas, agindo como uma enzima. O surgimento de uma grande variedade de organismos baseados nessa molécula teria originado algo como um “mundo de RNA”. Pesquisas recentes, entretanto, apontam para um cenário pré-RNA, no qual ácidos nucléicos ainda menos complexos teriam ação enzimática e capacidade de auto-replicação. Um destes sistemas genéticos talvez se assemelhasse ao TNA (do inglês Threose Nucleic Acid, ácido treonucléico), um polímero simples sintetizado em laboratório contendo um açúcar de quatro carbonos em contraposição aos cinco carbonos dos açúcares constituintes do RNA e DNA (riboses e desoxirriboses, respectivamente). Em laboratório, o TNA forma duplas-hélices estáveis com fitas de RNA e DNA complementares, o que sugere que essa molécula (ou outra quimicamente semelhante) tenha precedido os dois ácidos nucléicos existentes hoje na natureza. Alguns estudos trabalham com hipóteses alternativas de moléculas ancestrais, tais como o PNA (ácido nucléico peptídico) e o ácido nucléico derivado de glicerol, todas mais simples que o RNA.

Sob a forma de organismos microscópicos unicelulares, a vida evolui por biliões de anos, até o surgimento dos organismos como envoltório nuclear, os eucariotas.