Abiyogenez
Uygun jeolojik ortamlar > Demir-kükürt dünyası

Ana madde: Demir-kükürt dünya teorisi
1980'lerde Günter Wächtershäuser ve Karl Popper, biyotik öncesi kimyasal yolların evrimi için demir-kükürt dünyası hipotezini ortaya atmıştır. Bu hipotez, günümüz biyokimyasını gazlardan organik yapı taşları sentezleyen ilkel reaksiyonlara kadar götürmektedir. Wächtershäuser sistemleri yerleşik bir enerji kaynağına sahiptir: pirit gibi demir sülfitler. Bu metal sülfürlerin oksitlenmesiyle açığa çıkan enerji organik moleküllerin sentezini destekleyebilir. Bu tür sistemler, modern yaşam formlarından önce kendi kendini kopyalayan, metabolik olarak aktif varlıkları oluşturan otokatalitik setlere dönüşmüş olabilir. 100°C'de sulu ortamda sülfürlerle yapılan deneyler küçük bir dipeptit verimi (%0,4 ile %12,4) ve daha küçük bir tripeptit verimi (%0,10) üretmiştir. Bununla birlikte, aynı koşullar altında dipeptitler hızla parçalanmıştır.
Çeşitli modeller, RNA replikasyonunun daha sonra ortaya çıkmasına izin veren ilkel bir metabolizma varsaymaktadır. Krebs döngüsünün (sitrik asit döngüsü) aerobik organizmalarda enerji üretimindeki ve karmaşık organik kimyasalların biyosentezinde karbondioksit ve hidrojen iyonlarının çekilmesindeki merkezi önemi, bunun metabolizmanın evrimleşen ilk parçalarından biri olduğunu düşündürmektedir. Buna paralel olarak jeokimyacı Jack W. Szostak ve Kate Adamala, ilkel protosellerde enzimatik olmayan RNA replikasyonunun yalnızca sitrik asit gibi zayıf katyon şelatörlerinin varlığında mümkün olduğunu göstermiştir. Bu, sitrik asidin ilkel metabolizmadaki merkezi rolüne dair daha fazla kanıt sağlamaktadır. Russell "yaşamın amacının karbondioksiti hidrojenize etmek" olduğunu öne sürmüştür ("önce genetik" senaryosundan ziyade "önce metabolizma" senaryosunun bir parçası olarak). Fizikçi Jeremy England, genel termodinamik değerlendirmelerden yola çıkarak yaşamın kaçınılmaz olduğunu savunmuştur. Bu fikrin erken bir versiyonu Oparin'in 1924'te kendi kendini kopyalayan kesecikler için yaptığı öneriydi. 1980'lerde ve 1990'larda Wächtershäuser'in demir-kükürt dünyası teorisi ve Christian de Duve'nin tiyoester modelleri ortaya çıktı. Genler olmadan metabolizma için daha soyut ve teorik argümanlar arasında Freeman Dyson'ın matematiksel modeli ve Stuart Kauffman'ın 1980'lerdeki toplu otokatalitik kümeleri yer almaktadır. Kauffman'ın çalışması, hücrelerdeki biyokimyasal reaksiyonları yönlendirmede enerjinin rolünü göz ardı ettiği için eleştirilmiştir.
Krebs döngüsü gibi çok adımlı bir biyokimyasal yol, bir mineral yüzeyinde kendiliğinden organize olmamıştır; öncesinde daha basit yolların olması gerekir. Wood-Ljungdahl yolu, bir metal sülfit yüzeyinde kendi kendine örgütlenme ile uyumludur. Temel enzim birimi olan karbonmonoksit dehidrojenaz/asetil-CoA sentaz, reaksiyon merkezlerinde karışık nikel-demir-sülfür kümeleri içerir ve asetil-CoA oluşumunu katalize eder. Bununla birlikte, prebiyotik tiyolatlı ve tiyoester bileşiklerin hidrotermal bacaların varsayılan prebiyotik koşullarında birikmesi termodinamik ve kinetik olarak olası değildir. Bir olasılık, sistein ve homosisteinin Strecker reaksiyonundan kaynaklanan nitrillerle reaksiyona girerek katalitik tiyol bakımından zengin polipeptitler oluşturmuş olabileceğidir.