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Es ist vorstellbar, dass sich die Evolution der Replikation in folgenden vier Stufen abgespielt hat. Beweisen kann man dass natürlich nicht, niemand war dabei, und fossilie oder sonstige Überlieferungen gibt es von diesen komplexen Vorgängen nicht. Das heißt aber nicht automatisch, dass - nur weil man etwas prinzipiell nicht beweisen kann - diese Hypothese falsch ist.
Phase 1:
Einzelstrangverdopplung
Zunächst existierten nur einsträngige DNA-Stränge (so ähnlich wie die heutige mRNA). In der "Ursuppe" schwammen außerdem jede Menge freier DNA-Nucleotide herum. Es ist nun vorstellbar, dass sich solche Nucleotide an die einsträngigen DNA-Moleküle angelagert haben, so dass ein Doppelstrang entstehen konnte.
Wie Experimente mit RNA-Molekülen zeigen, kann diese Art der komplementären Ergänzung gänzlich ohne Enzyme stattfinden. Vielleicht waren aber auch schon einfache Enzyme vorhanden, die diesen Vorgang beschleunigten, wer weiß.
Damit haben wir aber noch keine richtige Replikation. Um einen doppelsträngigen DNA-Strang zu verdoppeln, müssen die beiden Einzelstränge erst wieder voneinander getrennt werden. Heute sind dazu bestimmte Enzyme zuständig. Es geht aber auch ohne Enzyme, wie uns die PCR-Methode ja eindrucksvoll zeigt. Sobald eine bestimmte Temperatur erreicht ist, trennen sich die beiden DNA-Einzelstränge voneinandern.
Vorstellbar ist, dass es in der Ursuppe tagsüber sehr heiß war (Sonneneinstrahlung), so dass die DNA-Doppelstränge aufgespalten wurden. Nachts, wenn es dann kühler war, lagerten die Einzelstränge neue Nucleotide an, und es bildeten sich neue Doppelstränge. Und schon hätten wir eine einfache DNA-Replikation, die weitgehend ohne Enzyme auskommt.
Phase 2:
Einzelstrangverdopplung an der Doppelhelix
Diese Hypothese geht von relativ stabilen DNA-Doppelsträngen aus. Ein Enzym war dann notwendig, um den Doppelstrang an einer Stelle zu spalten, ohne dass er ganz auseinander fiel (so wie bei der eben besprochenen Einzelstrangverdopplung). Es wurde quasi ein Einzelstrang aus der Doppelhelix freigesetzt. Diese freigesetzte Einzelstrang konnte dann
a) neue Nucleotide anlagern und so einen neuen Doppelstrang bilden, der dann später von der ursprünglichen DNA abgespalten wurde.
b) als prä-mRNA bei einer primitiven Proteinsynthese dienen.
Phase 3:
Zweistrang-Replikation
Das ist die Art der Replikation, wie sie bei den heutigen Organismen abläuft. Ein Enzym spaltet den DNA-Doppelstrang auf, ein zweites lagert die neuen Nucleotide an die beiden Einzelstränge an, und ein drittes stellt den alten Zustand wieder her.
Phase 4:
Transkription
Es ist vorstellbar, dass sich der Transkriptionsvorgang erst später aus einer Zweistrang-Replikation entwickelt hat, vielleicht durch eine Mutation in einem der Hilfsenzyme, die dazu führte, dass wie in Phase 2 nur ein Einzelstrang abgetrennt wurde, der dann nicht komplementär ergänzt wurde.
Aber, wie gesagt, das sind natürlich alles nur Spekulationen - allerdings wissenschaftlich einigermaßen fundierte Spekulationen. Prinzipiell ist es nicht möglich, solche Spekulationen zu falsifizieren oder zu verifizieren. Das heißt aber nicht, dass sie automatisch falsch oder richtig sind. Man kann sie eigentlich nur mit anderen Hypothesen vergleichen und dann den Grad der Wahrscheinlichkeit abschätzen.