Quá trình này có thể diễn ra trên giá thể vô cơ, như Sidney W. Fox đã đề cập từ những năm 1950 khi ông và cộng sự đun nóng hỗn hợp các amino acid khô ở nhiệt độ cao đã thu được các chuỗi peptit ngắn, gọi là prôtêin nhiệt.[8][9] Điều tương tự có thể xảy ra qua các quá trình hóa lý, nhờ nguồn năng lượng tự do nguyên thủy xa xưa (núi lửa, tia sét,...), trên giá thể có khả năng hấp phụ nhiệt độ như đất sét,[3] mà có thể là một giai đoạn trong lịch sử của nguồn gốc sự sống,[10][11][12] gồm cả sự xuất hiện của thế giới RNA.[13][14]
Quá trình này còn có thể diễn ra trong "vi giọt" ở nồi súp nguyên thuỷ, sử dụng chênh lệch nhiệt độ hoặc đối lưu nhiệt độ để điều khiển một "động cơ nhiệt" siêu nhỏ thực hiện các phản ứng ngưng tụ vật chất. Các thành phần của "vi bộ máy" này có thể liên quan đến tiền thân của enzym ATP syntaza ngày nay.
Quá trình sinh tổng hợp nhiệt được giả định rằng đã xảy ra ở quả cầu tuyết Trái Đất vào thời kì tiền Cămbri.[15][16][17] Tuy nhiên, hiện nay không có một sinh vật nào có cơ chế sinh tổng hợp nhiệt kiểu này làm nguồn năng lượng cho hoạt động của nó.[18]
Vai trò
Quá trình sinh tổng hợp nhiệt có thể có vai trò hình thành các hợp chất hữu cơ chủ chốt tạo nên sự sống đầu tiên trên Trái Đất. Một số nhà khoa học cho rằng sinh tổng hợp nhiệt đã tạo ra các prôtêin nhiệt đầu tiên tên là pF (1) đã hỗ trợ sự xuất hiện thế giới RNA. Sau đó nhờ các biến đổi mà thay đổi liên kết của F(1) hình thành nên ATP syntaza, tạo ra các nuclêôtit rồi ngẫu nhiên tạo ra RNA có khả năng tự sao. Dần dần xuất hiện cơ chế mã hoá và chuyển vai trò mang mã di truyền cho DNA.[8]
Quá trình sinh tổng hợp nhiệt không chỉ xảy ra ở Trái Đất, mà còn có thể xảy ra trong vũ trụ. Bởi thế cũng có giả thuyết cho rằng những chất hữu cơ cấu thành sự sống đầu tiên còn có thể có nguồn gốc từ vũ trụ, mà không phải là "độc quyền" của Trái Đất.[19][20][21]
