Debido a que las membranas están formadas por lípidos, que se componen de una “cabeza” característica (que es polar o “hidrofílica”) y una “cola” (que es no polar o “hidrófoba”).
Cuando múltiples lípidos se encuentran en solución, formarán una esfera conformada con sus colas en el interior y sus cabezas en el exterior, ya que las cabezas hidrófilas interactúan fácilmente con el agua y las colas hidrófobas no. Pero si se unen suficientes lípidos, el radio de la esfera aumenta lo suficiente como para que se forme un vacío en el interior, lo que permite que los lípidos se dibujen completamente en la esfera para ocupar espacio. Pero esto da como resultado que las cabezas hidrofílicas estén muy cerca de las colas hidrófobas dentro de la esfera. Si se introducen suficientes lípidos en el centro de la esfera, eventualmente el interior polar atraerá agua hacia la esfera, haciendo que los lípidos dentro adopten la conformación opuesta a los del exterior: sus cabezas polares se dirigirán hacia adentro mientras sus colas no polares interactuará directamente con las colas de los lípidos exteriores. Esta conformación se denomina “bicapa lipídica” y es la unidad de la mayoría de las membranas. Las bicapas lipídicas pueden seguir incorporando más lípidos hasta que la membrana eventualmente crezca demasiado grande, en cuyo punto las fluctuaciones normales de la solución harán que dos lados de la membrana entren en contacto entre sí. Cuando esto sucede, las bicapas se fusionan en ese punto de interacción, y generalmente terminan dividiendo una pieza más pequeña de la membrana del original. Este tipo de “brotación” es probablemente la forma en que se dividieron las protocélulas tempranas, ya que habría llevado a dos protocélulas similares sin la necesidad de ninguna maquinaria especializada para hacerlo realidad.
Lo que es más importante, las bicapas lipídicas impiden el paso de moléculas grandes (y moléculas pequeñas y cargadas), lo que habría mantenido hebras de ARN dentro de la protocélula, al tiempo que evitaba que los iones metálicos rompieran ese ARN. Esto permitió un entorno favorable a la formación y actividad de las primeras ribozimas, al aumentar la vida media del ARN dentro de las protocélulas.
