Heterotroficznych hipoteza to propozycja z gałęzi biologii ewolucyjnej, która utrzymuje, że organizmy żywe były heterotrofy pierwszy; to znaczy osoby niezdolne do syntetyzowania własnej energii.
Termin heterotrof pochodzi od greckich słów „heteros” (inni) i „trophes” (jeść). Heterotrofy uzyskują swoją energię i surowiec poprzez wchłanianie cząsteczek organicznych lub innych organizmów.
Hipoteza heterotroficzna została po raz pierwszy nazwana przez Karola Darwina.
Geneza hipotezy
Hipoteza heterotroficzna została po raz pierwszy wspomniana przez naukowca Charlesa Darwina w jednym z jego listów do JD Hookera. W liście Darwin napisał:
«… Jak wspaniale, gdybyśmy mogli wyobrazić sobie w jakimś małym, gorącym stawie z wszelkiego rodzaju amoniakiem i solami fosforowymi, światłem, elektrycznością, że dziś chemicznie powstaje związek białkowy, taka materia byłaby zjedzona lub wchłonięta, co nie miało miejsca wcześniej z których powstały żywe stworzenia «.
W XX wieku naukowcy Aleksandr Oparin i John Haldane zaproponowali podobne teorie na korzyść hipotezy heterotroficznej, która stała się znana jako hipoteza Opadina-Haldane'a.
Zgodnie z tą propozycją morze stało się gorącą i rozcieńczoną zupą związków organicznych. Związki te agregowały, tworząc koacerwaty, aż związki organiczne zostały przyswojone w sposób podobny do metabolizmu.
Eksperymenty Stanleya Millera i Harolda Ureya
Dopiero w 1950 roku biochemicy Stanley Miller i Harold Urey zdołali odtworzyć atmosferę pochodzenia Ziemi na zbiorniku wodnym, znanym jako eksperyment Millera-Urey'a.
Urey i Miller stworzyli komorę gazową z elektrodami, aby odtworzyć atmosferę tamtych czasów, i prowadzili eksperyment przez tydzień. Pod koniec eksperymentu odkryli tworzenie się związków organicznych ze związków nieorganicznych wcześniej występujących w wodzie.
Eksperyment ten potwierdził istnienie koacerwatów, zaproponowanych przez Oparina na początku wieku.
Eksperyment Millera i Ureya wywołał sceptycyzm w środowisku naukowym. Ten zaproponował okno badań ewolucyjnych i został odtworzony przez innych naukowców.
Niedawny eksperyment wykazał większą liczbę aminokwasów niż te zgłoszone przez Millera i Urey'a.
Urey i Miller stworzyli komorę gazową z elektrodami, aby odtworzyć atmosferę tamtych czasów, i prowadzili eksperyment przez tydzień.
Pytanie o możliwość dokładnego odtworzenia atmosfery minionych czasów w laboratorium pozostaje bez odpowiedzi.
Organizmy heterotroficzne
Życie na Ziemi sięga 3,5 miliarda lat wstecz. W tym okresie atmosfera składała się z wodoru, wody, amoniaku i metylenu. Tlen nie był częścią tego.
Obecnie naukowcy badają atmosferę i jej znaczenie w tworzeniu pierwszych cząsteczek biologicznych, takich jak białka, nukleotydy i trifosforan adenozyny (ATP).
Ewentualna propozycja wyjaśnia łączenie się cząsteczek w złożone związki, a tym samym zdolne do przeprowadzania procesów metabolicznych. Ta wspólna praca przyniosła pierwsze komórki, w szczególności heterotrofy.
Heterotrofy nie są w stanie wytworzyć własnego źródła energii i pożywienia, więc zjadały inne organizmy z gorącej zupy opisanej przez Haldane'a.
Procesy metaboliczne heterotrofów spowodowały uwolnienie dwutlenku węgla do atmosfery. Ostatecznie dwutlenek węgla w atmosferze umożliwił ewolucję autotrofów fotosyntetycznych, zdolnych do syntezy własnej żywności za pomocą energii i dwutlenku węgla.
Bibliografia
1. Flammer, L., J. Beard, CE Nelson i M. Nickels. (199). Ensiweb. Ewolucja / natura instytutów naukowych: hipoteza heterotroficzna. University of Indiana.
2. Darwin, Charles (1857). Projekt Korespondencji Darwina, „List nr. 7471, ”University of Cambridge.
3. Gordon-Smith, C. (2002). Pochodzenie życia: zabytki XX wieku.
4. Miller, S. i Urey, H. (1959). Synteza związków organicznych na pierwotnej ziemi. Science, 130 (3370), 245-251. Pobrane z jstor.org
5. Haldane, JBS (1929/1967). „Pochodzenie życia”. Rocznik racjonalizmu. Przedrukowano jako dodatek w JD Bernal 1967, The Origin of Life. Weidenfeld & Nicolson, Londyn
6. McCollom, T. (2013). Miller-Urey i nie tylko: Czego dowiedzieliśmy się o reakcjach prebiotycznej syntezy organicznej w ciągu ostatnich 60 lat? Annual Review of Earth and Planetary Sciences 2013 41: 1, 207-229