Ipoteza heterotrofe este o propunere din ramura a biologiei evolutive , care susține că organismele vii au fost prima heterotrophs; adică cei incapabili să sintetizeze propria energie.
Termenul heterotrof provine din grecescul „heteros” (alții) și „trofe” (mânca). Heterotrofii își obțin energia și materia primă prin ingerarea moleculelor organice sau a altor organisme.
Ipoteza heterotrofă a fost numită pentru prima dată de Charles Darwin.
Originea ipotezei
Ipoteza heterotrofă a fost menționată pentru prima dată de omul de știință Charles Darwin într-una din scrisorile sale cu JD Hooker. În scrisoare, Darwin scria:
«… Cât de grozav dacă am putea concepe într-un mic iaz fierbinte cu tot felul de amoniac și săruri fosforice, lumină, electricitate, că un compus proteic a fost format chimic astăzi, astfel de materie ar fi fost consumată sau absorbită, ceea ce nu ar fi fost cazul înainte din care s-au format creaturi vii «.
În secolul XX, oamenii de știință Aleksandr Oparin și John Haldane au propus teorii similare în favoarea ipotezei heterotrofe, devenind cunoscute drept ipoteza Opadin-Haldane.
Conform acestei propuneri, marea a devenit o supă fierbinte și diluată de compuși organici. Acești compuși au fost agregate pentru a forma coacervate, până la asimilarea compușilor organici într-o manieră similară cu metabolismul.
Experimente cu Stanley Miller și Harold Urey
Abia în 1950 biochimiștii Stanley Miller și Harold Urey au reușit să recreeze atmosfera de origine a Pământului peste un corp de apă, cunoscut sub numele de experiment Miller-Urey.
Urey și Miller au creat o cameră de gaz cu electrozi pentru a recrea atmosfera vremii și au condus experimentul timp de o săptămână. La sfârșitul experimentului, au descoperit formarea de compuși organici din compuși anorganici anterior în apă.
Acest experiment a coroborat existența coacervatelor, propuse de Oparin la începutul secolului.
Experimentul Miller și Urey a creat scepticism în comunitatea științifică. Acesta a propus o fereastră de cercetare evolutivă și a fost recreat de alți oameni de știință.
Un experiment recent a găsit un număr mai mare de aminoacizi decât cei raportați de Miller și Urey.
Urey și Miller au creat o cameră de gaz cu electrozi pentru a recrea atmosfera vremii și au condus experimentul timp de o săptămână.
Întrebarea cu privire la posibilitatea de a recrea cu exactitate atmosfera de timpuri trecute în laborator rămâne fără răspuns.
Organisme heterotrofe
Viața pe pământ datează de 3,5 miliarde de ani. În această perioadă, atmosfera a fost compusă din hidrogen, apă, amoniac și metilen. Oxigenul nu făcea parte din el.
Astăzi, oamenii de știință studiază atmosfera și importanța acesteia în crearea primelor molecule biologice, precum proteinele, nucleotidele și adenozina trifosfat (ATP).
O posibilă propunere explică unirea moleculelor pentru a forma compuși complexi și, astfel, să poată efectua procese metabolice. Această lucrare comună a adus primele celule, în special heterotrofe.
Heterotrofii nu sunt capabili să producă propria sursă de energie și hrană, așa că au consumat alte organisme din supa fierbinte descrisă de Haldane.
Procesele metabolice ale heterotrofelor au eliberat dioxid de carbon în atmosferă. În cele din urmă, dioxidul de carbon din atmosferă a permis evoluția autotrofelor fotosintetice, capabile să sintetizeze alimentele proprii prin energie și dioxid de carbon.
Referințe
1. Flammer, L., J. Beard, CE Nelson și M. Nickels. (199). Ensiweb. Evoluția / natura institutelor științifice: ipoteză heterotrofă. Universitatea din Indiana.
2. Darwin, Charles (1857). Proiectul de corespondență Darwin, „Scrisoarea nr. 7471, ”Universitatea din Cambridge.
3. Gordon-Smith, C. (2002). Originea vieții: Repere din secolul XX
4. Miller, S., & Urey, H. (1959). Sinteza compusului organic pe Pământul Primitiv. Știință, 130 (3370), 245-251. Preluat din jstor.org
5. Haldane, JBS (1929/1967). „Originea vieții”. Anualul raționalist. Reeditat ca apendice în JD Bernal 1967, The Origin of Life. Weidenfeld & Nicolson, Londra
6. McCollom, T. (2013). Miller-Urey și dincolo: Ce am învățat despre reacțiile de sinteză organică prebiotică din ultimii 60 de ani? Revizuirea anuală a științelor Pământului și Planetarei 2013 41: 1, 207-229