Heterotrofní hypotéza je návrh z oboru evoluční biologie, která tvrdí, že první živé organismy byly heterotrophs; to znamená ti, kteří nejsou schopni syntetizovat svou vlastní energii.
Termín heterotrof pochází z řeckých „heteros“ (ostatní) a „trofeje“ (jíst). Heterotrofy získávají svou energii a surovinu požitím organických molekul nebo jiných organismů.
Heterotropní hypotéza byla poprvé pojmenována Charlesem Darwinem.
Původ hypotézy
Heterotrofická hypotéza byla poprvé zmíněna vědcem Charlesem Darwinem v jednom z jeho dopisů s JD Hookerem. V dopise Darwin napsal:
«… Jak skvělé, kdybychom si v nějakém malém horkém rybníku dokázali představit všechny druhy amoniaku a fosforečných solí, světla, elektřiny, že proteinová sloučenina byla dnes chemicky utvářena, taková hmota by byla snědena nebo absorbována, což by tomu tak nebylo dříve. z nichž se vytvořily živé tvory «.
V 20. století vědci Aleksandr Oparin a John Haldane navrhli podobné teorie ve prospěch heterotrofní hypotézy a stali se známými jako hypotéza Opadin-Haldane.
Podle tohoto návrhu se moře stalo horkou a zředěnou polévkou organických sloučenin. Tyto sloučeniny se agregovaly za vzniku koacervátů, dokud nebyly organické sloučeniny asimilovány podobným způsobem jako metabolismus.
Experimenty Stanley Miller a Harold Urey
Teprve v roce 1950 se biochemikům Stanleymu Millerovi a Haroldovi Ureyovi podařilo obnovit atmosféru zemského původu na vodní hladině, známé jako experiment Miller-Urey.
Urey a Miller vytvořili plynovou komoru s elektrodami, aby znovu vytvořili atmosféru času, a experimentovali týden. Na konci experimentu zjistili tvorbu organických sloučenin z anorganických sloučenin dříve ve vodě.
Tento experiment potvrdil existenci koacervátů, které navrhl Oparin na začátku století.
Experiment Miller a Urey vytvořil ve vědecké komunitě skepticismus. Ten navrhl okno evolučního výzkumu a byl obnoven jinými vědci.
Nedávný experiment zjistil vyšší počet aminokyselin, než jaké uváděly Miller a Urey.
Urey a Miller vytvořili plynovou komoru s elektrodami, aby znovu vytvořili atmosféru času, a experimentovali týden.
Otázka možnosti přesného obnovení atmosféry minulých časů v laboratoři zůstává nezodpovězena.
Heterotrofní organismy
Život na Zemi sahá 3,5 miliardy let. Během tohoto období byla atmosféra složena z vodíku, vody, amoniaku a methylenu. Kyslík nebyl součástí.
Vědci dnes studují atmosféru a její význam při vytváření prvních biologických molekul, jako jsou proteiny, nukleotidy a adenosintrifosfát (ATP).
Možný návrh vysvětluje spojení molekul za vzniku komplexních sloučenin, a tak být schopen provádět metabolické procesy. Tato společná práce přinesla první buňky, konkrétně heterotrofy.
Heterotrofy nejsou schopny produkovat svůj vlastní zdroj energie a jídla, takže konzumovaly další organismy z horké polévky popsané Haldaneem.
Metabolické procesy heterotrofů uvolňovaly oxid uhličitý do atmosféry. Oxid uhličitý v atmosféře nakonec umožnil vývoj fotosyntetických autotrofů, schopných syntetizovat své vlastní jídlo energií a oxidem uhličitým.
Reference
1. Flammer, L., J. Beard, CE Nelson, a M. Nickels. (199). Ensiweb. Evoluce / povaha vědeckých ústavů: hypotetická hypotéza. University of Indiana.
2. Darwin, Charles (1857). Projekt korespondence Darwina, „Dopis č. 7471, “University of Cambridge.
3. Gordon-Smith, C. (2002). Původ života: památky dvacátého století.
4. Miller, S. a Urey, H. (1959). Syntéza organických sloučenin na primitivní Zemi. Science, 130 (3370), 245-251. Citováno z jstor.org
5. Haldane, JBS (1929/1967). "Původ života". Rationalist ročenka. Přetištěno jako dodatek v JD Bernal 1967, Původ života. Weidenfeld & Nicolson, Londýn
6. McCollom, T. (2013). Miller-Urey a dále: Co jsme se naučili o prebiotických organických syntézních reakcích za posledních 60 let? Roční přehled o Zemi a planetárních vědách 2013 41: 1, 207-229