Heterotrofnih hipoteza je prijedlog iz grane evolucijske biologije koji tvrdi da je prvi živi organizmi su heterotrofi; to jest oni nesposobni da sintetiziraju vlastitu energiju.
Izraz heterotrof dolazi od grčkih "heteros" (drugi) i "trofeji" (jesti). Heterotrofi dobivaju svoju energiju i sirovinu gutanjem organskih molekula ili drugih organizama.
Heterotrofnu hipotezu prvi je nazvao Charles Darwin.
Podrijetlo hipoteze
Heterotrofnu hipotezu prvi je spomenuo znanstvenik Charles Darwin u jednom od svojih pisama s JD Hooker. Darwin je u pismu napisao:
«… Kako bi sjajno kada bismo mogli zamisliti u nekom malom vrućem ribnjaku sa svim vrstama amonijaka i fosfornih soli, svjetlosti, struje da se proteinski spoj kemijski stvorio danas, takva bi se stvar pojela ili apsorbirala, što prije ne bi bio slučaj od kojih su nastala živa bića «.
U 20. stoljeću, znanstvenici Aleksandr Oparin i John Haldane predložili su slične teorije u korist heterotrofne hipoteze, postajući poznati kao hipoteza Opadin-Haldane.
Prema ovom prijedlogu, more je postalo vruća i razrijeđena juha od organskih spojeva. Ti spojevi se agregiraju u tvorbu koacervata, sve dok se organski spojevi nisu asimilirali na način sličan metabolizmu.
Pokusi Stanley Miller i Harold Urey
Tek 1950. biokemičari Stanley Miller i Harold Urey uspjeli su ponovno stvoriti atmosferu zemaljskog podrijetla nad vodenim tijelom, poznatim kao pokus Miller-Urey.
Urey i Miller stvorili su plinsku komoru s elektrodama kako bi ponovno stvorili atmosferu vremena i proveli su eksperiment tjedan dana. Na kraju pokusa otkrili su stvaranje organskih spojeva iz anorganskih spojeva prethodno u vodi.
Ovaj je eksperiment potvrdio postojanje koacervata, koje je Oparin predložio početkom stoljeća.
Eksperiment Miller i Urey stvorio je skepticizam u znanstvenoj zajednici. Ovo je predložilo prozor evolucijskih istraživanja, a ponovno su ga stvorili drugi znanstvenici.
Nedavni eksperiment je utvrdio veći broj aminokiselina od onih koje su prijavile Miller i Urey.
Urey i Miller stvorili su plinsku komoru s elektrodama kako bi ponovno stvorili atmosferu vremena i proveli su eksperiment tjedan dana.
Pitanje o mogućnosti točnog rekreiranja atmosfere davnih vremena u laboratoriju ostaje bez odgovora.
Heterotrofni organizmi
Život na zemlji datira 3,5 milijardi godina. U tom se razdoblju atmosfera sastojala od vodika, vode, amonijaka i metilena. Kisik nije bio dio njega.
Danas znanstvenici proučavaju atmosferu i njezinu važnost u stvaranju prvih bioloških molekula, poput proteina, nukleotida i adenosin trifosfata (ATP).
Mogući prijedlog objašnjava sjedinjenje molekula u obliku složenih spojeva i na taj način biti u mogućnosti provoditi metaboličke procese. Ovaj zajednički rad donio je prve stanice, posebno heterotrofe.
Heterotrofi nisu u stanju proizvesti vlastiti izvor energije i hrane, pa su konzumirali druge organizme iz vruće juhe koju je opisao Haldane.
Metabolički procesi heterotrofa oslobađaju ugljični dioksid u atmosferu. Na kraju je ugljični dioksid u atmosferi omogućio evoluciju fotosintetskih autotrofa koji su sposobni sintetizirati vlastitu hranu putem energije i ugljičnog dioksida.
Reference
1. Flammer, L., J. Beard, CE Nelson i M. Nickels. (199). Ensiweb. Evolucija / priroda znanstvenih instituta: Heterotrofna hipoteza. University of Indiana
2. Darwin, Charles (1857). Darwin-ov dopisni projekt, „Pismo br. 7471, “Sveučilište u Cambridgeu.
3. Gordon-Smith, C. (2002). Porijeklo života: orijentiri dvadesetog stoljeća.
4. Miller, S., & Urey, H. (1959). Sinteza organskih spojeva na primitivnoj Zemlji. Znanost, 130 (3370), 245-251. Preuzeto s jstor.org
5. Haldane, JBS (1929/1967). "Podrijetlo života". Racionalistički godišnjak. Prepisano kao prilog u JD Bernal 1967, Podrijetlo života. Weidenfeld & Nicolson, London
6. McCollom, T. (2013). Miller-Urey i dalje: Što smo naučili o reakcijama prebiotičkih organskih sinteza u posljednjih 60 godina? Godišnji pregled znanosti o Zemlji i planetu 2013. 41: 1, 207-229