В хетеротрофична хипотеза е предложение на клон на еволюционната биология, която твърди, че първите живи организми са heterotrophs; тоест онези, които не са в състояние да синтезират собствената си енергия.
Терминът хетеротроф идва от гръцките „хетероси“ (други) и „трофеи“ (ядат). Хетеротрофите получават своята енергия и суровина чрез поглъщане на органични молекули или други организми.
Хетеротрофната хипотеза е кръстена за първи път от Чарлз Дарвин.
Произход на хипотезата
Хетеротрофната хипотеза е спомената за първи път от учения Чарлз Дарвин в едно от писмата му с JD Hooker. В писмото Дарвин пише:
«… Колко страхотно, ако бихме могли да заченем в някакво малко горещо езерце с всички видове амоняк и фосфорни соли, светлина, електричество, че протеиновото съединение се е образувало химически днес, такава материя би била изядена или абсорбирана, което не би било така преди от които са се образували живи същества «.
През 20 век учените Александър Опарин и Джон Халдан предлагат подобни теории в полза на хетеротрофната хипотеза, ставайки известна като хипотезата на Опадин-Халдан.
Според това предложение морето се превърна в гореща и разредена супа от органични съединения. Тези съединения се добавят за образуване на коацервати, докато органичните съединения не се асимилират по начин, подобен на метаболизма.
Експерименти със Стенли Милър и Харолд Урей
Едва през 1950 г. биохимиците Стенли Милър и Харолд Урей успяват да пресъздадат атмосферата на произхода на Земята над водно тяло, известно като експеримента Милър-Урей.
Урей и Милър създадоха газова камера с електроди, за да пресъздадат атмосферата на времето и те проведоха експеримента в продължение на седмица. В края на експеримента те откриват образуването на органични съединения от неорганични съединения, по-рано във вода.
Този експеримент потвърждава съществуването на коацервати, предложен от Опарин в началото на века.
Експериментът Милър и Урей създаде скептицизъм в научната общност. Този предлага прозорец на еволюционни изследвания и е пресъздаден от други учени.
Неотдавнашен експеримент установи по-голям брой аминокиселини от тези, докладвани от Милър и Урей.
Урей и Милър създадоха газова камера с електроди, за да пресъздадат атмосферата на времето и те проведоха експеримента в продължение на седмица.
Въпросът за възможността за точно пресъздаване на атмосферата на отминали времена в лабораторията остава без отговор.
Хетеротрофни организми
Животът на земята датира от 3,5 милиарда години. През този период атмосферата е съставена от водород, вода, амоняк и метилен. Кислородът не беше част от него.
Днес учените изучават атмосферата и нейното значение за създаването на първите биологични молекули, като протеини, нуклеотиди и аденозин трифосфат (АТФ).
Едно възможно предложение обяснява съединението на молекулите за образуване на сложни съединения и по този начин да бъде в състояние да осъществява метаболитни процеси. Тази съвместна работа донесе първите клетки, по-специално хетеротрофи.
Хетеротрофите не са в състояние да произведат собствен източник на енергия и храна, така че те консумират други организми от горещата супа, описана от Халдан.
Метаболитните процеси на хетеротрофите отделят въглероден диоксид в атмосферата. В крайна сметка въглеродният диоксид в атмосферата позволи еволюцията на фотосинтетични автотрофи, способни да синтезират собствената си храна чрез енергия и въглероден диоксид.
Препратки
1. Flammer, L., J. Beard, CE Nelson, & M. Nickels. (199). Ensiweb. Еволюция / природа на научните институти: хипотеза на хетеротрофите. Университета на Индиана.
2. Дарвин, Чарлз (1857). Проект за кореспонденция в Дарвин, „Писмо №. 7471, “Университетът в Кеймбридж.
3. Gordon-Smith, C. (2002). Произход на живота: забележителности на XX век.
4. Miller, S., & Urey, H. (1959). Синтез на органични съединения на примитивната земя. Science, 130 (3370), 245-251. Получено от jstor.org
5. Haldane, JBS (1929/1967). „Произходът на живота“. Рационалистичният годишен. Препечатано като приложение в JD Bernal 1967, Произходът на живота. Weidenfeld & Nicolson, Лондон
6. McCollom, T. (2013). Милър-Урей и отвъд: Какво сме научили за пребиотичните реакции на органичен синтез през последните 60 години? Годишен преглед на земните и планетарните науки 2013 41: 1, 207-229