Heterotropisk hypotesen Opprinnelse og hovedegenskaper

den heterotrofisk hypotese er et forslag fra filialen av evolusjonær biologi som innebærer at de første levende organismer var heterotrofer; det vil si de som ikke klarer å syntetisere sin egen energi.

Begrepet heterotrophic kommer fra greske "heteros" (andre) og "trophes" (spise). Heterotrophs skaffer seg energi og råmateriale ved å innta organiske molekyler eller andre organismer.

Opprinnelsen til hypotesen

Den heterotrofiske hypotesen ble først nevnt av forskeren Charles Darwin i en av hans brev med J.D. Hooker. I brevet skrev Darwin:

" ...  Hvor flott om vi kunne tenke oss i en liten liten dam med alle slags ammoniakk- og fosforsalter, lys, elektrisitet, at en proteinforbindelse ble kjemisk dannet. [...] For tiden ville en slik sak være blitt fortært eller absorbert, noe som ikke ville vært tilfelle før levende skapninger ble dannet".

I det tjuende århundre foreslo forskerne Aleksandr Oparin og John Haldane lignende teorier til fordel for den heterotrofiske hypotesen, kjent som Opadin-Haldane-hypotesen.

I følge dette forslaget ble sjøen en varm og fortynnet suppe av organiske forbindelser. Disse forbindelsene ble tilsatt for å danne koakervater, inntil assimilering av organiske forbindelser på lignende måte som metabolisme.

Det var ikke før 1950 at biokjemikere Stanley Miller og Harold Urey klarte å gjenskape atmosfæren av jordens opprinnelse over en vannkilde, kjent som Miller-Urey-eksperimentet..

Urey og Miller opprettet et gasskammer med elektroder for å gjenskape atmosfæren av tiden, og la eksperimentet løpe i en uke.

På slutten av forsøket fant de dannelsen av organiske forbindelser fra uorganiske forbindelser tidligere i vannet.

Dette eksperimentet bekreftet eksistensen av coacervates, foreslått av Oparin i begynnelsen av århundret.

Miller og Urey-eksperimentet har skapt skepsis i det vitenskapelige samfunn. Denne foreslo et vindu for evolusjonær forskning, og har blitt gjenopprettet av andre forskere.

Et nylig eksperiment fant et større antall aminosyrer enn de som ble rapportert av Miller og Urey.

Spørsmålet om muligheten for nøyaktig å gjenskape atmosfæren fra tidligere tider i laboratoriet, er fortsatt ubesvart.

Heterotrofe organismer

Livet på jorden går tilbake 3,5 milliarder år. I denne perioden var atmosfæren sammensatt av hydrogen, vann, ammonium og metylen. Oksygen var ikke en del av det.

For tiden studerer forskere atmosfæren og betydningen den hadde for opprettelsen av de første biologiske molekylene, som proteiner, nukleotider og adenosintrifosfat (ATP).

Et mulig forslag forklarer sammensetningen av molekyler for å danne komplekse forbindelser, og dermed kunne utføre metabolske prosesser. Dette arbeidet tok sammen de første cellene, spesielt heterotrofiske.

Heterotrophene er ikke i stand til å produsere sin egen kilde til energi og mat, slik at de forbruker andre organismer fra den varme suppen beskrevet av Haldane.

Metabolske prosesser av heterotrophene frigjorde karbondioksid i atmosfæren. Til slutt tillater karbondioksid i atmosfæren utviklingen av fotosyntetiske autotrofer, som er i stand til å syntetisere sin egen mat ved hjelp av energi og karbondioksid.

referanser

1. Flammer, L., J. Beard, C.E. Nelson, & M. Nickels. (199). Ensiweb. Evolusjon / Natur av naturvitenskapelige institutter: Heterotroph hypotesen. University of Indiana.
2. Darwin, Charles (1857). Darwin Correspondence Project, "Letter nr. 7471, "University of Cambridge.
3. Gordon-Smith, C. (2002). Livets opprinnelse: Det tjuende århundre landemerker.
4. Miller, S., & Urey, H. (1959). Organisk sammensetningssyntese på den primitive jorden. Science, 130 (3370), 245-251. Hentet fra jstor.org
5. Haldane, J.B.S. (1929/1967). "Opprinnelsen til livet". Den rasjonelle årlige. Gjengitt som et vedlegg i J.D. Bernal 1967, livets opprinnelse. Weidenfeld & Nicolson, London
6. McCollom, T. (2013). Miller-Urey og Beyond: Hva har vi lært om prebiotiske organiske syntese-reaksjoner i de siste 60 årene? Årlig gjennomgang av jord og planetariske fag 2013 41: 1, 207-229