Heterotrofni hipoteza je predlog iz veje evolucijske biologije, ki trdi, da so bili prvi živi organizmi heterotrofov; torej tisti, ki niso sposobni sintetizirati lastne energije.
Izraz heterotrof izvira iz grških "heteros" (drugi) in "trofeji" (jesti). Heterotrofi pridobivajo svojo energijo in surovino z zaužitjem organskih molekul ali drugih organizmov.
Heterotrofno hipotezo je prvi imenoval Charles Darwin.
Izvor hipoteze
Heterotrofno hipotezo je znanstvenik Charles Darwin prvič omenil v enem od svojih pisem z JD Hookerjem. Darwin je v pismu napisal:
«… Kako super, če bi lahko v kakšnem majhnem vročem ribniku z vsemi vrstami amoniaka in fosforjevih soli, svetlobe, elektrike zamislili, da se danes beljakovinska spojina kemično tvori, bi takšno snov pojeli ali absorbirali, kar prej ne bi bilo tako od katerih so nastala živa bitja «.
V 20. stoletju sta znanstvenika Aleksander Oparin in John Haldane predlagala podobne teorije v prid heterotrofne hipoteze, ki so postale znane kot hipoteza Opadin-Haldane.
Po tem predlogu je morje postalo vroča in razredčena juha organskih spojin. Te spojine se združijo v tvorbe koacervatov, dokler se organske spojine ne asimilirajo na način, podoben presnovi.
Poskusi Stanley Miller in Harold Urey
Šele leta 1950 je biokemičarjema Stanleyju Millerju in Haroldu Ureyju uspelo poustvariti atmosfero izvora Zemlje nad vodnim telesom, znanim kot poskus Miller-Urey.
Urey in Miller sta ustvarila plinsko komoro z elektrodami, da bi poustvarila atmosfero časa, poskus pa sta vodila en teden. Na koncu poskusa so ugotovili tvorbo organskih spojin iz anorganskih spojin, ki so bile prej v vodi.
Ta poskus je podkrepil obstoj koacervatov, ki jih je v začetku stoletja predlagal Oparin.
Preizkus Miller in Urey je v znanstveni skupnosti ustvaril skepse. Ta je predlagala okno evolucijskih raziskav in jo poustvarili drugi znanstveniki.
Nedavni poskus je ugotovil večje število aminokislin od tistih, ki sta jih poročala Miller in Urey.
Urey in Miller sta ustvarila plinsko komoro z elektrodami, da bi poustvarila atmosfero časa, poskus pa sta vodila en teden.
Vprašanje o možnosti natančnega poustvarjanja ozračja preteklih časov v laboratoriju ostaja brez odgovora.
Heterotrofni organizmi
Življenje na zemlji sega 3,5 milijarde let. V tem obdobju je bilo ozračje sestavljeno iz vodika, vode, amoniaka in metilena. Kisik ni bil del tega.
Danes znanstveniki preučujejo ozračje in njegov pomen pri ustvarjanju prvih bioloških molekul, kot so beljakovine, nukleotidi in adenozin trifosfat (ATP).
Možen predlog pojasnjuje združitev molekul, da tvorijo kompleksne spojine in tako lahko izvajajo presnovne procese. To skupno delo je prineslo prve celice, natančneje heterotrofe.
Heterotrofi ne morejo proizvesti lastnega vira energije in hrane, zato so zaužili druge organizme iz vroče juhe, ki jo je opisal Haldane.
Presnovni procesi heterotrofov sproščajo ogljikov dioksid v ozračje. Sčasoma je ogljikov dioksid v atmosferi omogočil razvoj fotosintetskih avtotrof, ki so sposobni sintetizirati svojo hrano z energijo in ogljikovim dioksidom.
Reference
1. Flammer, L., J. Beard, CE Nelson in M. Nickels. (199). Ensiweb. Evolucija / Narava znanstvenih inštitutov: Heterotrofna hipoteza. Univerza v Indiani.
2. Darwin, Charles (1857). Darwinov dopisni projekt, „Pismo št. 7471, ”Univerza v Cambridgeu.
3. Gordon-Smith, C. (2002). Izvor življenja: Mejniki dvajsetega stoletja.
4. Miller, S., & Urey, H. (1959). Sinteza organskih spojin na primitivni zemlji. Znanost, 130 (3370), 245–251. Pridobljeno s jstor.org
5. Haldane, JBS (1929/1967). "Izvor življenja". Racionalistični letnik. Ponatisnjeno kot priloga v JD Bernal 1967, Izvor življenja. Weidenfeld & Nicolson, London
6. McCollom, T. (2013). Miller-Urey in dlje: Kaj smo se naučili o reakcijah prebiotične organske sinteze v zadnjih 60 letih? Letni pregled zemeljskih in planetarnih znanosti 2013 41: 1, 207–229