Heterotrofajām hipotēze ir priekšlikums no filiāles evolucionārā bioloģija, kas uztur, ka pirmais dzīvie organismi bija heterotrophs; tas ir, tie, kas nespēj sintezēt savu enerģiju.
Termins heterotrofs nāk no grieķu valodas “heteros” (citi) un “trofejas” (ēst). Heterotrofi iegūst savu enerģiju un izejvielas, apēdot organiskās molekulas vai citus organismus.
Heterotrofisko hipotēzi vispirms nosauca Čārlzs Darvins.
Hipotēzes izcelsme
Heterotrofisko hipotēzi zinātnieks Čārlzs Darvins pirmo reizi pieminēja vienā no savām vēstulēm ar JD Hooker. Vēstulē Darvins rakstīja:
«… Cik lieliski, ja mēs kaut kādā mazā karstā dīķī spētu iedomāties visu veidu amonjaku un fosforsāļus, gaismu, elektrību, ka šodien būtu ķīmiski izveidojies olbaltumvielu savienojums, un tas būtu apēsts vai absorbēts, kā tas nebūtu bijis agrāk no kurām izveidojās dzīvas radības ".
20. gadsimtā zinātnieki Aleksandrs Oparins un Džons Haldāns ierosināja līdzīgas teorijas par labu heterotrofiskajai hipotēzei, kļūstot pazīstamai kā Opadīna-Haldāna hipotēzei.
Saskaņā ar šo priekšlikumu jūra kļuva par karstu un atšķaidītu organisko savienojumu zupu. Šie savienojumi agregājās, veidojot koacerātus, līdz organiskie savienojumi tika asimilēti līdzīgi kā metabolisms.
Stenlija Millera un Harolda Ūreja eksperimenti
Tikai 1950. gadā bioķīmiķiem Stenlijam Milleram un Haroldam Ūrejam izdevās atjaunot Zemes izcelsmes atmosfēru virs ūdenstilpes, kas pazīstama kā Millera-Ūreja eksperiments.
Urijs un Millers izveidoja gāzes kameru ar elektrodiem, lai atjaunotu tā laika atmosfēru, un viņi nedēļu veica eksperimentu. Eksperimenta beigās viņi atrada organisko savienojumu veidošanos no neorganiskiem savienojumiem, kas iepriekš bija ūdenī.
Šis eksperiments apstiprināja koacervātu esamību, ko gadsimta sākumā ierosināja Oparins.
Millera un Ureja eksperiments zinātnieku aprindās ir radījis skepsi. Tas piedāvāja evolūcijas pētījumu logu, un citi zinātnieki to ir atjaunojuši.
Nesenajā eksperimentā tika atklāts lielāks aminoskābju skaits nekā Milleru un Ūriju ziņojumos.
Urijs un Millers izveidoja gāzes kameru ar elektrodiem, lai atjaunotu tā laika atmosfēru, un viņi nedēļu veica eksperimentu.
Jautājums par iespēju precīzi atjaunot kādreizējo atmosfēru laboratorijā paliek neatbildēts.
Heterotrofiski organismi
Dzīve uz zemes ir datēta ar 3,5 miljardiem gadu. Šajā laika posmā atmosfēru veidoja ūdeņradis, ūdens, amonjaks un metilēns. Skābeklis tajā nebija iekļauts.
Mūsdienās zinātnieki pēta atmosfēru un tās nozīmi, veidojot pirmās bioloģiskās molekulas, piemēram, olbaltumvielas, nukleotīdus un adenozīna trifosfātu (ATP).
Iespējamais priekšlikums izskaidro molekulu savienību, veidojot sarežģītus savienojumus un tādējādi spējot veikt metabolisma procesus. Šis kopīgais darbs atveda pirmās šūnas, īpaši heterotrofus.
Heterotrofi nespēj radīt savu enerģijas un pārtikas avotu, tāpēc no Haldanas aprakstītās karstās zupas viņi patērēja citus organismus.
Heterotrofu metabolisma procesi atmosfērā izdalīja oglekļa dioksīdu. Galu galā oglekļa dioksīds atmosfērā ļāva attīstīties fotosintētiskiem autotrofiem, kas ar enerģijas un oglekļa dioksīda palīdzību spēj sintezēt paši savu pārtiku.
Atsauces
1. Flammer, L., J. Beard, CE Nelson un M. Nickels. (199). Ensiweb. Zinātnes institūtu evolūcija / raksturs: Heterotrofa hipotēze. Indiānas Universitāte.
2. Darvins, Kārlis (1857). Darvina sarakstes projekts “Vēstule Nr. 7471, ”Kembridžas universitāte.
3. Gordons-Smits, C. (2002). Dzīves izcelsme: divdesmitā gadsimta orientieri.
4. Millers, S., un Ūrejs, H. (1959). Organisko savienojumu sintēze uz primitīvās zemes. Zinātne, 130 (3370), 245-251. Iegūts no jstor.org
5. Haldane, JBS (1929/1967). "Dzīves izcelsme". Racionālistu gadagrāmata. Pārpublicēts kā pielikums JD Bernal 1967. gadā, The Life Origin. Veidenfelds un Nikolsons, Londona
6. Makkoloms, T. (2013). Millers-Ūrejs un ārpus tā: ko mēs esam iemācījušies par prebiotisko organisko sintēžu reakcijām pēdējos 60 gados? Gada pārskats par Zemes un planētu zinātnēm 2013, 41: 1, 207–229