Ετεροτροπική Υπόθεση Προέλευση και Κύρια Χαρακτηριστικά

Το ετεροτροφική υπόθεση είναι μια πρόταση του κλάδου της εξελικτικής βιολογίας που θεωρεί ότι οι πρώτοι ζωντανοί οργανισμοί ήταν οι ετερότροφοι. δηλαδή, εκείνοι που δεν μπορούν να συνθέσουν τη δική τους ενέργεια.

Ο όρος ετερότροφος προέρχεται από τον ελληνικό "ετερό" (άλλοι) και "trophes" (φαγητό). Τα ετερότροπα αποκτούν ενέργεια και πρώτη ύλη απορροφώντας οργανικά μόρια ή άλλους οργανισμούς.

Προέλευση της υπόθεσης

Η ετεροτροφική υπόθεση αναφέρθηκε για πρώτη φορά από τον επιστήμονα Charles Darwin σε μία από τις επιστολές του με τον J.D. Χούκερ Στην επιστολή, ο Ντάργουιν έγραψε:

"...  Πόσο μεγάλη, αν θα μπορούσαμε να φανταστούμε σε κάποια ζεστή μικρή λίμνη με όλα τα είδη της αμμωνίας και των φωσφορικών αλάτων, το φως, ηλεκτρικής ενέργειας, ότι μια ένωση πρωτεΐνη χημικά σχηματίστηκε [....] Προς το παρόν, όπως το θέμα θα είχε καταβροχθίσει ή απορροφάται, η οποία δεν θα ήταν η περίπτωση πριν σχηματιστούν τα ζωντανά πλάσματα".

Στον εικοστό αιώνα, οι επιστήμονες Alexander Oparin και Haldane John προτείνονται παρόμοιες θεωρίες υπέρ των ετερότροφων υπόθεση, γνωστή ως υπόθεση Opadin-Haldane.

Σύμφωνα με την πρόταση αυτή, η θάλασσα έγινε μια ζεστή και αραιωμένη σούπα οργανικών ενώσεων. Αυτές οι ενώσεις προστέθηκαν για να σχηματίσουν συσσωματώματα, μέχρις ότου αφομοιώσουν οργανικές ενώσεις με παρόμοιο τρόπο με τον μεταβολισμό.

Δεν ήταν μέχρι το 1950 ότι οι βιοχημικοί Stanley Miller και Harold Urey ήταν σε θέση να αναδημιουργήσει την ατμόσφαιρα της προέλευσης της Γης σε ένα σώμα του νερού είναι γνωστή ως το πείραμα Miller-Urey.

Οι Urey και Miller δημιούργησαν ένα θάλαμο αερίου με ηλεκτρόδια για να αναδημιουργήσουν την ατμόσφαιρα της εποχής και αφήστε το πείραμα να τρέξει για μια εβδομάδα.

Στο τέλος του πειράματος, διαπίστωσαν το σχηματισμό οργανικών ενώσεων από ανόργανες ενώσεις που προηγουμένως υπήρχαν στο νερό.

Αυτό το πείραμα επιβεβαίωσε την ύπαρξη συγχωνεύσεων, που προτάθηκε από τον Oparin στις αρχές του αιώνα.

Το πείραμα Miller και Urey έχει δημιουργήσει σκεπτικισμό στην επιστημονική κοινότητα. Αυτός πρότεινε ένα παράθυρο εξελικτικής έρευνας και έχει αναδημιουργηθεί από άλλους επιστήμονες.

Ένα πρόσφατο πείραμα βρήκε μεγαλύτερο αριθμό αμινοξέων από αυτά που αναφέρθηκαν από τους Miller και Urey.

Η ερώτηση σχετικά με τη δυνατότητα επακριβούς αναδημιουργίας της ατμόσφαιρας των προηγούμενων χρόνων στο εργαστήριο παραμένει αναπάντητη.

Ετεροτροφικοί οργανισμοί

Η ζωή στη γη χρονολογείται 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, η ατμόσφαιρα αποτελούταν από υδρογόνο, νερό, αμμώνιο και μεθυλένιο. Το οξυγόνο δεν ήταν μέρος αυτού.

Επί του παρόντος, οι επιστήμονες μελετούν την ατμόσφαιρα και τη σημασία ότι η δημιουργία των πρώτων βιολογικών μορίων όπως είναι οι πρωτεΐνες, νουκλεοτίδια και τριφωσφορική αδενοσίνη (ΑΤΡ).

Μία πιθανή πρόταση εξηγεί την ένωση των μορίων για να σχηματίσουν περίπλοκες ενώσεις και έτσι να είναι σε θέση να εκτελέσουν μεταβολικές διεργασίες. Αυτή η εργασία έφερε μαζί τα πρώτα κύτταρα, ειδικά ετερότροφα.

Ετερότροφα δεν είναι σε θέση να παράγουν τη δική τους πηγή ενέργειας και των τροφίμων, έτσι ώστε η κατανάλωση άλλων οργανισμών ζεστή σούπα που περιγράφεται από Haldane.

Οι μεταβολικές διεργασίες των ετερότροφων απελευθέρωσαν διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Τελικά, το διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα επέτρεψε την εξέλιξη της φωτοσυνθετικής αυτότροφους, είναι σε θέση να συνθέσουν τη δική τους τροφή μέσα από την ενέργεια και το διοξείδιο του άνθρακα.

Αναφορές

1. Flammer, L., J. Beard, C.E. Nelson, & Μ. Nickels. (199). Ensiweb Εξέλιξη / Φύση των Ινστιτούτων Επιστήμης: Υπόθεση Heterotroph. Πανεπιστήμιο της Ιντιάνα.
2. Darwin, Charles (1857). Darwin Corespondence Project, "Επιστολή αριθ. 7471, "University of Cambridge.
3. Gordon-Smith, C. (2002). Προέλευση της Ζωής: Ορόσημα του 20ου αιώνα.
4. Miller, S., & Urey, Η. (1959). Σύνθεση οργανικής ένωσης στην Πρωτογενή Γη. Science, 130 (3370), 245-251. Ανακτήθηκε από το jstor.org
5. Haldane, J.B.S. (1929/1967). "Η προέλευση της ζωής". Ο ετήσιος ετήσιος λογιστικός έλεγχος. Ανατυπώθηκε ως παράρτημα στο J.D. Bernal 1967, Η προέλευση της ζωής. Weidenfeld & Nicolson, Λονδίνο
6. McCollom, Τ. (2013). Miller-Urey και πέρα: Τι έχουμε μάθει για τις αντιδράσεις της πρεβιοτικής οργανικής σύνθεσης κατά τα τελευταία 60 χρόνια; Ετήσια Επισκόπηση της Γης και των Πλανητικών Επιστημών 2013 41: 1, 207-229