Heterotrofné hypotéza je návrh z odboru evolučnej biológie, ktorá tvrdí, že prvé živé organizmy boli heterotrophs; to znamená tých, ktorí nie sú schopní syntetizovať svoju vlastnú energiu.
Termín heterotrof pochádza z gréckeho „heteros“ (ostatné) a „trofeje“ (jesť). Heterotrofy získavajú svoju energiu a surovinu požitím organických molekúl alebo iných organizmov.
Heterotropnú hypotézu prvýkrát pomenoval Charles Darwin.
Pôvod hypotézy
Heterotropnú hypotézu prvýkrát uviedol vedec Charles Darwin v jednom zo svojich listov s JD Hookerom. V liste Darwin napísal:
«… Aké veľké by bolo, keby sme si v malom horúcom rybníku so všetkými druhmi amoniaku a fosforečných solí, svetla, elektriny, predstavovali, že bielkovinová zlúčenina sa dnes chemicky formovala, taká hmota by sa zjedla alebo absorbovala, čo by predtým nebolo z toho tvorili živé tvory «.
V 20. storočí vedci Aleksandr Oparin a John Haldane navrhli podobné teórie v prospech heterotrofnej hypotézy, ktorá sa stala známou ako hypotéza Opadin-Haldane.
Podľa tohto návrhu sa more stalo horúcou a zriedenou polievkou organických zlúčenín. Tieto zlúčeniny sa agregovali za vzniku koacervátov, až kým sa organické zlúčeniny asimilovali podobným spôsobom ako metabolizmus.
Experimenty Stanley Miller a Harold Urey
Až v roku 1950 sa biochemikom Stanleym Millerovi a Haroldovi Ureyovi podarilo obnoviť atmosféru zemského pôvodu na vodnej ploche známej ako experiment Miller-Urey.
Urey a Miller vytvorili plynovú komoru s elektródami na obnovenie atmosféry času a experiment vykonávali týždeň. Na konci experimentu zistili tvorbu organických zlúčenín z anorganických zlúčenín predtým vo vode.
Tento experiment potvrdil existenciu koacervátov, ktoré navrhol Oparin na začiatku storočia.
Experiment Miller a Urey vytvoril vo vedeckej komunite skepticizmus. Tento navrhol okno evolučného výskumu a bol obnovený inými vedcami.
Nedávny experiment zistil vyšší počet aminokyselín, ako uvádza Miller a Urey.
Urey a Miller vytvorili plynovú komoru s elektródami na obnovenie atmosféry času a experiment vykonávali týždeň.
Otázka možnosti presného obnovenia atmosféry minulých čias v laboratóriu zostáva nezodpovedaná.
Heterotropné organizmy
Život na Zemi sa datuje 3,5 miliardy rokov. Počas tohto obdobia bola atmosféra zložená z vodíka, vody, amoniaku a metylénu. Kyslík nebol súčasťou.
Dnes vedci skúmajú atmosféru a jej dôležitosť pri vytváraní prvých biologických molekúl, ako sú proteíny, nukleotidy a adenozíntrifosfát (ATP).
Možný návrh vysvetľuje spojenie molekúl za vzniku komplexných zlúčenín, a teda schopnosť uskutočňovať metabolické procesy. Táto spoločná práca priniesla prvé bunky, konkrétne heterotrofy.
Heterotrofy nie sú schopné produkovať svoj vlastný zdroj energie a potravy, takže konzumovali ďalšie organizmy z horúcej polievky opísanej Haldanom.
Metabolické procesy heterotrofov uvoľňovali oxid uhličitý do atmosféry. Oxid uhličitý v atmosfére nakoniec umožnil vývoj fotosyntetických autotrofov, ktoré sú schopné syntetizovať svoje vlastné jedlo pomocou energie a oxidu uhličitého.
Referencie
1. Flammer, L., J. Beard, CE Nelson, a M. Nickels. (199). Ensiweb. Evolution / Nature of Institutes: Heterotroph Hypothesis. University of Indiana.
2. Darwin, Charles (1857). Projekt korešpondencie Darwin, „List č. 7471, “University of Cambridge.
3. Gordon-Smith, C. (2002). Pôvod života: Pamiatky dvadsiateho storočia.
4. Miller, S. a Urey, H. (1959). Syntéza organických zlúčenín na primitívnej Zemi. Science, 130 (3370), 245-251. Zdroj: jstor.org
5. Haldane, JBS (1929/1967). "Pôvod života". Rationalist Rational. Opakovaná tlač ako príloha v JD Bernal 1967, Pôvod života. Weidenfeld & Nicolson, Londýn
6. McCollom, T. (2013). Miller-Urey a ďalej: Čo sme sa naučili o prebiotických organických syntézach za posledných 60 rokov? Ročný prehľad o Zemi a planetárnych vedách 2013 41: 1, 207-229