Произход и основни характеристики на хетеротропната хипотеза

на хетеротрофна хипотеза е предложение на клона на еволюционната биология, според който първите живи организми са хетеротрофите; т.е. тези, които не могат да синтезират собствената си енергия.

Терминът хетеротрофен идва от гръцкия "heteros" (други) и "trophes" (яде). Хетеротрофите получават своята енергия и суровина чрез поглъщане на органични молекули или други организми.

Произход на хипотезата

Хетеротрофната хипотеза за първи път е спомената от учения Чарлз Дарвин в едно от писмата си с Й.Д. Хукър. В писмото Дарвин пише:

"...  Колко страхотно бихме могли да си представим в малкото топло езерце с всички видове амонячни и фосфорни соли, светлина, електричество, че химично се образува протеиново съединение [....] Понастоящем такъв материал би бил погълнат или абсорбиран, което не би било случай, преди да се образуват живите същества".

През ХХ век учените Александър Опарин и Джон Халдейн предлагат подобни теории в полза на хетеротрофната хипотеза, известна като хипотезата на Опадин-Халдейн..

Според това предложение морето става гореща и разредена супа от органични съединения. Тези съединения се добавят, за да образуват коацервати, докато асимилират органичните съединения по подобен начин на метаболизма.

Едва през 1950 г. биохимиците Стенли Милър и Харолд Ури успяха да пресъздадат атмосферата на Земния произход над вода, известна като експеримента на Милър-Ури..

Ури и Милър създадоха газова камера с електроди, за да пресъздадат атмосферата на времето и да оставят експеримента да тече една седмица..

В края на експеримента те открили образуването на органични съединения от неорганични съединения, които преди това са били във водата.

Този експеримент потвърждава съществуването на коацервати, предложени от Опарин в началото на века.

Експериментът на Милър и Ури създаде скептицизъм в научната общност. Това предлага прозорец на еволюционни изследвания и е пресъздаден от други учени.

Един скорошен експеримент открива по-голям брой аминокиселини, отколкото тези, докладвани от Miller и Urey.

Въпросът за възможността за точно пресъздаване на атмосферата на миналото в лабораторията остава без отговор.

Хетеротрофни организми

Животът на Земята датира от 3,5 милиарда години. През този период атмосферата се състои от водород, вода, амоний и метилен. Кислородът не беше част от него.

В момента учените изучават атмосферата и значението, което има за създаването на първите биологични молекули, като протеини, нуклеотиди и аденозин трифосфат (АТР)..

Едно възможно предложение обяснява обединението на молекули за образуване на комплексни съединения и по този начин може да извършва метаболитни процеси. Тази работа донесе първите клетки, по-специално хетеротрофни.

Хетеротрофите не са в състояние да произвеждат собствен източник на енергия и храна, така че консумират други организми от горещата супа, описана от Haldane..

Метаболитните процеси на хетеротрофите освобождават въглероден диоксид в атмосферата. В крайна сметка, въглеродният диоксид в атмосферата позволи еволюцията на фотосинтетичните автотрофи, способни да синтезират собствените си храни чрез енергия и въглероден диоксид..

препратки

1. Flammer, L., J. Beard, C.E. Nelson & M. Nickels. (199). Ensiweb. Еволюция / Природата на научните институти: Хетеротрофна хипотеза. Университет на Индиана.
2. Дарвин, Чарлз (1857). Проект за кореспонденция на Дарвин, "Писмо не. 7471, "Университет Кеймбридж.
3. Gordon-Smith, C. (2002). Произход на живота: забележителности на ХХ век.
4. Miller, S., & Urey, H. (1959). Синтез на органични съединения върху примитивната Земя. Science, 130 (3370), 245-251. Изтеглено от jstor.org
5. Haldane, J.B.S. (1929/1967). "Произходът на живота". Годишникът на рационалистите. Препечатано като приложение в J.D. Бернал 1967, Произход на живота. Weidenfeld & Nicolson, Лондон
6. McCollom, T. (2013). Милър-Ури и отвъд: Какво научихме за реакциите на пребиотичното органично синтезиране през последните 60 години? Годишен преглед на науките за Земята и планетата 2013 41: 1, 207-229