Heterotrope hypothese Oorsprong en belangrijkste kenmerken

de heterotrofe hypothese is een voorstel van de tak van de evolutionaire biologie die stelt dat de eerste levende organismen de heterotrofen waren; dat wil zeggen, degenen die hun eigen energie niet kunnen synthetiseren.

De term heterotroof komt van het Griekse "heteros" (anderen) en "trophes" (eten). Heterotrofen verkrijgen hun energie en grondstof door organische moleculen of andere organismen in te nemen.

Oorsprong van de hypothese

De heterotrofe hypothese werd voor het eerst genoemd door de wetenschapper Charles Darwin in een van zijn brieven met J.D. Hooker. In de brief schreef Darwin:

" ...  Hoe geweldig zijn als we konden bedenken in sommige warme kleine vijver met allerlei ammoniak en fosforzuur zouten, licht, elektriciteit, dat een eiwit verbinding chemisch werd gevormd [....] Op dit moment is een dergelijke zaak zou zijn opgegeten of geabsorbeerd, waardoor het niet zou zijn geweest voordat de levende wezens werden gevormd".

In de twintigste eeuw, wetenschappers Alexander Oparin en Haldane John voorgestelde soortgelijke theorieën in het voordeel van heterotrofe hypothese, dat wordt aangeduid als de Opadin-Haldane hypothese.

Volgens dit voorstel werd de zee een hete en verdunde soep van organische verbindingen. Deze verbindingen werden toegevoegd om coacervaten te vormen, totdat ze organische verbindingen assimileren op een vergelijkbare manier als het metabolisme.

Pas in 1950 dat biochemici Stanley Miller en Harold Urey konden de atmosfeer van de oorsprong van de aarde opnieuw op een watermassa zogenaamde Miller-Urey experiment.

Urey en Miller creëerden een gaskamer met elektroden om de sfeer van die tijd na te bootsen en het experiment een week lang te laten duren.

Aan het einde van het experiment vonden ze de vorming van organische verbindingen uit anorganische verbindingen die eerder in het water lagen.

Dit experiment bevestigde het bestaan ​​van coacervaten, voorgesteld door Oparin aan het begin van de eeuw.

Het experiment met Miller en Urey heeft scepticisme veroorzaakt in de wetenschappelijke gemeenschap. Deze stelde een venster voor van evolutionair onderzoek en is herschapen door andere wetenschappers.

Een recent experiment vond een groter aantal aminozuren dan die gerapporteerd door Miller en Urey.

De vraag naar de mogelijkheid om de sfeer van vroeger in het laboratorium nauwkeurig na te bootsen, blijft nog onbeantwoord.

Heterotrofe organismen

Het leven op aarde gaat 3,5 miljard jaar terug. Gedurende deze periode bestond de atmosfeer uit waterstof, water, ammonium en methyleen. Zuurstof maakte er geen deel van uit.

Momenteel onderzoeken wetenschappers de atmosfeer en de betekenis die de oprichting van de eerste biologische moleculen zoals eiwitten, nucleotiden en adenosine trifosfaat (ATP).

Een mogelijk voorstel verklaart de vereniging van moleculen om complexe verbindingen te vormen en dus in staat te zijn metabole processen uit te voeren. Dit werk samen bracht de eerste cellen, specifiek heterotroof.

Heterotrofe zijn niet in staat om hun eigen bron van energie en voedsel te produceren, zodat de consumptie van andere organismen hete soep beschreven door Haldane.

De metabolische processen van de heterotrofen gaven koolstofdioxide vrij in de atmosfeer. Uiteindelijk kooldioxide in de atmosfeer kon de ontwikkeling van fotosynthetische autotrofen, zelf hun voedsel te synthetiseren door middel van energie en kooldioxide.

referenties

1. Flammer, L., J. Beard, C.E. Nelson, en M. Nickels. (199). Ensiweb. Evolutie / aard van wetenschappelijke instituten: heterotrofe hypothese. Universiteit van Indiana.
2. Darwin, Charles (1857). Darwin Correspondence Project, "Brief nr. 7471, "University of Cambridge.
3. Gordon-Smith, C. (2002). Origin Of Life: Twentiethth Century Landmarks.
4. Miller, S., & Urey, H. (1959). Organische samengestelde synthese op de primitieve aarde. Science, 130 (3370), 245-251. Opgehaald van jstor.org
5. Haldane, J.B.S. (1929/1967). "De oorsprong van het leven". The Rationalist Annual. Herdrukt als een appendix in J.D. Bernal 1967, The Origin of Life. Weidenfeld & Nicolson, Londen
6. McCollom, T. (2013). Miller-Urey en Beyond: wat hebben we geleerd over pre-biotische organische syntheseresultaten in de afgelopen 60 jaar? Jaaroverzicht van de aarde en planetaire wetenschappen 2013 41: 1, 207-229