HETEROTROFISK HYPOTES: URSPRUNG OCH HUVUDEGENSKAPER - BIOLOGI - 2025

Den heterotrofiska hypotesen är ett förslag från grenen för evolutionär biologi som hävdar att de första levande organismerna var heterotrofer; det vill säga de som inte kan syntetisera sin egen energi.

Termen heterotrof kommer från de grekiska "heteros" (andra) och "troféer" (ät). Heterotrofer erhåller sin energi och råmaterial genom intag av organiska molekyler eller andra organismer.

Den heterotrofiska hypotesen namngavs först av Charles Darwin.

Ursprunget till hypotesen

Den heterotrofiska hypotesen nämndes först av forskaren Charles Darwin i ett av hans brev med JD Hooker. I brevet skrev Darwin:

«… Hur bra om vi kunde bli gravid i ett litet hett damm med alla slags ammoniak och fosforsalter, ljus, elektricitet, att en proteinförening bildades kemiskt idag skulle sådant material ha ätts eller absorberats, vilket inte hade varit fallet tidigare varav levande varelser bildades «.

Under 1900-talet föreslog forskare Aleksandr Oparin och John Haldane liknande teorier till förmån för den heterotrofiska hypotesen, och blev känd som Opadin-Haldane-hypotesen.

Enligt detta förslag blev havet en varm och utspädd soppa med organiska föreningar. Dessa föreningar aggregerades för att bilda koacervater, tills organiska föreningar assimilerades på ett sätt som liknar metabolism.

Stanley Miller och Harold Urey-experiment

Det var inte förrän 1950 som biokemisterna Stanley Miller och Harold Urey lyckades återskapa atmosfären från jordens ursprung över en vattenmassa, känd som Miller-Urey-experimentet.

Urey och Miller skapade en gaskammare med elektroder för att återskapa tidens atmosfär, och de körde experimentet i en vecka. I slutet av experimentet fann de bildandet av organiska föreningar från oorganiska föreningar tidigare i vatten.

Detta experiment bekräftade förekomsten av koacervater, föreslagna av Oparin i början av seklet.

Miller- och Urey-experimentet har skapat skepsis i det vetenskapliga samfundet. Den här föreslog ett fönster för evolutionär forskning och har återskapats av andra forskare.

Ett nyligen genomfört experiment hittade ett högre antal aminosyror än de som rapporterats av Miller och Urey.

Urey och Miller skapade en gaskammare med elektroder för att återskapa tidens atmosfär, och de körde experimentet i en vecka.

Frågan om möjligheten att exakt återskapa atmosfären från förflutna tider i laboratoriet förblir obesvarad.

Heterotrofiska organismer

Livet på jorden går 3,5 miljarder år tillbaka. Under denna period bestod atmosfären av väte, vatten, ammoniak och metylen. Syre var inte en del av det.

Idag studerar forskare atmosfären och dess betydelse för att skapa de första biologiska molekylerna, till exempel proteiner, nukleotider och adenosintrifosfat (ATP).

Ett möjligt förslag förklarar sammanslagningen av molekyler för att bilda komplexa föreningar och därmed kunna genomföra metabola processer. Detta gemensamma arbete förde de första cellerna, särskilt heterotrofer.

Heterotroferna kan inte producera sin egen energikälla och mat, så de konsumerade andra organismer från den heta soppan som beskrivs av Haldane.

De metaboliska processerna för heterotrofer släppte koldioxid ut i atmosfären. Så småningom möjliggjorde koldioxid i atmosfären utvecklingen av fotosyntetiska autotrofer, som kunde syntetisera sin egen mat genom energi och koldioxid.

referenser

1. Flammer, L., J. Beard, CE Nelson, & M. Nickels. (199). Ensiweb. Evolution / Nature of Science Institutes: Heterotroph Hypothesis. University of Indiana.
2. Darwin, Charles (1857). Darwin korrespondensprojekt, ”Brev nr. 7471, ”University of Cambridge.
3. Gordon-Smith, C. (2002). Livets ursprung: tjugonde århundrade landmärken.
4. Miller, S., & Urey, H. (1959). Organisk sammansatt syntes på den primitiva jorden. Science, 130 (3370), 245-251. Hämtad från jstor.org
5. Haldane, JBS (1929/1967). "Livets ursprung". Den rationalistiska årliga. Omtryckt som en bilaga i JD Bernal 1967, The Life of Origin. Weidenfeld & Nicolson, London
6. McCollom, T. (2013). Miller-Urey and Beyond: Vad har vi lärt oss om prebiotiska organiska syntesreaktioner under de senaste 60 åren? Årlig översyn av Earth and Planetary Sciences 2013 41: 1, 207-229