هل تطورت الكائنات غيرية التغذية من ذاتية التغذية؟

العلماء لديهم أدلة دامغة لإثبات أن جميع الأنواع التي تعيش الآن على الأرض تطورت من سلف مشترك. لكن معرفة من أين جاء هذا السلف المشترك أو كيف نشأ هو لغز صعب.

على الرغم من أن العلماء لا يعرفون حتى الآن كيف نشأت الحياة هنا على الأرض ، إلا أن لديهم الكثير من القرائن المحيرة. بناءً على ما نعرفه ، لا يمكننا التأكد من كيفية ظهور الحياة الأولى ، لكن يمكننا منطقياً إعادة بناء ما قد حدث. والمثير للدهشة أن أفضل تخمين هو أن الكائنات غيرية التغذية كانت في البداية على الساحة.

تُعرف هذه النظرية باسم فرضية التغذية.

يقسم العلماء الكائنات الحية إلى فئتين عريضتين حسب المكان الذي تحصل فيه على طاقتها. هاتان الفئتان غيرية التغذية و autotrophs.

التغذية التلقائية استخدام ضوء الشمس أو مصدر خارجي آخر للطاقة لتشغيل المركبات الكيميائية مثل السكريات التي تعمل كغذاء للكائن الحي. في الأساس ، يصنعون طعامهم. النباتات هي أمثلة شائعة للتغذية الذاتية لأنها تعتمد عليها البناء الضوئي لصنع طعامهم. الكائنات الحية الأخرى مثل الطحالب والبكتيريا الضوئية تعتبر أيضًا كائنات غيرية التغذية.

كما أن التمثيل الضوئي ليس هو الطريقة الوحيدة للحصول على الغذاء الذاتي. هناك أيضًا عملية تسمى التخليق الكيميائي. التخليق الكيميائي هي عملية تستخدم تفاعلات كيميائية (عادة مع كبريتيد الهيدروجين والميثان والأكسجين) من أجل إنتاج الطاقة. لا تعتمد هذه العملية على ضوء الشمس كما تفعل عملية التمثيل الضوئي.

مغاير التغذية، على النقيض من ذلك ، تناول الطعام من بيئاتهم - عادة ، ولكن ليس بالضرورة ، عن طريق تناول الكائنات الحية الأخرى. تتضمن بعض الأمثلة غيرية التغذية الكلاب والقطط والحشرات والطلائعيات والضفادع. البشر كائنات غيرية التغذية لأننا نأكل النباتات أو الحيوانات من أجل الحصول على الطاقة ؛ لا يمكننا إنتاج طعامنا.

من المرجح أن تكون التغذية الذاتية كما نعرفها الآن قد تطورت بشكل ثانوي إلى أشكال الحياة الأولى. إن الآلية الكيميائية الحيوية التي تستخدمها كائنات التمثيل الضوئي مثل النباتات لتخليق الطعام معقدة للغاية وربما تتطلب قدرًا كبيرًا من الوقت لتتطور.

لكن معظم الكائنات غيرية التغذية اليوم تعتمد على ذاتية التغذية في طعامها. لذا فإن أي فرضية علمية ناجحة حول أصل الحياة يجب أن يشرح إما كيف ظهرت الكائنات ذاتية التغذية أولاً أو أين يمكن أن تحصل الكائنات غيرية التغذية على طعامها قبل أصل التغذية الذاتية.

أثبتت التجارب السابقة أن الظروف الموجودة على الأرض المبكرة فضلت تكوين مركبات مثل الأحماض الأمينية وغيرها من اللبنات الأساسية للحياة. وفقًا لما يسمى بفرضية التغذية غير المتجانسة ، كانت الكائنات الحية الأولى عبارة عن كائنات غيرية التغذية. لقد استهلكوا "لبنات البناء" الموجودة في بيئتهم واستخدموها في الغذاء.

في بعض الأحيان تسمى هذه نظرية "الحساء البدائي" ، لأنها تصور الأرض المبكرة الغنية بالمركبات العضوية التي يمكن أن تأكلها الكائنات الحية الناشئة الأولى. يشرح هذا كيف يمكن أن توجد الكائنات غيرية التغذية قبل تطور ذاتية التغذية لكي تستهلكها.

إذا كانت الكائنات الحية الأولى هي بالفعل غيرية التغذية ، تطور من شأنه أن يؤدي تدريجياً إلى ظهور ذاتية التغذية - كائنات يمكن أن تصنع طعامها. نظرًا لأن إمدادات الأحماض الأمينية وغيرها من اللبنات الأساسية في الحساء البدائي بدأت في النفاد ، كان من الممكن أن تتمتع هذه المركبات ذاتية التغذية الأولى بميزة كبيرة على المنافسة. في النهاية ، تطورت الكائنات الحية التي يمكن أن تأكل أول ذاتية التغذية للاستفادة من هذا المصدر الجديد للغذاء والمغذيات.

يعتقد العديد من العلماء أيضا ذلك البلاستيدات الخضراء (العضية الضرورية لعملية التمثيل الضوئي) كانت ذات يوم خلايا حية حرة خاصة بهم. لقد افترضوا أن الخلايا الكبيرة غيرية التغذية أكلتها كمغذيات ، لكن انتهى بهم الأمر بدمجها في الخلية كعضية. وهذا ما يسمى نظرية التكافل الداخلي.

قد لا نعرف على وجه اليقين ما إذا كان هذا هو ما حدث بالفعل ، ولكن الأدلة المتاحة حاليًا يقترح أن هذه الفرضية هي أفضل تخمين معقول لكيفية ظهور الكائنات ذاتية التغذية وغيرية التغذية يجري.