Wissenschaftler haben überwältigende Beweise dafür, dass alle heute auf der Erde lebenden Arten aus einem gemeinsamen Vorfahren hervorgegangen sind. Aber herauszufinden, woher dieser gemeinsame Vorfahre stammt oder wie er entstanden ist, ist ein schwieriges Rätsel.
Obwohl Wissenschaftler noch nicht wissen, wie das Leben hier auf der Erde entstanden ist, haben sie viele verlockende Hinweise. Basierend auf dem, was wir wissen, können wir nicht sicher sein, wie das erste Leben entstanden ist, aber wir können logisch rekonstruieren, was passiert sein könnte. Überraschenderweise ist die beste Vermutung, dass Heterotrophe zuerst am Tatort waren.
Diese Theorie ist bekannt als die heterotrophe Hypothese.
Wie Organismen ihre Energie bekommen: Heterotrophe vs. Autotrophe
Wissenschaftler teilen lebende Organismen in zwei große Klassen ein, je nachdem, woher sie ihre Energie beziehen. Diese beiden Klassen sind Heterotrophe und Autotrophe.
Autotrophe verwenden Sonnenlicht oder eine andere externe Energiequelle, um die Synthese chemischer Verbindungen wie Zucker anzutreiben, die dem Organismus als Nahrung dienen. Im Wesentlichen stellen sie ihr eigenes Essen her. Pflanzen sind häufige Beispiele für Autotrophe, weil sie sich auf
Photosynthese um ihr Essen zu machen. Andere Organismen wie Algen und photosynthetische Bakterien gelten ebenfalls als heterotroph.Die Photosynthese ist auch nicht die einzige Art und Weise, wie Autotrophe Nahrung aufnehmen. Es gibt auch einen Prozess namens Chemosynthese. Chemosynthese ist ein Prozess, der chemische Reaktionen (meist mit Schwefelwasserstoff, Methan und Sauerstoff) nutzt, um Energie zu erzeugen. Dieser Prozess ist nicht wie die Photosynthese auf Sonnenlicht angewiesen.
Heterotrophe, im Gegensatz dazu, nehmen Nahrung aus ihrer Umgebung auf – typischerweise, wenn auch nicht unbedingt, indem sie andere Organismen essen. Einige heterotrophe Beispiele sind Hunde, Katzen, Insekten, Protisten und Frösche. Menschen sind heterotroph, weil wir Pflanzen oder Tiere essen, um Energie zu bekommen; wir können unser Essen nicht selbst herstellen.
Herausforderungen
Autotrophe, wie wir sie heute kennen, entwickelten sich höchstwahrscheinlich sekundär zu den ersten Lebensformen. Die biochemische Maschinerie, die photosynthetische Organismen wie Pflanzen verwenden, um Nahrung zu synthetisieren, ist sehr kompliziert und erforderte wahrscheinlich eine beträchtliche Zeit, um sich zu entwickeln.
Aber die meisten Heterotrophen sind heute für ihre Nahrung von Autotrophen abhängig. Also jede erfolgreiche wissenschaftliche Hypothese über die Ursprung des Lebens müssen entweder erklären, wie Autotrophe zuerst entstanden sind oder wo Heterotrophe ihre Nahrung vor der Entstehung der Autotrophen bezogen haben könnten.
Heterotrophe Hypothese
Frühere Experimente haben gezeigt, dass die Bedingungen auf der frühen Erde die Bildung von Verbindungen wie Aminosäuren und anderen Grundbausteinen für das Leben begünstigten. Nach der sogenannten Heterotrophen-Hypothese waren die ersten lebenden Organismen Heterotrophe. Sie verzehrten diese in ihrer Umgebung vorhandenen „Bausteine“ und nutzten sie als Nahrung.
Manchmal wird dies als "Ursuppe"-Theorie bezeichnet, weil sie sich eine frühe Erde vorstellt, die reich an organischen Verbindungen ist, die die ersten aufkommenden Organismen fressen könnten. Dies erklärt, wie Heterotrophe vor der Entwicklung von Autotrophen existieren könnten, damit sie konsumiert werden können.
Entwicklung
Wenn die ersten Organismen tatsächlich heterotroph waren, Evolution nach und nach zu autotrophen Organismen geführt hätten – Organismen, die ihre eigene Nahrung herstellen könnten. Als die Vorräte an Aminosäuren und anderen Grundbausteinen in der Ursuppe zur Neige gingen, hätten diese ersten Autotrophen einen enormen Vorteil gegenüber der Konkurrenz gehabt. Schließlich entwickelten sich Organismen, die die ersten Autotrophen fressen konnten, um diese neue Nahrungs- und Nährstoffquelle zu nutzen.
Das glauben auch viele Wissenschaftler Chloroplasten (die für die Photosynthese notwendige Organelle) waren einst ihre eigenen freilebenden Zellen. Sie vermuten, dass heterotrophe größere Zellen diese als Nährstoffe fressen, aber sie schließlich als Organelle in die Zelle eingebaut haben. Dies wird als endosymbiotische Theorie bezeichnet.
Wir werden vielleicht nie mit Sicherheit wissen, ob dies tatsächlich passiert ist, aber die derzeit verfügbaren Beweise legt nahe, dass diese Hypothese eine vernünftige beste Vermutung ist, wie Autotrophe und Heterotrophe entstanden sind Sein.