Kas heterotroofid arenesid välja autotroofidest?

Teadlastel on ülekaalukalt tõendeid selle kohta, et kõik Maa peal praegu elus olevad liigid on välja arenenud ühisest esivanemast. Kuid välja mõelda, kust see ühine esivanem pärineb või kuidas see tekkis, on keeruline mõistatus.

Kuigi teadlased ei tea veel, kuidas elu siin Maal tekkis, on neil palju ahvatlevaid vihjeid. Selle põhjal, mida me teame, ei saa me olla kindlad, kuidas esimene elu tekkis, kuid võime juhtunu loogiliselt rekonstrueerida. Üllatuslikult on parim oletus see, et heterotroofid olid esmakordselt sündmuskohal.

Seda teooriat tuntakse kui heterotroofhüpotees.

Teadlased jagavad elusorganismid kahte laia klassi vastavalt sellele, kust nad oma energia saavad. Need kaks klassi on heterotroofid ja autotroofid.

Autotroofid kasutage päikesevalgust või mõnda muud välist energiaallikat keemiliste ühendite, näiteks suhkrute sünteesi soodustamiseks, mis on organismi toiduks. Sisuliselt teevad nad ise toitu. Taimed on autotroofide tavalised näited, kuna nad toetuvad

Fotosüntees pole ka ainus viis, kuidas autotroofid toitu saavad. Seal on ka protsess, mida nimetatakse kemosünteesiks. Kemosüntees on protsess, mis kasutab energia tootmiseks keemilisi reaktsioone (tavaliselt vesiniksulfiidi, metaani ja hapnikuga). See protsess ei tugine päikesevalgusele nagu fotosüntees.

Heterotroofidseevastu võtavad toitu oma keskkonnast - tavaliselt, kuigi mitte tingimata, teisi organisme süües. Mõned heterotroofsed näited hõlmavad koeri, kasse, putukaid, protiste ja konni. Inimesed on heterotroofid, kuna energia saamiseks sööme taimi või loomi; me ei saa ise toitu toota.

Autotroofid, nagu me neid nüüd tunneme, arenesid kõige tõenäolisemalt sekundaarselt esimeste eluvormideni. Biokeemiline masinavärk, mida fotosünteetilised organismid, nagu taimed, toidu sünteesimiseks kasutavad, on väga keeruline ja selle arenguks kulus tõenäoliselt märkimisväärselt palju aega.

Kuid enamik heterotroofe sõltub tänapäeval oma toidu autotrofidest. Nii et kõik edukad teaduslikud hüpoteesid elu päritolu peab selgitama, kuidas autotroofid esimesena tekkisid, või kus heterotroofid oleksid saanud toitu enne autotroofide tekkimist.

Varasemad katsed on näidanud, et varajasel Maal valitsevad tingimused soodustasid selliste ühendite moodustumist nagu aminohapped ja muud elu põhielemendid. Niinimetatud heterotrofide hüpoteesi kohaselt olid esimesed elusorganismid heterotroofid. Nad tarbisid neid keskkonnas leiduvaid "ehitusplokke" ja kasutasid neid toiduks.

Mõnikord nimetatakse seda "ürgse supi" teooriaks, sest see näeb ette varajast Maad, mis on rikas orgaaniliste ühendite poolest, mida esimesed tärkavad organismid võiksid süüa. See seletab, kuidas heterotroofid võiksid eksisteerida enne nende tarbimiseks vajalike autotroofide arengut.

Kui esimesed organismid olid tõepoolest heterotroofid, evolutsioon oleks järk-järgult tekkinud autotroofid - organismid, kes saaksid ise toitu valmistada. Kui ürgse supi aminohapete ja muude põhiliste ehitusplokkide varud hakkasid väheks jääma, oleks neil esimestel autotroofidel olnud konkurentsi ees tohutu eelis. Lõpuks arenesid organismid, kes suutsid süüa esimesi autotroofe, et kasutada ära seda uut toidu- ja toiteallikat.

Paljud usuvad ka seda kloroplastid (fotosünteesiks vajalik organell) olid kunagi nende endi vabalt elavad rakud. Nad oletavad, et heterotroofsed suuremad rakud söövad neid toitainete jaoks, kuid lõpuks ühendasid nad rakku organellina. Seda nimetatakse endosümbiootiliseks teooriaks.

Me ei pruugi kunagi kindlalt teada, kas see tõesti juhtus, kuid praegu kättesaadavad tõendid soovitab, et see hüpotees on mõistlik parim arvamus selle kohta, kuidas tekkisid autotroofid ja heterotroofid olemine.