Para ilmuwan memiliki banyak bukti untuk menunjukkan bahwa semua spesies yang sekarang hidup di Bumi berevolusi dari nenek moyang yang sama. Tetapi mencari tahu dari mana nenek moyang yang sama itu berasal atau bagaimana asalnya adalah teka-teki yang sulit.
Meskipun para ilmuwan belum tahu bagaimana kehidupan berasal di Bumi, mereka memiliki banyak petunjuk yang menggiurkan. Berdasarkan apa yang kita ketahui, kita tidak dapat memastikan bagaimana kehidupan pertama muncul, tetapi kita dapat merekonstruksi secara logis apa yang mungkin telah terjadi. Anehnya, tebakan terbaik adalah bahwa heterotrof pertama kali muncul.
Teori ini dikenal sebagai teori hipotesis heterotrof.
Bagaimana Organisme Mendapatkan Energinya: Heterotrof vs Autotrof
Para ilmuwan membagi organisme hidup menjadi dua kelas besar tergantung dari mana mereka mendapatkan energinya. Kedua kelas ini adalah heterotrof dan autotrof.
Autotrof menggunakan sinar matahari atau sumber energi eksternal lainnya untuk menggerakkan sintesis senyawa kimia seperti gula yang berfungsi sebagai makanan bagi organisme. Pada dasarnya, mereka membuat makanan mereka sendiri. Tumbuhan adalah contoh umum dari autotrof karena mereka bergantung pada
fotosintesis untuk membuat makanan mereka. Organisme lain seperti alga dan bakteri fotosintetik juga dianggap heterotrof.Fotosintesis juga bukan satu-satunya cara autotrof mendapatkan makanan. Ada juga proses yang disebut kemosintesis. Kemosintesis adalah proses yang menggunakan reaksi kimia (biasanya dengan hidrogen sulfida, metana, dan oksigen) untuk menghasilkan energi. Proses ini tidak bergantung pada sinar matahari seperti fotosintesis.
Heterotrof, sebaliknya, mengambil makanan dari lingkungannya -- biasanya, meskipun tidak harus, dengan memakan organisme lain. Beberapa contoh heterotrof termasuk anjing, kucing, serangga, protista dan katak. Manusia adalah heterotrof karena kita memakan tumbuhan atau hewan untuk mendapatkan energi; kita tidak bisa menghasilkan makanan kita sendiri.
Tantangan
Autotrof seperti yang kita kenal sekarang kemungkinan besar berevolusi secara sekunder dari bentuk kehidupan pertama. Mesin biokimia yang digunakan organisme fotosintesis seperti tanaman untuk mensintesis makanan sangat rumit dan mungkin membutuhkan banyak waktu untuk berevolusi.
Tetapi kebanyakan heterotrof saat ini bergantung pada autotrof untuk makanan mereka. Jadi, setiap hipotesis ilmiah yang berhasil tentang asal usul kehidupan harus menjelaskan baik bagaimana autotrof muncul pertama kali atau di mana heterotrof dapat memperoleh makanan mereka sebelum asal autotrof.
Hipotesis Heterotrof
Eksperimen sebelumnya telah menunjukkan bahwa kondisi yang ada di Bumi awal mendukung pembentukan senyawa seperti asam amino dan bahan dasar penyusun kehidupan lainnya. Menurut apa yang disebut hipotesis heterotrof, organisme hidup pertama adalah heterotrof. Mereka mengkonsumsi "blok bangunan" yang ada di lingkungan mereka dan menggunakannya untuk makanan.
Kadang-kadang ini disebut teori "sup primordial", karena ia membayangkan Bumi awal yang kaya akan senyawa organik yang dapat dimakan oleh organisme yang muncul pertama kali. Ini menjelaskan bagaimana heterotrof bisa ada sebelum evolusi autotrof untuk mereka konsumsi.
Pengembangan
Jika organisme pertama memang heterotrof, evolusi secara bertahap akan memunculkan autotrof -- organisme yang dapat membuat makanannya sendiri. Ketika persediaan asam amino dan bahan penyusun dasar lainnya dalam sup primordial mulai menipis, autotrof pertama ini akan memiliki keuntungan besar dalam persaingan. Akhirnya, organisme yang bisa memakan autotrof pertama berevolusi untuk memanfaatkan sumber makanan dan nutrisi baru ini.
Banyak ilmuwan juga percaya bahwa kloroplas (organel yang diperlukan untuk fotosintesis) dulunya adalah sel yang hidup bebas. Mereka berhipotesis bahwa sel heterotrofik yang lebih besar memakan ini untuk nutrisi, tetapi mereka akhirnya memasukkannya ke dalam sel sebagai organel. Ini disebut teori endosimbiosis.
Kita mungkin tidak pernah tahu pasti apakah ini memang yang terjadi, tetapi bukti yang tersedia saat ini menunjukkan bahwa hipotesis ini adalah tebakan terbaik yang masuk akal tentang bagaimana autotrof dan heterotrof muncul makhluk.