Ar heterotrofai evoliucionavo iš autotrofų?

Mokslininkai turi daugybę įrodymų, įrodančių, kad visos dabar Žemėje gyvos rūšys išsivystė iš bendro protėvio. Tačiau išsiaiškinti, iš kur tas bendras protėvis atsirado arba kaip jis atsirado, yra sunkus galvosūkis.

Nors mokslininkai dar nežino, kaip gyvybė atsirado čia, Žemėje, jie turi daug viliojančių įkalčių. Remdamiesi tuo, ką žinome, negalime būti tikri, kaip atsirado pirmasis gyvenimas, tačiau galime logiškai rekonstruoti tai, kas galėjo nutikti. Keista, bet geriausias spėjimas yra tas, kad heterotrofai pirmiausia pasirodė scenoje.

Ši teorija yra žinoma kaip heterotrofo hipotezė.

Mokslininkai skirsto gyvus organizmus į dvi plačias klases, priklausomai nuo to, iš kur jie gauna savo energiją. Šios dvi klasės yra heterotrofai ir autotrofai.

Autotrofai naudokite saulės šviesą ar kitą išorinį energijos šaltinį, kad galėtumėte sintezuoti cheminius junginius, pvz., cukrus, kurie tarnauja kaip organizmo maistas. Iš esmės jie patys gamina maistą. Augalai yra įprasti autotrofų pavyzdžiai, nes jie remiasi

Fotosintezė taip pat nėra vienintelis būdas gauti autotrofų. Taip pat yra procesas, vadinamas chemosinteze. Chemosintezė yra procesas, kurio metu energijai gaminti naudojamos cheminės reakcijos (dažniausiai su vandenilio sulfidu, metanu ir deguonimi). Šis procesas nesikliauja saulės šviesa, kaip kad fotosintezė.

Heterotrofai, priešingai, paima maistą iš savo aplinkos - paprastai, nors ir nebūtinai, valgydami kitus organizmus. Kai kurie heterotrofų pavyzdžiai yra šunys, katės, vabzdžiai, protistai ir varlės. Žmonės yra heterotrofai, nes mes valgome augalus ar gyvūnus, kad gautume energijos; mes negalime patys gaminti maisto.

Autotrofai, kaip mes juos dabar žinome, greičiausiai vystėsi antroje vietoje iki pirmųjų gyvybės formų. Biocheminiai mechanizmai, kuriuos fotosintetiniai organizmai, pavyzdžiui, augalai, naudoja maistui sintetinti, yra labai sudėtingi ir jiems vystytis tikriausiai reikia daug laiko.

Tačiau dauguma heterotrofų šiandien priklauso nuo autotrofų. Taigi bet kokia sėkminga mokslinė hipotezė apie gyvenimo kilmė turi paaiškinti, kaip pirmiausia atsirado autotrofai, arba tai, kur heterotrofai galėjo gauti savo maistą iki autotrofų atsiradimo.

Ankstesni eksperimentai parodė, kad ankstyvojoje Žemėje esančios sąlygos skatino junginių, tokių kaip aminorūgštys ir kiti pagrindiniai gyvenimo blokai, susidarymą. Remiantis vadinamąja heterotrofo hipoteze, pirmieji gyvi organizmai buvo heterotrofai. Jie vartojo šiuos „statybinius elementus“, esančius savo aplinkoje, ir naudojo maistui.

Kartais tai vadinama „pirmapradės sriubos“ teorija, nes ji numato ankstyvąją Žemę, kurioje gausu organinių junginių, kuriuos galėtų suvalgyti pirmieji atsiradę organizmai. Tai paaiškina, kaip heterotrofai galėjo egzistuoti dar prieš evoliuciją, kai jie vartojo autotrofus.

Jei pirmieji organizmai iš tikrųjų buvo heterotrofai, evoliucija pamažu būtų atsiradę autotrofai - organizmai, galintys patys gaminti maistą. Kai pradinių sriubų aminorūgščių ir kitų pagrindinių sudedamųjų dalių atsargos pradėjo mažėti, šie pirmieji autotrofai būtų turėję didžiulį pranašumą prieš konkurentus. Ilgainiui organizmai, galintys suvalgyti pirmuosius autotrofus, evoliucionavo, norėdami pasinaudoti šiuo nauju maisto ir maistinių medžiagų šaltiniu.

Daugelis mokslininkų taip pat tuo tiki chloroplastai (fotosintezei reikalingos organelės) kadaise buvo jų pačių laisvai gyvenančios ląstelės. Jie kelia prielaidą, kad didesnės heterotrofinės ląstelės valgė maistines medžiagas, tačiau galiausiai jas įtraukė į ląstelę kaip organelę. Tai vadinama endosimbiozine teorija.

Mes niekada negalime tiksliai žinoti, ar taip nutiko, bet šiuo metu turimi įrodymai teigia, kad ši hipotezė yra pagrįstas geriausias spėjimas, kaip atsirado autotrofai ir heterotrofai esamas.