Czy heterotrofy ewoluowały z autotrofów?

Naukowcy mają przytłaczające dowody na to, że wszystkie gatunki żyjące obecnie na Ziemi wyewoluowały ze wspólnego przodka. Ale ustalenie, skąd pochodzi ten wspólny przodek lub jak powstał, jest trudną zagadką.

Chociaż naukowcy nie wiedzą jeszcze, jak powstało życie na Ziemi, mają wiele kuszących wskazówek. Na podstawie tego, co wiemy, nie możemy być pewni, jak powstało pierwsze życie, ale możemy logicznie zrekonstruować, co mogło się wydarzyć. Co zaskakujące, najlepsze jest przypuszczenie, że heterotrofy były pierwsze na scenie.

Ta teoria jest znana jako hipoteza heterotroficzna.

Naukowcy dzielą żywe organizmy na dwie szerokie klasy w zależności od tego, skąd czerpią energię. Te dwie klasy są heterotrofy i autotrofy.

Autotrofy wykorzystywać światło słoneczne lub inne zewnętrzne źródło energii do napędzania syntezy związków chemicznych, takich jak cukry, które służą organizmowi jako pokarm. Zasadniczo robią własne jedzenie. Rośliny są powszechnymi przykładami autotrofów, ponieważ polegają na

Fotosynteza to nie jedyny sposób, w jaki autotrofy zdobywają pożywienie. Istnieje również proces zwany chemosyntezą. Chemosynteza to proces wykorzystujący reakcje chemiczne (zwykle z siarkowodorem, metanem i tlenem) w celu wytworzenia energii. Proces ten nie opiera się na świetle słonecznym, jak fotosynteza.

Heterotrofy, przeciwnie, pobierają pożywienie ze swojego otoczenia – zazwyczaj, choć niekoniecznie, jedząc inne organizmy. Niektóre przykłady heterotrofów obejmują psy, koty, owady, protisty i żaby. Ludzie są heterotrofami, ponieważ zjadamy rośliny lub zwierzęta, aby uzyskać energię; nie możemy produkować własnej żywności.

Autotrofy, jakie znamy obecnie, najprawdopodobniej wyewoluowały wtórnie do pierwszych form życia. Biochemiczna maszyneria, którą organizmy fotosyntetyczne, takie jak rośliny, wykorzystują do syntezy żywności, jest bardzo skomplikowana i prawdopodobnie wymagała znacznej ilości czasu, aby ewoluować.

Ale większość dzisiejszych heterotrofów jest uzależniona od autotrofów, jeśli chodzi o pożywienie. Więc każda udana hipoteza naukowa na temat pochodzenie życia musi wyjaśnić, w jaki sposób autotrofy powstały jako pierwsze lub gdzie heterotrofy mogły zdobyć pożywienie przed powstaniem autotrofów.

Wcześniejsze eksperymenty wykazały, że warunki panujące na wczesnej Ziemi sprzyjały tworzeniu się związków, takich jak aminokwasy i inne podstawowe elementy budulcowe życia. Zgodnie z tzw. hipotezą heterotroficzną pierwsze żywe organizmy były heterotrofami. Spożywali te „cegiełki” obecne w ich środowisku i wykorzystywali je do jedzenia.

Czasami nazywa się to teorią „pierwotnej zupy”, ponieważ przewiduje ona wczesną Ziemię bogatą w związki organiczne, które mogły zjeść pierwsze wschodzące organizmy. To wyjaśnia, w jaki sposób heterotrofy mogły istnieć przed ewolucją autotrofów, aby mogły je konsumować.

Jeśli pierwsze organizmy rzeczywiście były heterotrofami, ewolucja stopniowo dawałyby początek autotrofom – organizmom, które mogłyby wytwarzać własne pożywienie. Ponieważ zapasy aminokwasów i innych podstawowych elementów budulcowych w pierwotnej zupie zaczęły się wyczerpywać, te pierwsze autotrofy miałyby ogromną przewagę nad konkurencją. W końcu organizmy, które mogły zjeść pierwsze autotrofy, wyewoluowały, aby skorzystać z tego nowego źródła pożywienia i składników odżywczych.

Wielu naukowców również uważa, że chloroplasty (organelle niezbędne do fotosyntezy) były kiedyś własnymi, wolno żyjącymi komórkami. Postawili hipotezę, że większe heterotroficzne komórki zjadały je w poszukiwaniu składników odżywczych, ale ostatecznie włączyli je do komórki jako organelle. Nazywa się to teorią endosymbiotyczną.

Możemy nigdy nie wiedzieć na pewno, czy rzeczywiście tak się stało, ale obecnie dostępne dowody sugeruje, że ta hipoteza jest rozsądnym najlepszym przypuszczeniem, w jaki sposób powstały autotrofy i heterotrofy istota.