Ali so se heterotrofi razvili iz avtotrofov?

Znanstveniki imajo ogromno dokazov, ki dokazujejo, da so se vse vrste, ki so danes živele na Zemlji, razvile iz skupnega prednika. Toda ugotoviti, od kod prihaja ta skupni prednik ali kako je izviral, je težka uganka.

Čeprav znanstveniki še ne vedo, kako je življenje nastalo tukaj na Zemlji, imajo veliko mučnih namigov. Glede na to, kar vemo, ne moremo biti prepričani, kako je nastalo prvo življenje, lahko pa logično rekonstruiramo, kaj se je lahko zgodilo. Presenetljivo je, da je najboljše ugibanje, da so bili heterotrofi prvi na prizorišču.

Ta teorija je znana kot hipoteza heterotrofa.

Znanstveniki razdelijo žive organizme v dva široka razreda, odvisno od tega, kje dobijo energijo. Ta dva razreda sta heterotrofi in avtotrofi.

Avtotrofi uporabite sončno svetlobo ali drug zunanji vir energije za pogon sinteze kemičnih spojin, kot so sladkorji, ki služijo kot hrana za organizem. V bistvu si sami pripravljajo hrano. Rastline so pogosti primeri avtotrofov, ker se nanje zanašajo

Tudi fotosinteza ni edini način, kako avtotrofi dobijo hrano. Obstaja tudi postopek, imenovan kemosinteza. Kemosinteza je postopek, ki za proizvodnjo energije uporablja kemične reakcije (običajno z vodikovim sulfidom, metanom in kisikom). Ta postopek se ne zanaša na sončno svetlobo, kot fotosinteza.

Heterotrofinasprotno pa jemljejo hrano iz svojega okolja - običajno, čeprav ne nujno, z uživanjem drugih organizmov. Nekateri primeri heterotrofov vključujejo pse, mačke, žuželke, protiste in žabe. Ljudje smo heterotrofi, ker jemo rastline ali živali, da bi dobili energijo; ne moremo sami proizvajati hrane.

Avtotrofi, kakršne zdaj poznamo, so se najverjetneje razvili sekundarno do prvih oblik življenja. Biokemijski stroji, ki jih fotosintetski organizmi, kot so rastline, uporabljajo za sintezo hrane, so zelo zapleteni in so verjetno potrebovali veliko časa za razvoj.

Toda večina heterotrofov je danes odvisna od avtotrofov za hrano. Torej vsaka uspešna znanstvena hipoteza o izvor življenja mora razložiti, kako so avtotrofi nastali najprej ali kje so heterotrofi lahko dobili hrano pred nastankom avtotrofov.

Pretekli poskusi so pokazali, da so razmere na zgodnji Zemlji spodbujale tvorbo spojin, kot so aminokisline in drugi osnovni gradniki za življenje. Po tako imenovani heterotrofni hipotezi so bili prvi živi organizmi heterotrofi. Uživali so te "gradnike", ki so prisotni v njihovem okolju, in jih uporabljali za hrano.

Včasih se temu reče "teorija prvobitne juhe", ker predvideva zgodnjo Zemljo, bogato z organskimi spojinami, ki bi jo lahko jedli prvi nastajajoči organizmi. To pojasnjuje, kako bi lahko heterotrofi obstajali pred razvojem avtotrofov, da bi jih lahko zaužili.

Če bi bili prvi organizmi res heterotrofi, evolucija bi postopoma povzročili avtotrofe - organizme, ki bi si lahko sami pripravili hrano. Ko je zalog aminokislin in drugih osnovnih gradnikov v prvotni juhi začelo zmanjkovati, bi imeli ti prvi avtotrofi veliko prednost pred konkurenco. Sčasoma so se organizmi, ki bi lahko pojedli prve avtotrofe, razvili, da bi izkoristili ta novi vir hrane in hranil.

V to verjamejo tudi številni znanstveniki kloroplasti (organele, potrebne za fotosintezo), so bile nekoč njihove lastne prosto živeče celice. Domnevajo, da so jih heterotrofne večje celice jedle za hranila, vendar so jih na koncu vključili v celico kot organele. To se imenuje endosimbiotska teorija.

Morda nikoli ne bomo zagotovo vedeli, ali se je to res zgodilo, vendar trenutno razpoložljivi dokazi nakazuje, da je ta hipoteza primerno najboljše ugibati, kako so nastali avtotrofi in heterotrofi biti.