Utvecklades heterotrofer från autotrofer?

Forskare har överväldigande bevis för att alla arter som nu lever på jorden utvecklats från en gemensam förfader. Men att ta reda på var den gemensamma förfadern kom ifrån eller hur den härstammar är ett svårt pussel.

Även om forskare ännu inte vet hur livet härstammar här på jorden, har de många spännande ledtrådar. Baserat på vad vi vet kan vi inte vara säkra på hur det första livet uppstod, men vi kan logiskt rekonstruera vad som kan ha hänt. Överraskande nog är den bästa gissningen att heterotrofer var först på plats.

Denna teori är känd som heterotrofhypotes.

Forskare delar upp levande organismer i två breda klasser beroende på var de får sin energi. Dessa två klasser är heterotrofer och autotrofer.

Autotrofer använd solljus eller annan extern energikälla för att driva syntesen av kemiska föreningar som sockerarter som fungerar som mat för organismen. I huvudsak gör de sin egen mat. Växter är vanliga exempel på autotrofer eftersom de är beroende av

Fotosyntes är inte heller det enda sättet autotrofer får mat. Det finns också en process som kallas kemosyntes. Kemosyntes är en process som använder kemiska reaktioner (vanligtvis med vätesulfid, metan och syre) för att producera energi. Denna process är inte beroende av solljus som fotosyntes gör.

Heterotroferdäremot ta upp mat från sina miljöer - vanligtvis, men inte nödvändigtvis, genom att äta andra organismer. Några heterotrofexempel inkluderar hundar, katter, insekter, protister och grodor. Människor är heterotrofer eftersom vi äter växter eller djur för att få energi; vi kan inte producera vår egen mat.

Autotrofer som vi nu känner till utvecklades troligen sekundärt till de första livsformerna. Det biokemiska maskineriet som fotosyntetiska organismer som växter använder för att syntetisera mat är mycket komplicerat och krävde förmodligen en betydande tid att utvecklas.

Men de flesta heterotrofer idag är beroende av autotrofer för deras mat. Så alla framgångsrika vetenskapliga hypoteser om livets ursprung måste förklara antingen hur autotrofer uppstod först eller var heterotrofer kunde ha fått sin mat innan autotroferna började.

Tidigare experiment har visat att förhållandena på den tidiga jorden gynnade bildandet av föreningar som aminosyror och andra grundläggande byggstenar för livet. Enligt den så kallade heterotrofhypotesen var de första levande organismerna heterotrofer. De konsumerade dessa "byggstenar" som finns i sin miljö och använde dem för mat.

Ibland kallas detta teorin för ”primordial soup”, eftersom den föreställer sig en tidig jord rik på organiska föreningar som de första nya organismerna kunde äta. Detta förklarar hur heterotrofer kan existera före utvecklingen av autotrofer för dem att konsumera.

Om de första organismerna verkligen var heterotrofer, Evolution skulle gradvis ha gett upphov till autotrofer - organismer som kunde göra sin egen mat. När tillförseln av aminosyror och andra grundläggande byggstenar i den ursprungliga soppan började ta slut skulle dessa första autotrofer ha haft en enorm fördel i förhållande till tävlingen. Så småningom utvecklades organismer som kunde äta de första autotroferna för att dra nytta av denna nya matkälla och näringsämnen.

Många forskare tror också på det kloroplaster (organellen som var nödvändig för fotosyntes) var en gång deras egna fritt levande celler. De antar att heterotrofa större celler åt dessa för näringsämnen, men slutade med att de införlivades i cellen som en organell. Detta kallas endosymbiotisk teori.

Vi kanske aldrig vet säkert om det verkligen är vad som hände, men de tillgängliga bevisen föreslår att denna hypotes är en rimlig gissning av hur autotrofer och heterotrofer kom till varelse.