Origine di ipotesi eterotropica e caratteristiche principali

il ipotesi eterotrofa è una proposta del ramo della biologia evolutiva che sostiene che i primi organismi viventi erano gli eterotrofi; cioè, quelli incapaci di sintetizzare la propria energia.

Il termine eterotrofo deriva dal greco "heteros" (altri) e "trophes" (mangiare). Gli eterotrofi ottengono la loro energia e materia prima ingestendo molecole organiche o altri organismi.

Origine dell'ipotesi

L'ipotesi eterotrofica fu menzionata per la prima volta dallo scienziato Charles Darwin in una delle sue lettere con J.D. Hooker. Nella lettera, Darwin scrisse:

“…  Che bello se potessimo concepire in qualche piccolo stagno caldo con tutti i tipi di ammoniaca e sali fosforici, luce, elettricità, che un composto proteico si sia formato chimicamente [...]. Attualmente tale materia sarebbe stata divorata o assorbita, il che non sarebbe stato il caso prima che si formassero le creature viventi“.

Nel ventesimo secolo, gli scienziati Aleksandr Oparin e John Haldane proposero teorie simili a favore dell'ipotesi eterotrofa, nota come ipotesi Opadin-Haldane.

Secondo questa proposta, il mare divenne una zuppa calda e diluita di composti organici. Questi composti sono stati aggiunti per formare coacervati, fino a assimilare composti organici in modo simile al metabolismo.

Fu solo nel 1950 che i biochimici Stanley Miller e Harold Urey riuscirono a ricreare l'atmosfera dell'origine della Terra su un corpo idrico, noto come esperimento Miller-Urey.

Urey e Miller hanno creato una camera a gas con elettrodi per ricreare l'atmosfera del tempo e lasciare che l'esperimento funzioni per una settimana.

Alla fine dell'esperimento, hanno trovato la formazione di composti organici da composti inorganici precedentemente in acqua.

Questo esperimento ha corroborato l'esistenza di coacervates, proposto da Oparin all'inizio del secolo.

L'esperimento Miller e Urey ha creato scetticismo nella comunità scientifica. Questo ha proposto una finestra di ricerca evolutiva ed è stato ricreato da altri scienziati.

Un recente esperimento ha riscontrato un numero maggiore di aminoacidi rispetto a quelli riportati da Miller e Urey.

La domanda sulla possibilità di ricreare accuratamente l'atmosfera delle epoche passate in laboratorio rimane ancora senza risposta.

Organismi eterotrofi

La vita sulla terra risale a 3,5 miliardi di anni. Durante questo periodo, l'atmosfera era composta da idrogeno, acqua, ammonio e metilene. L'ossigeno non faceva parte di esso.

Attualmente, gli scienziati studiano l'atmosfera e l'importanza che ha avuto per la creazione delle prime molecole biologiche, come le proteine, i nucleotidi e l'adenosina trifosfato (ATP).

Una possibile proposta spiega l'unione di molecole per formare composti complessi, e quindi essere in grado di eseguire processi metabolici. Questo lavoro ha portato insieme le prime cellule, in particolare eterotrofe.

Gli eterotrofi non sono in grado di produrre la propria fonte di energia e cibo, quindi hanno consumato altri organismi dalla zuppa calda descritta da Haldane.

I processi metabolici degli eterotrofi hanno rilasciato anidride carbonica nell'atmosfera. Alla fine, l'anidride carbonica nell'atmosfera ha permesso l'evoluzione degli autotrofi fotosintetici, capaci di sintetizzare il proprio cibo per mezzo di energia e anidride carbonica.

riferimenti

1. Flammer, L., J. Beard, C.E. Nelson, & M. Nickels. (199). Ensiweb. Evoluzione / Natura degli istituti di scienza: Ipotesi dell'eterotropo. Università dell'Indiana
2. Darwin, Charles (1857). Progetto di corrispondenza di Darwin, "Lettera n. 7471, "Università di Cambridge.
3. Gordon-Smith, C. (2002). Origine della vita: punti di riferimento del ventesimo secolo.
4. Miller, S., e Urey, H. (1959). Sintesi composta organica sulla Terra Primitiva. Science, 130 (3370), 245-251. Estratto da jstor.org
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6. McCollom, T. (2013). Miller-Urey and Beyond: cosa abbiamo imparato sulle reazioni di sintesi organica prebiotica negli ultimi 60 anni? Rassegna annuale delle scienze della terra e dei pianeti 2013 41: 1, 207-229