La hipòtesi heteròtrofa és una proposta de la branca de la biologia evolutiva que sosté que els primers organismes vius van ser els heteròtrofs; és a dir, aquells incapaços de sintetitzar la seva pròpia energia.
El terme heteròtrof prové de el grec «heteros» (altres) i «trophes» (menjar). Els heteròtrofs obtenen la seva energia i matèria primera ingerint molècules orgàniques, o altres organismes.
La hipòtesi heteròtrofa va ser nomenada per primera vegada per Charles Darwin.
Origen de la hipòtesi
La hipòtesi heteròtrofa va ser esmentada per primera vegada pel científic Charles Darwin en una de les seves cartes amb JD Hooker. A la carta, Darwin va escriure:
«… Que gran si poguéssim concebre en algun petit estany calenta amb tot tipus d'amoníac i sals fosfóricas, llum, electricitat, que un compost proteic es va formar químicament en l'actualitat tal matèria hauria estat devorada o absorbida, que no hauria estat el cas abans que es formessin les criatures vivents «.
Al segle XX, els científics Aleksandr Oparin i John Haldane van proposar teories similars a favor de la hipòtesi heteròtrofa, coneixent-se com la hipòtesi Opadin-Haldane.
Segons aquesta proposta, el mar es va convertir en una sopa calenta i diluïda de compostos orgànics. Aquests compostos es van agregar per formar coacervats, fins assimilar compostos orgànics en una manera similar a el metabolisme.
Experiments de Stanley Miller i Harold Urey
No va ser fins a 1950 que els bioquímics Stanley Miller i Harold Urey van aconseguir recrear l'atmosfera de l'origen de la Terra sobre un cos d'aigua, conegut com l'experiment Miller-Urey.
Urey i Miller van crear una cambra de gas amb elèctrodes per recrear l'atmosfera de l'època, i van deixar córrer l'experiment per una setmana. A l'acabar l'experiment, van trobar la formació de compostos orgànics a partir de compostos inorgànics prèviament a l'aigua.
Aquest experiment va corroborar l'existència d'coacervats, proposada per Oparin a principis de segle.
L'experiment de Miller i Urey ha creat escepticisme a la comunitat científica. Aquest va proposar una finestra d'investigació evolutiva, i ha estat recreat per altres científics.
Un experiment recent va trobar un major nombre d'aminoàcids que aquells reportats per Miller i Urey.
Urey i Miller van crear una cambra de gas amb elèctrodes per recrear l'atmosfera de l'època, i van deixar córrer l'experiment per una setmana.
La interrogant sobre la possibilitat de recrear de manera exacta en el laboratori l'atmosfera d'èpoques passades encara roman sense contestar.
Organismes heteròtrofs
La vida a la terra data de 3,5 bilions d'anys enrere. Durant aquest període, l'atmosfera estava composta per hidrogen, aigua, amoni i metilè. L'oxigen no era part de la mateixa.
En l'actualitat, científics estudien l'atmosfera i la importància que va tenir per a la creació de les primeres molècules biològiques, com proteïnes, nucleòtids i adenosín trifosfat (ATP).
Una possible proposta explica la unió de les molècules per formar compostos complexos, i així poder realitzar processos metabòlics. Aquest treball en conjunt va portar a les primeres cèl·lules, específicament heteròtrofes.
Els heteròtrofs són incapaços de produir la seva pròpia font d'energia i menjar, de manera que consumien altres organismes de la sopa calenta descrita per Haldane.
Els processos metabòlics dels heteròtrofs alliberaven diòxid de carboni a l'atmosfera. Eventualment, el diòxid de carboni a l'atmosfera va permetre l'evolució dels autòtrofs fotosintètics, capaços de sintetitzar el seu propi menjar per mitjà de l'energia i de el diòxid de carboni.
referències
1. Flammer, L., J. Beard, CE Nelson, & M. Nickels. (199). Ensiweb. Evolution / Nature of Science Institutes: Heterotroph Hypothesis. University of Indiana.
2. Darwin, Charles (1857). Darwin Correspondence Project, "Letter no. 7471, "University of Cambridge.
3. Gordon-Smith, C. (2002). Origin Of Life: Twentieth Century Landmarks.
4. Miller, S., & Urey, H. (1959). Organic Compound Synthesis on the Primitive Earth. Science, 130 (3370), 245-251. Retrieved from jstor.org
5. Haldane, JBS (1929/1967). "The origin of life". The Rationalist Annual. Reprinted es an appendix in JD Bernal 1967, The Origin of Life. Weidenfeld & Nicolson, London
6. McCollom, T. (2013). Miller-Urey and Beyond: What Have We Learned About Prebiotic Organic Synthesis Reactions in the Past 60 Years? Annual Review of Earth and Planetary Sciences 2013 41: 1, 207-229