Heterotrophs วิวัฒนาการมาจาก Autotrophs หรือไม่?

เนื้อหา

• สิ่งมีชีวิตได้รับพลังงานของพวกเขา: Heterotrophs กับ Autotrophs
• ความท้าทาย
• สมมติฐาน Heterotroph
• พัฒนาการ

นักวิทยาศาสตร์มีหลักฐานมากมายแสดงให้เห็นว่าสิ่งมีชีวิตทุกชนิดในโลกนี้วิวัฒนาการมาจากบรรพบุรุษร่วมกัน แต่การค้นหาว่าบรรพบุรุษร่วมกันนั้นมาจากไหนหรือมีต้นกำเนิดมาอย่างไรนั้นเป็นปริศนาที่ยาก

แม้ว่านักวิทยาศาสตร์ยังไม่รู้ว่าชีวิตมีต้นกำเนิดมาที่นี่บนโลกได้อย่างไรพวกเขามีเงื่อนงำที่ยั่วเย้ามากมาย จากสิ่งที่เรารู้เราไม่สามารถมั่นใจได้ว่าชีวิตแรกเกิดมาได้อย่างไร แต่เราสามารถสร้างสิ่งที่อาจเกิดขึ้นในเชิงตรรกะได้ น่าแปลกที่การเดาที่ดีที่สุดคือ heterotrophs เป็นคนแรกในที่เกิดเหตุ

ทฤษฎีนี้เรียกว่า สมมติฐาน heterotroph.

สิ่งมีชีวิตได้รับพลังงานของพวกเขา: Heterotrophs กับ Autotrophs

นักวิทยาศาสตร์แบ่งสิ่งมีชีวิตออกเป็นสองชั้นกว้างขึ้นอยู่กับว่าพวกเขาได้รับพลังงานของพวกเขา สองคลาสนี้คือ heterotrophs และ autotrophs

autotrophs ใช้แสงอาทิตย์หรือแหล่งพลังงานอื่นจากภายนอกเพื่อเสริมกำลังการสังเคราะห์สารประกอบทางเคมีเช่นน้ำตาลที่ทำหน้าที่เป็นอาหารสำหรับสิ่งมีชีวิต โดยพื้นฐานแล้วพวกเขาทำอาหารของตัวเอง พืชเป็นตัวอย่างที่พบบ่อยของ autotrophs เพราะพวกเขาพึ่งพาการสังเคราะห์แสงเพื่อทำอาหาร สิ่งมีชีวิตอื่น ๆ เช่นสาหร่ายและแบคทีเรียสังเคราะห์แสงยังถือว่าเป็น heterotrophs

การสังเคราะห์ด้วยแสงไม่ใช่วิธีเดียวที่ autotrophs รับอาหารเช่นกัน ยังมีกระบวนการที่เรียกว่าการสังเคราะห์ทางเคมี การสังเคราะห์ทางเคมีเป็นกระบวนการที่ใช้ปฏิกิริยาทางเคมี (มักจะมีไฮโดรเจนซัลไฟด์มีเธนและออกซิเจน) เพื่อผลิตพลังงาน กระบวนการนี้ไม่พึ่งพาแสงแดดเหมือนการสังเคราะห์ด้วยแสง

heterotrophsในทางตรงกันข้ามกินอาหารจากสภาพแวดล้อมของพวกเขา - โดยทั่วไปแม้ว่าจะไม่จำเป็นต้องกินสิ่งมีชีวิตอื่น ตัวอย่าง heterotroph บางตัวอย่างรวมถึงสุนัข, แมว, แมลง, protists และกบ มนุษย์เป็น heterotrophs เพราะเรากินพืชหรือสัตว์เพื่อรับพลังงาน เราไม่สามารถผลิตอาหารของเราเอง

ความท้าทาย

ออโตโทรฟอย่างที่เรารู้ตอนนี้พวกมันน่าจะวิวัฒนาการมาเป็นอันดับสองในรูปแบบสิ่งมีชีวิตแรก เครื่องจักรทางชีวเคมีที่สิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสงเช่นพืชใช้ในการสังเคราะห์อาหารมีความซับซ้อนมากและอาจต้องใช้เวลาในการพัฒนาจำนวนมาก

แต่วันนี้ส่วนใหญ่ heterotrophs ขึ้นอยู่กับ autotrophs สำหรับอาหารของพวกเขา ดังนั้นสมมติฐานทางวิทยาศาสตร์ใด ๆ ที่ประสบความสำเร็จเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิตจะต้องอธิบายว่าออโตโทรฟเกิดขึ้นได้อย่างไรก่อนหรือที่ไหนที่เฮเทโรโทรฟจะได้รับอาหารก่อนที่จะกำเนิดออโตโทรฟ

สมมติฐาน Heterotroph

การทดลองที่ผ่านมาได้แสดงให้เห็นว่าสภาพปัจจุบันบนโลกยุคก่อนนิยมการก่อตัวของสารประกอบเช่นกรดอะมิโนและหน่วยการสร้างพื้นฐานอื่น ๆ สำหรับชีวิต ตามสมมติฐานที่เรียกว่า heterotroph สิ่งมีชีวิตแรกคือ heterotrophs พวกเขาใช้ "หน่วยการสร้าง" เหล่านี้ในสภาพแวดล้อมและใช้เป็นอาหาร

บางครั้งสิ่งนี้เรียกว่าทฤษฎี "ซุปดั่งเดิม" เพราะมันวาดภาพโลกยุคแรกที่อุดมไปด้วยสารประกอบอินทรีย์ที่สิ่งมีชีวิตที่เกิดขึ้นครั้งแรกสามารถกินได้ สิ่งนี้อธิบายว่า heterotrophs สามารถดำรงอยู่ก่อนวิวัฒนาการของ autotrophs เพื่อให้พวกเขาบริโภคได้อย่างไร

พัฒนาการ

หากสิ่งมีชีวิตแรกเป็น heterotrophs แน่นอนวิวัฒนาการจะค่อยๆก่อให้เกิด autotrophs - สิ่งมีชีวิตที่สามารถสร้างอาหารของตัวเองได้ ในขณะที่เสบียงของกรดอะมิโนและหน่วยการสร้างพื้นฐานอื่น ๆ ในซุปดั้งเดิมเริ่มลดน้อยลง autotrophs แรกเหล่านี้น่าจะมีข้อได้เปรียบอย่างมากในการแข่งขัน ในที่สุดสิ่งมีชีวิตที่สามารถกิน autotrophs แรกพัฒนาเพื่อใช้ประโยชน์จากแหล่งอาหารและสารอาหารใหม่นี้

นักวิทยาศาสตร์หลายคนเชื่อว่าคลอโรพลาสต์ (ออร์แกเนลล์ที่จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสง) เคยเป็นเซลล์ว่างของตัวเอง พวกเขาตั้งสมมติฐานว่าเซลล์ที่มีขนาดใหญ่กว่า heterotrophic กินสิ่งเหล่านี้สำหรับสารอาหาร แต่พวกเขาลงเอยด้วยการรวมพวกเขาเข้าไปในเซลล์เป็น organelle สิ่งนี้เรียกว่าทฤษฎีเอนโดซิมไบโอติก

เราอาจไม่เคยทราบแน่ชัดว่านี่เป็นสิ่งที่เกิดขึ้นจริงหรือไม่ แต่หลักฐานที่มีอยู่ในปัจจุบันชี้ให้เห็นว่าสมมติฐานนี้เป็นการคาดเดาที่ดีที่สุดว่า autotrophs และ heterotrophs เกิดขึ้นได้อย่างไร