Hypothèses hétérotropes Origine et caractéristiques principales

Le hypothèse hétérotrophe est une proposition de la branche de la biologie de l'évolution qui soutient que les premiers organismes vivants étaient les hétérotrophes; c'est-à-dire ceux qui sont incapables de synthétiser leur propre énergie.

Le terme hétérotrophe vient du grec "heteros" (autres) et "trophes" (manger). Les hétérotrophes obtiennent leur énergie et leur matière première en ingérant des molécules organiques ou d'autres organismes.

Origine de l'hypothèse

L'hypothèse hétérotrophe a été mentionnée pour la première fois par le scientifique Charles Darwin dans l'une de ses lettres avec J.D. Hooker Dans la lettre, Darwin a écrit:

“…  Comment génial si on pouvait concevoir dans une petite mare chaude avec toutes sortes d'ammoniac et de sels phosphoriques, la lumière, l'électricité, qu'un composé protéique a été chimiquement formé [....] À l'heure actuelle cette question aurait été dévorée ou absorbée, qu'il n'aurait pas été la cas avant que les créatures vivantes ont été formées“.

Au XXe siècle, les scientifiques Alexander Oparin et Haldane John ont proposé des théories similaires en faveur de l'hypothèse hétérotrophe, être connu comme l'hypothèse Opadin-Haldane.

Selon cette proposition, la mer est devenue une soupe chaude et diluée de composés organiques. Ces composés ont été ajoutés pour former des coacervats, jusqu'à assimiler les composés organiques d'une manière similaire au métabolisme.

Il a fallu attendre 1950 que Stanley Miller biochimistes et Harold Urey ont pu recréer l'atmosphère de l'origine de la Terre sur un plan d'eau connu comme l'expérience de Miller-Urey.

Urey et Miller ont créé une chambre à gaz avec des électrodes pour recréer l'atmosphère du temps et laisser l'expérience se dérouler pendant une semaine.

À la fin de l'expérience, ils ont trouvé la formation de composés organiques à partir de composés inorganiques présents auparavant dans l'eau.

Cette expérience a corroboré l'existence de coacervats, proposée par Oparin au début du siècle.

L'expérience Miller et Urey a créé le scepticisme dans la communauté scientifique. Celui-ci a proposé une fenêtre de recherche évolutive et a été recréé par d'autres scientifiques.

Une expérience récente a révélé un plus grand nombre d'acides aminés que ceux rapportés par Miller et Urey.

La question de la possibilité de recréer avec précision l'atmosphère des époques passées dans le laboratoire reste toujours sans réponse.

Organismes hétérotrophes

La vie sur Terre remonte à 3,5 milliards d'années. Pendant cette période, l'atmosphère était composée d'hydrogène, d'eau, d'ammonium et de méthylène. L'oxygène n'en faisait pas partie.

À l'heure actuelle, les scientifiques étudient l'atmosphère et l'importance que la création des premières molécules biologiques telles que les protéines, les nucléotides et adénosine triphosphate (ATP).

Une proposition possible explique l'union des molécules pour former des composés complexes et être ainsi capable de réaliser des processus métaboliques. Ce travail a réuni les premières cellules, spécifiquement hétérotrophiques.

Hétérotrophes sont incapables de produire leur propre source d'énergie et de la nourriture, donc la consommation d'autres organismes de la soupe chaude décrit par Haldane.

Les processus métaboliques des hétérotrophes libèrent du dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Finalement, le dioxyde de carbone dans l'atmosphère a permis l'évolution de photosynthétique capable de synthétiser leur propre nourriture par autótrofos d'énergie et de dioxyde de carbone.

Références

1. Flammer, L., J. Beard, C.E. Nelson et M. Nickels. (199). Ensiweb Evolution / Nature des instituts scientifiques: Hypothèse hétérotrophique. Université d'Indiana
2. Darwin, Charles (1857). Darwin Correspondence Project, "Lettre no. 7471, "University of Cambridge.
3. Gordon-Smith, C. (2002). Origine de la vie: monuments du vingtième siècle.
4. Miller, S. et Urey, H. (1959). Synthèse de composés organiques sur la terre primitive. Science, 130 (3370), 245-251. Récupéré de jstor.org
5. Haldane, J.B.S. (1929/1967). "L'origine de la vie". Le Rationaliste Annuel Reproduit en annexe dans J.D. Bernal 1967, L'origine de la vie. Weidenfeld & Nicolson, Londres
6. McCollom, T. (2013). Miller-Urey et au-delà: qu'avons-nous appris sur les réactions de synthèse organique prébiotique au cours des 60 dernières années? Revue annuelle des sciences de la terre et des planètes 2013 41: 1, 207-229