Hipótese heterotrófica: origem e características principais - Ciência - 2023
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o hipótese heterotrófica É uma proposta do ramo da biologia evolutiva que afirma que os primeiros organismos vivos foram heterótrofos; isto é, aqueles incapazes de sintetizar sua própria energia.
O termo heterotrófico vem do grego "heteros" (outros) e "troféus" (comer). Os heterótrofos obtêm sua energia e matéria-prima pela ingestão de moléculas orgânicas ou outros organismos.
Origem da hipótese
A hipótese heterotrófica foi mencionada pela primeira vez pelo cientista Charles Darwin em uma de suas cartas com J.D. Prostituta. Na carta, Darwin escreveu:
“… Quão grande seria se pudéssemos conceber em algum pequeno lago quente com todos os tipos de amônia e sais fosfóricos, luz, eletricidade, que um composto de proteína fosse quimicamente formado [...] No momento, tal matéria teria sido comida ou absorvida, o que não teria sido o caso antes de criaturas vivas serem formadas“.
No século 20, os cientistas Aleksandr Oparin e John Haldane propuseram teorias semelhantes em favor da hipótese heterotrófica, ficando conhecida como hipótese Opadin-Haldane.
Segundo essa proposta, o mar passou a ser uma sopa quente e diluída de compostos orgânicos. Esses compostos foram adicionados para formar coacervatos, até que os compostos orgânicos fossem assimilados de maneira semelhante ao metabolismo.
Experimentos de Stanley Miller e Harold Urey
Não foi até 1950 que os bioquímicos Stanley Miller e Harold Urey conseguiram recriar a atmosfera de origem da Terra sobre um corpo de água, conhecido como o experimento Miller-Urey.
Urey e Miller criaram uma câmara de gás com eletrodos para recriar a atmosfera da época e realizaram o experimento por uma semana. Ao final do experimento, eles constataram a formação de compostos orgânicos a partir de compostos inorgânicos anteriormente presentes na água.
Esse experimento corroborou a existência de coacervados, proposta por Oparin no início do século.
O experimento de Miller e Urey criou ceticismo na comunidade científica. Este propôs uma janela de pesquisa evolutiva e foi recriado por outros cientistas.
Um experimento recente encontrou um número maior de aminoácidos do que os relatados por Miller e Urey.
A questão sobre a possibilidade de recriar com precisão a atmosfera de tempos passados no laboratório permanece sem resposta.
Organismos heterotróficos
A vida na Terra remonta a 3,5 bilhões de anos. Nesse período, a atmosfera era composta de hidrogênio, água, amônia e metileno. O oxigênio não fazia parte disso.
Hoje, os cientistas estão estudando a atmosfera e sua importância na criação das primeiras moléculas biológicas, como proteínas, nucleotídeos e trifosfato de adenosina (ATP).
Uma possível proposta explica a união de moléculas para formar compostos complexos, e assim ser capaz de realizar processos metabólicos. Esse trabalho conjunto trouxe as primeiras células, especificamente os heterótrofos.
Os heterótrofos são incapazes de produzir sua própria fonte de energia e alimento, então eles consumiram outros organismos da sopa quente descrita por Haldane.
Os processos metabólicos dos heterótrofos liberam dióxido de carbono na atmosfera. Por fim, o dióxido de carbono na atmosfera permitiu a evolução de autótrofos fotossintéticos, capazes de sintetizar seus próprios alimentos por meio de energia e dióxido de carbono.
Referências
1. Flammer, L., J. Beard, C.E. Nelson e 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). Origem da vida: marcos do século vinte.
4. Miller, S., & Urey, H. (1959). Síntese de compostos orgânicos na Terra primitiva. Science, 130 (3370), 245-251. Obtido em jstor.org
5. Haldane, J.B.S. (1929/1967). “A origem da vida”. The Rationalist Annual. Reimpresso como um apêndice em J.D. Bernal 1967, A Origem da Vida. Weidenfeld & Nicolson, Londres
6. McCollom, T. (2013). Miller-Urey e além: o que aprendemos sobre as reações de síntese orgânica prebiótica nos últimos 60 anos? Revisão Anual de Ciências da Terra e Planetárias 2013 41: 1, 207-229