Heterótrofos y autótrofos
La energía que produjeron las primeras moléculas orgánicas provino de una variedad de fuentes existentes en la Tierra primitiva y en su atmósfera: calor, radiaciones ultravioletas y perturbaciones eléctricas. Cuando aparecieron las primeras células primitivas, o estructuras semejantes a células, ellas requirieron de un aporte continuo de energía para mantenerse, crecer y reproducirse el modo. El modo en el cual estas células obtuvieron la energía eso objeto actualmente de una discusión vivaz.
Los organismos modernos, y las células de las cuales están compuestos, pueden satisfacer sus requerimientos energéticos en una de dos formas. Los heterótrofos son organismos que dependen de fuentes externas de moléculas orgánicas para obtener su energía y sus pequeñas moléculas estructurales. (Hetero proviene de la palabra griega que significa otro y trofo de trophos «el que se alimenta «cierra comillas»). Todos los animales y los hongos, así como muchos organismos unicelulares, son heterótrofos. Los autótrofos, por contraste, se «autoalimentan». No requieren de moléculas orgánicas procedentes de fuentes externas para obtener su energía o para usarlas como pequeñas moléculas de tipo estructural; en cambio, son capaces de sintetizar sus propias moléculas orgánicas ricas en energía a partir de sustancias inorgánicas simples. La mayoría de los autótrofos, incluyendo a las plantas y varios tipos diferentes de organismos unicelulares, son fotosintéticos, lo que significa que la fuente de energía para sus reacciones de síntesis es el sol. Ciertos grupos de bacterias, sin embargo, son quimiosintéticas; estos organismos capturan la energía liberada por reacciones inorgánicas específicas, para impulsar sus procesos vitales, incluyendo la síntesis de las moléculas orgánicas necesarias.
Una larga historia de heterótrofos y autótrofos
Tanto los heterótrofos como los autótrofos parecen estar representados entre los microfósiles más antiguos. Se ha postulado durante largo tiempo en la primera célula viva fue un heterótrofo extremo. De acuerdo con esta hipótesis a medida que los heterótrofos primitivos aumentaban el número comenzaron a agotar las moléculas complejas de las que dependía su existencia y que había llevado millones de años acumular. Cuando el suministro de estas moléculas disminuyó, comenzó la competencia. Bajo la presión de esta competencia, las células que podían hacer un uso eficiente de los recursos limitados de energía disponible, fueron aquellas que tuvieron más probabilidad de sobrevivir y reproducirse. En el curso del tiempo, aparecieron otras células capaces de sintetizar moléculas orgánicas a partir de materiales inorgánicos simples.
Sin embargo, descubrimientos recientes han planteado la posibilidad de que las primeras células puedan haber sido autótrofos quimiosintéticos o fotosintéticos antes que heterótrofos. En primer lugar, se han descubierto varios grupos diferentes de bacterias quimiosintéticas que hubieran sido muy adecuados para las condiciones que prevalecen en la joven Tierra. Algunas de estas bacterias son habitantes de los pantanos, mientras que otras se han encontrado en profundas trincheras oceánicas, en áreas donde los gases escapan por las fisuras de la corteza terrestre. Hay evidencias de que estas bacterias representan los sobrevivientes de grupos muy antiguos de organismos unicelulares; segundo, moléculas orgánicas que son, en las plantas, los precursores químicos de la clorofila, fueron producidas en experimentos análogos a los llevados a cabo por Miller. Cuando estas moléculas se mezclan con moléculas orgánicas simples en un ambiente sin oxígeno e iluminado, ocurren reacciones foto sintéticas primitivas. Éstas reacciones se asemejan a las reacciones que ocurren en ciertos tipos de bacterias fotosintéticas.
Aunque los biólogos actualmente son incapaces de resolver el problema acerca de si las primeras células fueron heterótrofas o autótrofas, es seguro que sin la evolución de los autótrofos la vida en la Tierra pronto habría llegado a su fin. En más de los 3500 millones de años transcurridos desde que la vida apareció, los autótrofos más exitosos (o sea aquellos que han dejado la mayor descendencia y se han diversificado en la mayor variedad de formas) han sido los que desarrollaron un sistema para hacer uso directo de la energía solar en el proceso de fotosíntesis. Con el advenimiento de la fotosíntesis, el flujo de energía en la biosfera asumió su forma dominante moderna: la energía radiante del sol, canalizada por medio de los autótrofos foto sintéticos a todas las otras formas de vida.
