CH 5 dari Pertanyaan Vital: Mengapa bakteri relatif sederhana, sedangkan eukariota memunculkan semua kompleksitas luar biasa yang kita lihat di sekitar kita? Eukariota biasanya 1000x lebih besar dalam volume dan ukuran genom. Dan tentu saja memunculkan kompartementalisasi internal, multiselularitas, seks, dan banyak lagi Inilah teori yang salah secara halus: ini semua tentang rasio luas permukaan terhadap volume. Eukariota menghasilkan energi dalam mitokondria (yang kuantitasnya berskala dengan volume sel). Prokariota menghasilkan energi di sepanjang permukaan membran sel (karena mereka tidak memiliki organel internal seperti mitokondria untuk menghasilkan dan menyimpan gradien proton yang menggerakkan kehidupan). Luas permukaan (alias produksi energi bakteri) berskala kuadrat dengan jari-jari, sedangkan volume (alias konsumsi energi) berskala secara kubik. Ergo, bakteri tidak bisa menjadi sebesar itu, dan oleh karena itu, tidak dapat menelurkan banyak kerumitan. Tapi kita tahu sangat mungkin bagi membran untuk dilipat dengan segala macam cara aneh untuk meningkatkan rasio luas permukaan/volume. Dan kita tahu bahwa bakteri dapat membuat vakuola di dalamnya (di mana mereka mungkin dapat menyimpan gradien proton). Mengapa bakteri tidak menggunakan trik ini untuk menaikkan tangga kompleksitas? Nick Lane menjelaskan bahwa keuntungan utama eukariota adalah bahwa genom mitokondria berbeda dari genom bakteri (tentu saja karena peristiwa endosimbiosis yang menelan nenek moyang bakteri mitokondria). Untuk beberapa alasan yang tidak saya pahami sepenuhnya, perlu ada kontrol super-lokal dari reaksi redoks dalam rantai transpor elektron yang mendorong respirasi. Anda membutuhkan gen yang relevan di lokasi. Mitokondria sudah memiliki genom dan ribosom internal mereka sendiri untuk mengatur pekerjaan mereka. Jika sel bakteri menjadi jauh lebih besar, ia perlu menyimpan salinan gen yang relevan di dekat membran. Tetapi bakteri tidak memiliki cara untuk membuat potongan genom sepotong-sepotong. Jadi mereka perlu menyalin seluruh genom mereka di seluruh membran berkali-kali. Dan juga menyimpan banyak salinan ribosom dan infrastruktur lainnya. Ini sama sekali tidak praktis. Nick juga menjelaskan bahwa seiring waktu, sebagian besar gen mitokondria asli melayang ke nukleus karena lebih efisien untuk menyimpan satu salinan di sana. Dan hanya yang benar-benar diperlukan secara lokal yang disimpan dalam mitokondria. Mekanisme yang tepat dari penyimpangan ini, dan bagaimana hal itu mengarah pada evolusi membran nuklir dan kromosom linier individu, sebaiknya diserahkan kepada buku. Pertanyaan untuk Nick Lane: - Mengapa mitokondria satu-satunya organel yang perlu memiliki genomnya sendiri di lokasi? Apakah organel lain juga akan mendapat manfaat dari kontrol lokal tetapi tidak memiliki sejarah endosimbiosis unik yang masuk akal mengarah pada genom mereka sendiri? Atau hanya karena siklus Krebs sangat kompleks dan rapuh sehingga Anda perlu menanggapi gangguan langsung di lokasi? - Mengapa tidak ada lebih banyak peristiwa endosimbiotik?