CH 5 din Întrebarea vitală: De ce bacteriile sunt relativ simple, în timp ce eucariotele au dat naștere întregii complexități minunate pe care o vedem în jurul nostru? Eucariotele sunt de obicei de 1000 de ori mai mari ca volum și dimensiune a genomului. Și, desigur, a dat naștere compartimentării interne, multicelularității, sexului și multe altele Iată o teorie subtil greșită: totul ține de raportul suprafață/volum. Eucariotele generează energie în mitocondrii (a căror cantitate se adaptează la volumul celular). Procariotele generează energie de-a lungul suprafeței membranei celulare (deoarece nu au un organel intern precum mitocondriile pentru a genera și stoca gradientii de protoni care alimentează viața). Suprafața (aka producția de energie a bacteriilor) scalează pătratic cu raza, în timp ce volumul (aka consumul de energie) scalează cubic. Prin urmare, bacteriile nu pot deveni la fel de mari și, prin urmare, nu pot genera multă complexitate. Dar știm că este total posibil ca membranele să fie pliate în tot felul de moduri ciudate pentru a crește raportul suprafață/volum. Și știm că bacteriile pot crea vacuole în interior (unde ar putea stoca probabil un gradient de protoni). De ce bacteriile nu au folosit aceste trucuri pentru a urca pe scara complexității? Nick Lane explică faptul că avantajul cheie pe care îl au eucariotele este că genomul mitocondrial este diferit de genomul bacterian (datorat, desigur, evenimentului endosimbiotic care a înghițit strămoșul bacterian al mitocondriilor). Dintr-un motiv pe care nu îl înțeleg pe deplin, trebuie să existe un control super-local al reacțiilor redox din lanțul de transport al electronilor care conduc respirația. Aveți nevoie de genele relevante la fața locului. Mitocondriile au deja propriile genomuri interne și ribozomi pentru a-și regla activitatea. Dacă o celulă bacteriană ar deveni mult mai mare, ar trebui să stocheze copii ale genelor relevante aproape de membrană. Dar bacteriile nu au o modalitate de a face tăieturi specifice în genom. Așa că ar trebui să-și copieze întregul genom pe întreaga membrană de multe, multe ori. Și, de asemenea, stocați multe copii ale ribozomilor și a altor infrastructuri. Acest lucru este pur și simplu impracticabil. Nick explică, de asemenea, că, în timp, majoritatea genelor mitocondriale originale s-au îndreptat spre nucleu, deoarece este mai eficient să păstrezi o singură copie acolo. Și doar cele care erau absolut necesare la nivel local sunt ținute în mitocondrii. Mecanismul exact al acestei derive și modul în care a dus la evoluția membranei nucleare și a cromozomilor liniari individuali este cel mai bine lăsat la latitudinea cărții. Întrebări pentru Nick Lane: - De ce sunt mitocondriile singurul organel care trebuie să aibă propriul genom chiar la fața locului? Este adevărat că și alte organite ar beneficia de controlul local, dar nu au această istorie endosimbiotică unică care ar fi dus în mod plauzibil la propriile lor genomuri? Sau este doar că ciclul Krebs este atât de complex și fragil încât trebuie să răspunzi la perturbații chiar la fața locului? - De ce nu au existat mai multe evenimente endosimbiotice?