《重要问题》第5章： 为什么细菌相对简单，而真核生物却产生了我们周围所有奇妙的复杂性？ 真核生物的体积和基因组大小通常大约是细菌的1000倍。当然，它们还产生了内部分隔、多细胞性、性别等许多其他特征。 这里有一个微妙的错误理论：这一切都与表面积与体积比有关。真核生物在线粒体中产生能量（线粒体的数量与细胞体积成比例）。原核生物在细胞膜表面产生能量（因为它们没有像线粒体那样的内部细胞器来产生和储存驱动生命的质子梯度）。表面积（即细菌的能量生产）与半径的平方成比例，而体积（即能量消耗）与半径的立方成比例。因此，细菌无法变得那么大，因此也无法产生大量的复杂性。 但我们知道，膜可以以各种奇怪的方式折叠，以增加表面积/体积比。我们也知道细菌可以在内部创建液泡（它们可以在其中储存质子梯度）。为什么细菌没有利用这些技巧来攀登复杂性的阶梯？ 尼克·莱恩解释说，真核生物的关键优势在于线粒体基因组与细菌基因组是不同的（当然是由于吞噬了线粒体的细菌祖先的内共生事件）。 出于某种我不完全理解的原因，电子传递链中驱动呼吸的氧化还原反应需要超局部控制。你需要相关基因在现场。线粒体已经有自己的内部基因组和核糖体来调节它们的工作。 如果一个细菌细胞变得更大，它需要在膜附近存储相关基因的副本。但细菌没有办法对基因组进行特定的逐块切割。因此，它们需要在整个膜上复制整个基因组很多很多次。同时还需要存储许多副本的核糖体和其他基础设施。这显然是不切实际的。 尼克还解释说，随着时间的推移，大多数原始线粒体基因漂移到了细胞核，因为在细胞核中保留单一副本更有效。只有那些在局部绝对必要的基因才保留在线粒体中。这种漂移的确切机制，以及它如何导致核膜和单独线性染色体的进化，最好留给书中去探讨。 向尼克·莱恩提问： - 为什么线粒体是唯一需要在现场拥有自己基因组的细胞器？其他细胞器是否也会受益于局部控制，但没有这种独特的内共生历史，因而不太可能拥有自己的基因组？还是说克雷布斯循环如此复杂和脆弱，以至于你需要在现场对扰动做出反应？ - 为什么没有更多的内共生事件？