《重要問題》第五章： 為什麼細菌相對簡單，而真核生物卻產生了我們周圍所有美妙的複雜性？ 真核生物的體積和基因組大小通常大約是細菌的1000倍。而且當然，真核生物還產生了內部分隔、多細胞性、性別等許多其他特徵。 這裡有一個微妙錯誤的理論：這一切都與表面積與體積比有關。真核生物在粒線體中產生能量（其數量隨著細胞體積的增大而增加）。原核生物則在細胞膜表面產生能量（因為它們沒有像粒線體那樣的內部細胞器來產生和儲存驅動生命的質子梯度）。表面積（即細菌的能量產生）隨著半徑的平方增長，而體積（即能量消耗）則隨著立方增長。因此，細菌無法變得那麼大，因此無法產生大量的複雜性。 但我們知道，膜可以以各種奇怪的方式摺疊，以增加表面積/體積比。我們也知道細菌可以在內部創建液泡（它們可以在那裡儲存質子梯度）。為什麼細菌不利用這些技巧來提升複雜性呢？ Nick Lane 解釋說，真核生物的關鍵優勢在於粒線體基因組與細菌基因組是不同的（這當然是由於吞噬了粒線體的細菌祖先的內共生事件）。 出於某種我不完全理解的原因，電子傳遞鏈中驅動呼吸的氧化還原反應需要超本地控制。你需要相關基因在現場。粒線體已經擁有自己的內部基因組和核糖體來調節它們的工作。 如果一個細菌細胞變得更大，它需要在膜附近儲存相關基因的副本。但細菌沒有辦法對基因組進行特定的逐步切割。因此，它們需要在整個膜上多次複製整個基因組。還需要儲存許多副本的核糖體和其他基礎設施。這簡直是不切實際的。 Nick 還解釋說，隨著時間的推移，大多數原始粒線體基因漂移到細胞核中，因為在那裡保留單一副本更有效率。只有那些在當地絕對必要的基因才保留在粒線體中。這種漂移的具體機制，以及它如何導致核膜和個別線性染色體的演化，最好留給書中去探討。 對 Nick Lane 的問題： - 為什麼粒線體是唯一需要在現場擁有自己基因組的細胞器？其他細胞器是否也會受益於本地控制，但沒有這種獨特的內共生歷史，從而可能導致它們擁有自己的基因組？還是因為克雷布斯循環如此複雜和脆弱，以至於你需要在現場對擾動做出反應？ - 為什麼沒有更多的內共生事件？