细胞进化的“氢假说”
地球生命分为三个域：真细菌、古细菌和真核细胞生物。真细菌就是我们平时说的细菌，古细菌是比较晚期因为分子生物学的发展才明确的物种，这种细菌和真核细胞比较接近，因此认为是真核细胞的祖先，比较常见的就是产甲烷古菌。生物不断从低等向高等进化，这是进化论的基本观点。真核细胞作为更高级的生命形式，如何从原核细胞进化过来，当然是非常重要的科学问题，也是当今没有全面回答的问题。回答这个问题中，有一个著名的氢气假说值得我们了解。
原核生物是我们过去对细菌的称呼，和真核细胞的突出区别是，原核细胞没有细胞核，也没有线粒体。在生物进化过程中，细菌如何进化为真核是一个非常重要的过程。现在仍然没有定论，但这方面有一个比较著名的假说就是氢假说。
该假说认为，从细菌进化为真核细胞的关键不是氧气，而是氢气。如果要详细了解这个假说，可以阅读尼克的书《线粒体与生命》。
氢假说对于我们理解氢气在生命进化过程中的重要地位有很大帮助。我们知道，氢气是生命产生的最重要参与者。如果氢气是真核生物进化的重要影响因素，说明氢气的生物学地位比我们想象的更高。因为这意味着所有真核细胞的诞生都是因为氢气的影响，氢气对所有真核生物产生影响也成为必然的结果。
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（1）在能量产生与新陈代谢方面与真细菌有许多相同之处
（2）复制、转录和翻译则更接近真核生物
（3）核糖体蛋白与真核细胞的类似
（4）细胞壁不含肽聚糖，有的以蛋白质为主，有的含杂多糖，有的类似于肽聚糖
（5）DNA具有内含子并结合组蛋白
所以，古核生物与真核生物可能共有一个由真细菌的祖先歧化而来的共同祖先。
古细菌(archaeobacteria)（又可叫做古生菌、古菌、古核细胞或原细菌） 是一类很特殊的细菌，多生活在极端的生态环境中。具有原核生物的某些特征，如无核膜及内膜系统；也有真核生物的特征，如以甲硫氨酸起始蛋白质的合成、核糖体对氯霉素不敏感、RNA聚合酶和真核细胞的相似、DNA具有内含子并结合组蛋白；此外还具有既不同于原核细胞也不同于真核细胞的特征，如：细胞膜中的脂类是不可皂化的；细胞壁不含肽聚糖，有的以蛋白质为主，有的含杂多糖，有的类似于肽聚糖，但都不含胞壁酸、D型氨基酸和二氨基庚二酸。
《能量、性、死亡：粒線體與我們的生命》
内容简介 · · · · · ·
◆台灣粒線體醫學暨研究學會創辦人——魏耀揮教授專文推薦
◆科普書最高榮譽——英國皇家學會科學圖書大獎決選入圍
◆《經濟學人》年度好書
◆Amazon讀者四顆半星推薦
我們的能量從哪裡來？為什麼會有兩種性別？我們為何會成長、死亡？
地球上繽紛多采的生命背後，究竟有著什麼樣的祕密？
這所有問題的解答，都是——粒線體。
【精采內容】
本書作者尼克．連恩是榮獲英國皇家學會科學圖書大獎的生化學家，在《生命的躍升》中，他從宏觀的角度來看生命的起源和演化；而在這本《能量、性、死亡》中，他以一個非常微觀的角度（十億個粒線體只有一粒沙那麼大），來回答生物學的重大問題——也就是我們的生、老、病、死。
粒線體雖然微小，卻是生物不可或缺的重要胞器。我們每個人的體內都帶有一萬兆個粒線體，約占體重的百分之十。這個微小的胞器曾經是自由生活的細菌，卻在二十億年前被吞噬進更大的細胞中...
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作者简介 · · · · · ·
尼克．連恩 Nick Lane
連恩是演化生化學家，也是英國倫敦大學學院的榮譽教授（Honorary Reader）。他的研究主題為演化生化學及生物能量學，聚焦於生命的起源與複雜細胞的演化。除此之外，他也是倫敦大學學院粒線體研究學會的創始成員，並領導生命起源的研究計畫。連恩出版過三本叫好又叫座的科普書，至今已被翻譯為二十國語言。二○一○年，他以本書獲得科普書最高榮譽——英國皇家學會科學圖書大獎；而他的上一本著作《力量、性、自殺》（Power, Sex, Suicide）則入圍上述大獎的決選名單，以及《泰晤士高等教育報》年度年輕科學作家的候選名單，同時也被《經濟學人》提名為年度好書。連恩博士現居倫敦，關於更多他的資訊，請造訪他的個人網站：www.nick-lane.net
林彥綸
台大植物系倒數第二屆畢業生。現居美國水牛城攻讀生物學博士，將英文譯成中文時會覺得離家鄉比較近。
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致謝
引言 粒線體：生命世界的地下統治者
第一部 有前途的怪物：真核細胞的起源
1.演化大斷層
2.追尋祖先
3.氫假說
第二部 左右生命的力量：質子動力與生命起源
4.呼吸作用的意義
5.質子動力
6.生命起源
第三部 內線交易：建立複雜性
7.細菌為何如此單純
8.為何粒線體能實現複雜性
第四部 冪次定律：尺寸
参考阅读
24亿年前，毒害地球生命的氧气，来自何方？
https://www.guokr.com/article/437261/
此文章摘自氢气医学领军人物孙学军的微信公众号《氢思语》，转载请注明出处。
