动植物细胞中的线粒体其实是寄生细菌的近亲

这份发表在最近出版的《公共科学图书馆综合》杂志上的研究报告，为两种简单的细菌细胞如何被宿主细胞消耗并最终变成线粒体的理论提供了合理的解释。“发电站”细胞装置实际上是真核细胞——包含细胞核和其他特征的动植物细胞。线粒体通过提供三磷酸腺苷为细胞提供能量。

这些线粒体起源于20亿年前，是生命进化史上的“种子事件”之一。然而，很少有人知道它们的具体起源，这被认为是现代生物学的一个谜。

负责这项研究的弗吉尼亚大学生物学家马丁·武硕说:“我们认为这项研究可能会改变我们对早期线粒体的理解。同时，这项研究表明，目前认为细菌和宿主细胞之间最初的互利关系的理论可能是错误的。相反，我们认为细菌和宿主细胞之间的最初关系可能是敌对的。细菌起初具有寄生特性，然后通过改变三磷酸腺苷的传递，逐渐变得对宿主细胞非常有益。”

这一发现有助于理解地球上最早的生命，它们最终进化成了今天所见的各种真核生物。没有线粒体为剩余细胞提供能量，它们就不会进化成如此奇怪的生物多样性。

我们通过对亲缘关系较近的物种进行测序，重建了线粒体祖先的基因内容，并预测寄生细菌实际上是从外星人那里窃取了三磷酸腺苷的能量，这与目前线粒体的作用完全不同。

马丁发现许多人类基因来自线粒体，这将有助于理解人类线粒体功能障碍的遗传基础。据报道，人类线粒体功能障碍会诱发许多疾病，包括阿尔茨海默病、帕金森病、糖尿病和一些衰老性疾病。