细胞具有共同的起源

地球上存在的生物从其微观结构上来讲，包括前细胞结构、原核细胞和真核细胞。前细胞结构的生物是指具有生命特征的非细胞结构的有机体，它们没有生物膜及细胞器。现今地球上的前细胞结构，如病毒，它们主要由核酸包以蛋白质外壳而构成，过去一度认为病毒是从非生物到生物的过渡形式，生物大分子首先形成了病毒的结构后，再由此产生原始细胞的结构。但随着对病毒研究的深入，发现许多事实不能用这种观点去解释。例如，病毒专门寄生于细胞内，它们只有在细胞内才能表现出生命现象，脱离细胞后就不能繁殖。因此，病毒的起源不可能先于细胞。病毒的基因组与其宿主的基因组在结构特点上十分相似，有些甚至在核苷酸序列上与宿主基因组的某些区域几乎一致。此外，病毒的结构与细胞内核酸和蛋白质的复合体——核蛋白的结构也有相似之处。所有这些事实使得人们现在比较普遍地认为病毒是由细胞衍生的，是细胞内“逃脱”出来的某些基因及蛋白质的复合体。

现在已有大量的分子生物学和古微生物学方面的事实表明，原核细胞和真核细胞有共同的起源，即有共同的祖先。而且，原核细胞比真核细胞在生物进化史上更早出现。因此，真核细胞是源于远古的原核细胞，因而可以把原核细胞看作是一类比较原始的细胞。但是，原核细胞毕竟已经是一类结构相当精密的细胞，在生命起源过程中它们不可能一下子从非细胞的生命形式演化而成。

支原体可以说是现代最小最简单的细胞。支原体能独立生存，除了可以在细胞中寄生繁殖，还可以在无细胞的培养基中生长繁殖。它们多为球形，比细菌小得多，直径只有0.1～0.3 μm，从体积上来说是一般细菌的1/1 000，只相当于一些病毒的大小。支原体细胞的结构极为简单，只具有作为细胞所必需的结构。支原体的外围是细胞膜，其内的细胞质中只有核糖体等亚细胞结构，数目可多达千个。支原体的基因组，为双链DNA，散布于整个细胞内，没有形成核区或拟核。在这种细胞内，含有DNA、RNA和多种蛋白质，包括上百种酶类。尽管支原体很小，但在结构和功能上与其他较为复杂的原核细胞相比不相上下。因此，它们是一类完整的生物体。

根据相关研究，一个现代的细胞要进行独立的生长和繁殖，至少需要100种酶。这些生物大分子进行生命活动需要拥有一个直径为0.05 μm的空间，再加上编码这些蛋白质的基因组，合成蛋白质的核糖体以及包围在外面的细胞膜。因此一个完整的细胞的最小直径，在理论上推测应该在0.1 μm左右。最小的支原体的直径刚好是0.1 μm。因此，可以把其作为原始细胞的一种模型。(https://www.daowen.com)

作为最原始的细胞，支原体还是太复杂了。根据对现代细胞结构的研究以及对“RNA世界”基因和基因组起源的认识，可以作一些合理的推测。

“RNA世界”中产生了能自我复制的生物大分子，开始时这种大分子很可能是裸露的，即原始的生命还处于非细胞时期。此后，这些生物大分子被脂类膜所包围，成为一种拟膜（membranelike）系统。初期的膜和拟膜系统都是不稳固的，容易破裂，也容易与其他拟膜发生融合。这种不稳定性使得膜内的生物大分子可以继续利用环境中的小分子元件进行自我复制，从而产生更多的类似的拟膜系统。膜的存在能为最原始的“基因”或“基因组”等生物大分子提供一定的保护，但同时又不会把它们与外界完全隔离起来。这种由脂膜及其包裹的可自我复制的生物大分子组成的膜体系就是最原始细胞的雏形。起初，这种最原始细胞的膜体系中没有蛋白质，因为蛋白质的自发形成比较困难，另外原始生物中RNA身兼遗传信息贮存、自我复制以及一定的催化功能为一体，使得蛋白质生命的早期蛋白质往往“派不上用场”。这样，只要有原始的膜系统加上“基因”或“基因组”，就足可以形成最原始的细胞。

最原始的细胞进化首先是其内的“基因组”向复杂化和多功能化的发展，所以导致蛋白质生物合成的出现，进一步通过自组装建立起比较完善的膜系统和合成蛋白质的“机器”——核糖体，继而现代细胞系统的雏形方可显露。这种细胞可能类似现代的支原体。再发展下去，通过建立比较完善的能量代谢系统，而且基因组相对集中，形成拟核，就进化为原始的细菌类；如果此时还建立光合作用系统，就进化为原始的光合细菌，即现代蓝藻的祖先。这些原始的原核细胞已有可能留下它们的形态或活动痕迹的地质记录。