古微生物化石微觀結(jié)構(gòu)分析便攜式顯微鏡
隨著原始細(xì)胞的進(jìn)化，正如古微生物證據(jù)表明的那樣，它們逐漸進(jìn)
化具有現(xiàn)代原核生物特點(diǎn)。這暗示了它們擁有細(xì)胞外膜和包圍在漿
膜外部的細(xì)胞壁，并且內(nèi)部封人大量脫氧核糖核酸鏈(基因信息庫(kù))
、核蛋白顆粒(核酶)、其他蛋白質(zhì)、小分子聚合物或單體分子。漿
膜發(fā)展了一種轉(zhuǎn)運(yùn)外界有機(jī)或無(wú)機(jī)分子進(jìn)出胞內(nèi)的機(jī)制。這些原始
的原核生物一定是可以不依賴自由氧生存的厭氧異養(yǎng)生物，因?yàn)檫@
時(shí)包圍地球的大氣是沒有氧氣的。開始，它們或許靠那些外部的自
由有機(jī)分子生存的，這些有機(jī)分子部分或全部是無(wú)機(jī)合成的聚合物
。然而，隨著太古代時(shí)間的推移，進(jìn)化步驟需要細(xì)胞脫離無(wú)機(jī)合成
。這是因?yàn)闊o(wú)機(jī)合成速度有限，細(xì)胞數(shù)目需要呈指數(shù)增長(zhǎng)，也就是
說(shuō)無(wú)機(jī)合成產(chǎn)物已經(jīng)不能滿足細(xì)胞需求。所以維持無(wú)機(jī)合成的條件
這樣慢慢地也消失了。
隨著原始細(xì)胞的形成，特殊蛋白(轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白)被嵌入到它們的細(xì)
胞膜上。這些蛋白通過(guò)控制特殊物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞體現(xiàn)了正負(fù)性。一些
細(xì)胞的膜也參與能量轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)，能量轉(zhuǎn)運(yùn)和呼吸鏈，從而使代謝存
儲(chǔ)更加高效。
根據(jù)有機(jī)湯理論，在進(jìn)化中的原始細(xì)胞是自養(yǎng)細(xì)胞，那些原始
細(xì)胞主要是依賴于有機(jī)湯中的無(wú)生命分子形成的有機(jī)分子。隨著時(shí)
間的推移，無(wú)生命形成的有機(jī)分子的供給越來(lái)越受限。這是由于地
球正經(jīng)歷著變化。
無(wú)生命合成的條件越來(lái)越不適合了。但是對(duì)于構(gòu)成組分的需求
則呈指數(shù)增長(zhǎng)。自養(yǎng)菌的出現(xiàn)使得異樣生物在供給無(wú)生命構(gòu)成組分
方面獨(dú)立。這種自養(yǎng)菌可以利用環(huán)境中無(wú)機(jī)物質(zhì)并利用化學(xué)能或者
放射能作為反應(yīng)驅(qū)動(dòng)力構(gòu)建自身的有機(jī)組成部分�，F(xiàn)在的異養(yǎng)生物
則以自養(yǎng)生物合成的過(guò)量有機(jī)分泌物或者自養(yǎng)生物死體為養(yǎng)分。
異養(yǎng)作用是在某種細(xì)胞系中自養(yǎng)催化進(jìn)化來(lái)的，在異養(yǎng)過(guò)程中
，細(xì)胞需求的能量是由還原性碳化合物的氧化產(chǎn)生的。這需要攝人
來(lái)自胞外的可溶解的有機(jī)分子，而這種攝入則要形成一種穿越細(xì)胞
膜從細(xì)胞膜外運(yùn)輸可溶性有機(jī)分子進(jìn)人細(xì)胞的機(jī)制。他認(rèn)為這發(fā)生
在細(xì)胞進(jìn)化的晚期，原核厭氧光合作用或許在異樣生物出現(xiàn)以前的
某一階段出現(xiàn)，所以自養(yǎng)生物要先于異養(yǎng)生物出現(xiàn)，厭氧化能合成
生物先于需氧光能合成生物。
