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本文改编自本人的知乎回答，原文链接：

是先有线粒体还是先有叶绿体？​www.zhihu.com内共生学说是啥？​www.zhihu.com

我们探讨一个类似“先有鸡还是先有蛋”的问题：

生物进化过程中，是先有线粒体，还是先有叶绿体？

有的人坚持先有叶绿体，理由如下：

1. 先有光能自养，后有化能异养。

2. 先有蓝细菌，再有好氧细菌。

但是，实际情况是：

是先有线粒体再有叶绿体。

（注意只有内共生吞进去之后才能叫线粒体或叶绿体，所以“蓝细菌”或“光合细菌”不算叶绿体。至于内共生是什么，下文会简要介绍。）

因为几乎所有真核生物都有线粒体，但只有植物有叶绿体。

所以说植物的某些祖先（原始真核生物）可能只有线粒体而没有叶绿体。

（从系统学角度来看，“具有线粒体”的性状在更基部的位置便出现了。即“线粒体”是祖征，“线粒体+叶绿体”是衍征。）

如下图

基于“三域”系统的生物界演化关系图，图中横向是时间轴（以右为正方向），虚线箭头表示内共生（图片系自制）

1. 线粒体起源于一类革兰氏阴性好氧细菌对原始真核生物的内共生。

原始真核细胞（可能是古核生物？）在吞入一种好氧细菌（可能是α-变形细菌，一种G-细菌）后，吞入的细菌不被消化而与原始真核细胞共存（在原始真核细胞内部与原始真核细胞共生，即内共生）。最终通过一系列改造和核-质协调成为线粒体。

因此可以看到，线粒体在诸多方面都类似于原核生物。例如线粒体的基因组是环状的；线粒体的核糖体接近于70 S而非80 S；线粒体的转录和翻译过程受到一些对细菌有用的抗生素（如链霉素）的抑制等等。但是线粒体的基因组一般远远小于细菌，这是因为有相当一部分DNA片段被转移进入细胞核内。这是核-质协调的一种体现，它削弱了线粒体在DNA复制、基因表达和代谢等方面的自主性，因此我们称之为“半自主性细胞器”。

而线粒体的双层膜似乎也可以因此得到解释。内膜就是细菌自身的细胞膜，外膜来自于宿主细胞的细胞膜（类似于胞吞）。

线粒体毫无疑问是在上图中黄色的那个点起源的，也就是说是单一起源的。

2. 叶绿体起源比较复杂，有的来自蓝细菌的内共生，有的来自次生内共生。

叶绿体是多重起源的，在红藻、绿藻和陆生植物（图中“植物”）一支中，叶绿体来自于蓝细菌内共生；而其他杂色藻类，如眼虫、褐藻（比如海带）、黄藻、金藻、硅藻等等，它们的叶绿体来自红藻和绿藻的内共生，相当于“吞了2次”（次生内共生）。

正因为如此，其多次经历类似胞吞的过程，它们的叶绿体往往是有3~4层膜的。（所以严格来讲，这些杂色藻类是不属于“植物”的）

【这时你发现一个有趣的现象：海带不属于植物，紫菜属于植物】

有些现存的真核生物没有线粒体，那是次生退化的结果，不是祖征。

又如疟原虫等，属于顶复体虫类原生生物，其祖先类似于眼虫的，含有叶绿体。这种不含叶绿体的特征显然也是次生的。

编辑于 07-23