水素仮説

水素仮説は、ウィリアム・F・マーティンとミクロス・ミュラーが1998年に提唱したモデルであり、ミトコンドリアが古細菌の原核生物宿主内で共生生物として発生し、2つの細胞の共生関係を引き起こし、そこから最初の真核細胞が発生した可能性がある（共生発生）という可能性のある方法を説明しています。

水素仮説によれば：^{[1] [2] [3] [4] [5]}

• ミトコンドリアを獲得した宿主は水素依存性古細菌であり、おそらく水素と二酸化炭素を使用してメタンを生成する現代のメタン生成古細菌と生理学的に類似している。
• 将来のミトコンドリアは、嫌気性呼吸の副産物として水素と二酸化炭素を生成する通性嫌気性真正 細菌でした。
• 宿主の水素依存性（嫌気性共生）に基づいて、両者の共生関係が始まりました。

この仮説は、細胞内共生理論の枠組み内の多くの代替見解とは異なる。代替見解では、最初の真核細胞は核を進化させたがミトコンドリアはなく、ミトコンドリアは真核生物が原始的な細菌を飲み込んで最終的にミトコンドリアになったと示唆している。この仮説は、ハイドロジェノソームに進化上の重要性を付与し、ミトコンドリアとの共通の祖先に対する理論的根拠を提供している。ハイドロジェノソームは嫌気性ミトコンドリアであり、通常、ピルビン酸を水素、二酸化炭素、酢酸に変換してATP を生成する。現代生物学では、真核細胞内でメタン生成菌がハイドロジェノソームの周りに集まる例が知られている。細胞内共生理論の枠組み内のほとんどの理論は、ミトコンドリアとハイドロジェノソームの共通の祖先を扱っていない。この仮説は、真核生物が古細菌と真正細菌の祖先の遺伝子を持つ遺伝的キメラであるという観察に対して、直接的な説明を提供している。さらに、それは、古細菌と真核生物が現代の古細菌のグループが出現した後に分裂したことを意味します。共生理論の枠組み内のほとんどの理論は、一部の真核生物はミトコンドリアを持たないと予測しています。水素仮説は、ミトコンドリアを欠く原始的な真核生物は存在しなかったと予測しています。水素仮説の発表から15年の間に、この特定の予測は何度もテストされ、観察と一致することがわかりました。^{[1] [2] [3] [4] [5]}

2015年にロキアーキオータ（膜リモデリングやアクチン細胞骨格構造に関与する遺伝子を含む広範な遺伝子レパートリーを持つ古細菌系統）が発見され、真核生物の姉妹群として分類されたことで、ロキアーキオータにはメタン生成が見られないことから、水素仮説の特定の教義に疑問が投げかけられた。^[6]

• 古生動物