真核生物の発生

真核生物の性は、減数分裂と受精からなる複合的なプロセスであり、生殖と結びつくことができる。^{[ 19 ]} DacksとRo​​ger ^{[ 20 ]}は、系統解析に基づいて、全真核生物の共通祖先には選択的性が存在していた可能性が高いと提唱した。約20億年前の真核生物の進化の初期には、酸化代謝によって活性酸素種が放出され、遺伝物質であるDNAが損傷するという大きな問題に対する解決策が必要だった。^{[ 19 ]}真核生物の性は、減数分裂中の相同組換えという プロセスを提供し、情報冗長性を利用してそのようなDNA損傷を修復する。^{[ 19 ]}

生物学者は真核生物の誕生について複数のシナリオを提唱している。LECAが核、ミトコンドリア、および内部膜を持っていたことは広く合意されているが、これらが獲得された順序については議論がある。^{[ 16 ]} 共生モデルでは、最初の真核生物共通祖先（FECA、約22億年前）はミトコンドリア、次に膜、そして核を獲得した。^{[ 16 ]} 食作用モデルでは、核、次に膜、そしてミトコンドリアを獲得した。^{[ 16 ]} より複雑なプロセスでは、短期間に3つすべてを獲得し、その後他の能力を獲得した。他のモデルも提唱されている。何が起こったにせよ、多くの系統が作られたに違いないが、LECAは他の系統を凌駕するか、あるいは他の系統と合流して、真核生物の単一の起源点を形成した。^{[ 16 ]}

ニック・レーンとウィリアム・マーティンは、エネルギーが原核細胞の大きさを制限する要因であったという理由で、ミトコンドリアが先にできたと主張している。^{[ 21 ]}しかし、エンリケ・M・ムロらは、遺伝子システムが臨界点に達する必要があり、それが遺伝子ネットワーク間の協調を可能にする新しい制御システム（イントロンとスプライソソーム）につながったと主張している。^{[ 22 ]}食作用モデルは、食物を取り込む能力を前提としており、細胞がミトコンドリアになった好気性細菌を取り込むことを可能にしている。^{[ 16 ]}

Eugene Koonin and others, noting that the archaea share many features with eukaryotes, argue that rudimentary eukaryotic traits such as membrane-lined compartments were acquired before endosymbiosis added mitochondria to the early eukaryotic cell, while the cell wall was lost. In the same way, mitochondrial acquisition must not be regarded as the end of the process, for still new complex families of genes had to be developed after or during the endosymbiotic exchange. In this way, from FECA to LECA, the organisms can be considered as proto-eukaryotes. At the end of the process, LECA was already a complex organism with protein families involved in cellular compartmentalization.^[23][24]

Another scenario is viral eukaryogenesis, which proposes that the eukaryotes arose as an emergent superorganism, with the nucleus deriving from a "viral factory" alongside the alphaproteobacterium mitochondrion, hosted by an archaeal cell. In this scenario, eukaryogenesis began when a virus colonised an archaeal cell, making it support the production of viruses. The virus may later have assisted the bacterium's entry into the reprogrammed cell.^[25] Eukaryotes share genes for several DNA synthesis and transcription enzymes with DNA viruses (Nucleocytoviricota). Those viruses may thus be older than the LECA and may have exchanged DNA with proto-eukaryotes.^[26]

Enrique Muro and colleagues suggested in 2025 that the origin of eukaryotes, an evolutionary transition that occurred only once, may nevertheless have been a highly probable outcome under deep biochemical or informational constraints. It proposes that prokaryotes faced an impending "computational crisis" in their ability to explore new regions of protein sequence space, making the emergence of more complex cellular systems a likely solution rather than a contingent accident.^[27]

2026年、モイセス・ベルナベウらは、細胞生物とウイルスの全範囲にわたる系統ゲノム学に基づいて、LECAが複数の種類の細菌からタンパク質を得たとNature誌に発表した。彼らは、これが繰り返し水平遺伝子伝達によって起こり、これらのうちのいくつかはミトコンドリアを生成した細胞内共生よりも前に起こった可能性が高いと示唆している。^{[ 28 ]}主任研究者のトニ・ガバルドンは、他の細菌や巨大ウイルスが関与していたため、真核生物の起源を古細菌と細菌の共生として説明するのは不完全であるとコメントした。^{[ 29 ]}細菌にはプランクトミセトータと後にミクソココタが含まれ、巨大ウイルスはヌクレオサイトビリコタに属していた。ウイルスは、異なる微生物間で遺伝子を伝達し、LECAのゲノムを構築する役割を果たしたようだ。^{[ 28 ]}