本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點
二十億年前，大約在大氣氧氣水平上升的時候，一個細胞吞噬了另一個細胞，但它沒有成為午餐，而是成為了地球的改變者，並最終成為了你身體的重要組成部分：線粒體。
這些微小的細胞居民/引擎使它們的宿主細胞突然開始在消化食物時燃燒氧氣，這是一種能量來源，極大地擴充套件了它們從一小口食物中獲取能量的能力。這種結合產生的魔力幫助地球上幾乎所有的多細胞生命得以進化，變得龐大、複雜，就我們而言，變得毛茸茸的並且容易出現背部問題。
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大多數多細胞生物都會同意這是一個好的舉動。然而，長期以來，生物學家們一直在爭論，這種流產的午餐是否真的是線粒體的來源，然後，當這一切都塵埃落定時，吞噬者和被吞噬者的身份究竟是什麼。
許多線索將我們引向了前一個結論，尤其是線粒體包含著與您細胞自身核DNA分離的自身DNA這一事實，以及線粒體DNA看起來可疑地像細菌DNA。至於後者，吞噬者的身份仍然存在激烈的爭論。但是科學家們已經越來越接近第一個線粒體雛形的身份。
多年來，他們已經知道它很可能是一種α-變形菌，並且線粒體與立克次氏體目密切相關，立克次氏體目是一組主要的寄生性細胞內細菌，包括引起斑疹傷寒和落基山斑疹熱的生物體。這很有道理：線粒體和細胞內寄生蟲顯然都有許多適應性，使它們擅長在其他細胞內部生存。
但是，與線粒體/立克次氏體目最密切相關的現存自由生活細菌的身份是什麼？最近，生物學家們將其確定為SAR11細菌群的某些成員，最值得注意的是Pelagibacter ubique（普氏佩拉奇菌）（根據分類學程式碼，它仍然沒有被正確命名，所以我使用斜體不太正確）。顧名思義，它可能是地球上最常見的細菌。在合適的條件下，它可以佔海水中活細胞的一半，並且也喜歡在淡水中活動。但是瑞典科學家團隊最近在《公共科學圖書館·綜合》上發表的一篇論文發現，線粒體不僅似乎與該群體 *並非* 最密切相關，而且它們最接近的自由生活親屬可能非常默默無聞。
為了衡量這些細菌之間的關係，並試圖更好地確定最接近的自由生活線粒體親屬，科學家們研究了與呼吸相關的線粒體基因的序列。科學家們以前也這樣做過，但他們傾向於考慮具有完全測序基因組的細菌群，這些細菌群中充滿了醫學和農業上重要的細菌，因為這些細菌往往是我們最感興趣並且基因組被測序的細菌。該研究的作者指出，這並不能很好地涵蓋生活在陽光充足、含氧豐富的海洋表面水中的細菌的多樣性，而線粒體很可能在這種環境中進化。
因此，他們轉向全球海洋調查，這是一項海洋宏基因組測序計劃，以瞭解還有什麼。也許令他們驚訝的是，他們發現樣本中最密切相關的群體是一個默默無聞的小細菌群，該細菌群在全球海洋調查樣本中佔海洋表面水細胞群的比例不到1%。他們將其命名為海洋線粒體附屬進化枝，或 OMAC。
為了解釋早期暗示 SAR11 細菌是線粒體親屬的結果，他們推測 SAR11 進化枝（包括P. ubique）的成員和線粒體立克次氏體進化枝的成員在其 DNA 中富含核苷酸鹼基腺嘌呤和胸腺嘧啶（與鹼基鳥嘌呤和胞嘧啶相反）。由於大多數其他 α-變形菌富含 GC，這可能是一個趨同特徵，導致他們錯誤地得出結論認為它們是相關的。當他們研究更重要、更保守、AT 含量更低且可能與這些細菌的共同祖先更相似的基因時，他們發現線粒體/立克次氏體與 SAR11/P. ubique *並非* 密切相關。
作者指出，由於我們一直認為有氧呼吸——線粒體（和許多其他細菌）使用氧氣從食物中獲取更多能量的巧妙技巧——很可能在海洋表面水中進化而來，而一旦大氣開始充滿氧氣，氧氣最有可能首先滲透到海洋表面水中（這如何發生是另一個故事），因此線粒體最接近的現存自由生活親屬仍然生活在那裡是有道理的。他們還指出，經過數十億年的氣候變化和大規模滅絕，我們線粒體的最後一個自由生活祖先的後代的環境條件很可能已經發生了變化，因此，它們可能不代表海洋細菌聚會中的很大一部分也就不足為奇了。