《细胞传记》第三章：露卡醒来了！！！（上）
有一个原始细胞将所有的能量流和碳流全部应用到RNA复制上，因为这群家伙是一堆自私的RNA分子，没有其他代谢情况，这意味着它很快就会死去，而相反的是，通过交流、掠夺（将自己的基因组随微流入侵到别的细胞中），逐渐形成了一部完整的代谢流雏形。比如进化出向外排泄废物的载体蛋白，当然编码核糖体的这些管家基因代谢已经完备。但是目前的问题是细胞任然需要靠天然的质子梯度，如果需要更进一步的进化，能量的需求必须增加，并且一开始基因之间的交流可能是有益的，但是随着一个细胞代谢系统的完善，可能再有核酸片段的加入便是一种致命攻击。如此说来，露卡要想醒来，必须开始增加细胞膜的不通透性，但是一个困难就是，伴随着代谢系统与膜封闭的共进化，能量的问题得克服。露卡祖先也很头疼这样得问题，它想了一个办法，为了保持质子梯度得恢复，它编码了一个个质子泵向外泵质子，但是可笑的是，这就像一个游泳池一边注入水，一边放出水一样，你给外面的水源再注水，进入游泳池的水的速度是一样的。所以质子泵没什么用，显然这个露卡失败了。
另外一个露卡祖先也许为生命画卷留下了最美的一笔，因为它进化出这个世界最精密的能量制造机器——ATP酶，这样美丽的蛋白分子该让我如何形容呢？请允许先介绍它的工作机制，这个复合体长得有点像水车轮，有一组叶片在膜内转动，这些叶片叫做“F0”部分，叶片的顶部连接了一个像是帽子的结构，这部分叫做“F1” 它们浸在细胞质内部里。
想象一下，当水流冲过水车轮的时候，车轮会转动， 但是，要让这台生物能量机器运行起来，需要有一个推动力，那就是质子梯度。你可以把质子梯度想象成是水坝两端的水位差。这个梯度就好比是潜在的水能，它驱动着质子通过ATP合酶的F0部分回到细胞内部，从而推动叶片转动，最终产生了ATP。它把转动能转换成了化学能，用来将ADP（腺苷二磷酸）和无机磷结合，制成ATP。这就是所谓的“机械化学转换”。
漂亮吧，ATP酶的编码直接让露卡祖先的能量提高了以前的60％，大量氢离子涌入以及细胞膜外的氯离子聚集，这时的质子泵起到了重要的作用，因为原始细胞必须保持膜内外质子电化学梯度，稍有差池整个代谢系统会立刻崩溃。但是问题就在于，目前细胞能量的提供主要还是需要细胞膜上的微孔来创造，如果关掉细胞膜微孔，ATP合酶所生产的ATP完全不能供应代谢的进行，并且ATP的原料要依赖膜微孔处质子梯度的形成，因此露卡祖先依旧不能进化出封闭的膜。否则就会危险重重。
现在为露卡想想要封闭膜要面临的问题有多严峻，第一，需要克服能量供应，也就是说，当ATP酶将质子大量涌入细胞内时，需要在细胞清理内部质子时有额外能量的输入。其次封闭膜后需要进化出剥夺氢气的电子，从而保持碳流，因为之前都是借用膜微孔处的质子梯度。这位露卡母亲很聪明，它想了一个办法，首先细胞膜微孔界面质子梯度的主要作用是剥夺氢气的电子，形成稳定碳流，其产生能量货币的功能已经被质子泵和ATP合酶逐渐替代。所以它将质子泵做了改造，使得质子泵一边剥夺氢气的电子，一边将氢离子泵出细胞外，这被称为氧化质子泵，真是一举两得。如今这样的过程和古菌产甲烷菌过程高度相似。
因为ATP酶和氧化质子泵的出现，细胞的微孔半径已经缩小，细胞对钠离子的通透性极小，随后它又将ATP合酶做了改造，让它同时能流入钠离子和氢离子制造ATP，这样只需要再制造再建立一个钠离子梯度就好。这样细胞就可以在清理细胞内部氢离子的时候由钠离子梯度提供能量，于是它又进化出了Na+/H+反向转运载体蛋白，每泵出一个钾离子泵进来两个氢离子，这样的话，便克服了所有的问题，庆祝露卡醒来了，完成了细胞膜的高度不渗透性，至少它变得完整了。