早在35亿年前，当细菌成功地形成菌落，开始踏上征服整个地球的旅程时，一个模糊的分支开始向着一个奇怪方向进化。这个分支对于细菌大家族来说，简直就是个“旁门左道”。可是20亿年之后，这个旁门左道就演化成各种庞大的类群，包括原生生物、植物、真菌和动物，还有人类。它们极大地不同于前面我们提到的任何细菌，因为它们拥有真正的细胞核，核物质位于细胞核内，有核膜包被，因此称为“真核细胞”。而细菌这样的原核细胞虽然也拥有核物质，但它们只是裸露地存在于细胞内的特定位置，称“类核”或“拟核”。
从原始的原核细胞进化为真核细胞，最关键的一步就是细胞核的形成。细胞核主要由核膜、染色质、核仁和核质等组成。
核膜是双层膜，分为外膜和内膜。外膜的某些区域常常和内质网直接相连，而且外膜的外表面常有大量核糖体附着，就像内质网一样。核膜上有很多小孔，称“核孔”，它们是细胞核与细胞质之间的物质通道。
染色质是细胞核内由DNA和蛋白质所组成的复合结构。核仁则是细胞核中转录RNA和装配核糖体的部位。
那么细胞核究竟是怎么产生的呢？回答这个问题的关键就是弄清核膜的起源，因为核膜是原始的原核细胞所没有的，而染色质和核仁等完全可以由原核细胞的DNA加上某些蛋白质演变而来。
关于核膜的起源，有这样几种具有代表性的观点：
第一种观点认为核膜是由细胞膜内褶把原始的类核包围起来而形成的，内外两层核膜都是起源于原始原核细胞的细胞膜。
这种观点能够解释为什么核膜是双层膜，但是它无法解释核孔的形成以及核膜的内外膜在形态结构和化学组成上的差异。如果核膜在形成的时候没有核孔，那么它又如何保证原始细胞核与细胞质之间频繁的物质交换呢？尤其是那些大分子的物质交换。
第二种观点认为核膜的内外两层膜有着不同的起源。内膜源于细胞膜，而外膜则源于内质网膜。原始原核细胞的类核被内褶的细胞膜逐渐包围，继而外膜被单层的内质网膜所取代。这种观点有不少证据的支持。例如，核膜的外膜在结构和组成上确实与内质网膜相似，而且外膜常和内质网相连，并附有核糖体。有证据表明，原始的内质网本身也可能起源于细胞膜。这种观点很容易解释核膜的内外膜之间的差异，但它也同样难以说明核孔的形成，以及内质网膜如何取代刚形成的双层核膜的外膜。
第三种观点认为核膜不是直接起源于细胞膜，而是起源于由细胞膜形成的原始内质网。它把原始细胞的类核包围起来就形成了细胞核。
我们知道，核膜会在细胞的有丝分裂过程中消失。分裂结束后，参与核膜重建的除了原来的核膜碎片外，还有内质网的碎片。所以核膜和内质网实际上是同一类膜系统，甚至可以认为核膜是内质网的一个特殊组成部分。
这种观点能较好地说明核孔的形成，因为原始内质网的片断在包围类核时，可能不完全地连接，从而留下一些细小的孔道，这些孔道以后就有可能发展成现在我们所知道的核孔。
目前已经发现，在一些非常低等的单细胞真核生物中（如双滴虫类——已知最古老的真核生物），核膜上存在许多大小不一的缺口。而它们还没有发展成复杂的核孔结构。这些生物的核膜很可能就是原始核膜的遗迹。这样看来，第三种观点或许是细胞核起源最有可能的方式
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