Jabarkan Evolusi dari Metabolisme

Lintasan metabolisme utama yang telah dijelaskan di atas, seperti glikolisis dan siklus asam sitrat ada pada seluruh tiga domain makhluk hidup dan juga ada pada leluhur universal terakhir. Sel leluhur universal merupakan prokariota dan mungkin merupakan suatu metanogen yang memiliki metabolisme asam amino, nukleotida, karbohidrat, dan lipid yang ekstensif. Retensi keberadaan lintasan purba pada evolusi makhluk hidup setelahnya mungkin merupakan hasil dari reaksi yang memiliki solusi optimum untuk masalah metabolisme tertentu dengan lintasan, seperti glikolisis dan siklus asam sitrat yang menghasilkan produk akhir dengan efisiensi yang tinggi dan dengan langkah dalam jumlah minimum. Lintasan metabolisme berbasis enzim pertama mungkin merupakan bagian dari metabolisme nukleotida purina, sedangkan lintasan metabolisme sebelumnya merupakan bagian dari dunia RNA purba.

Banyak model yang diusulkan untuk menjelaskan bagaimana lintasan metabolisme baru berevolusi. Model ini termasuk penambahan secara berurutan enzim baru kepada lintasan purba yang pendek, duplikasi, lalu menyebarkan ke seluruh lintasan sekaligus memasukkan enzim yang telah ada dan menyusunnya menjadi lintasan reaksi yang baru. Kepentingan relatif dari mekanisme ini masih belum jelas, tetapi studi genomika menunjukkan bahwa enzim yang ada di dalam lintasan kemungkinan mempunyai leluhur yang sama. Mekanisme ini menyatakan kemungkinan bahwa banyak lintasan berevolusi secara tahap demi tahap dengan fungsi baru yang diciptakan oleh tahap yang sebelumnya ada di dalam lintasan. Sebuah model alternatif berasal dari studi tentang jejak evolusi struktur protein di dalam jaringan metabolisme . Studi ini menyatakan kemungkinan bahwa enzim perlahan bergabung dengan meminjam enzim dengan fungsi yang sama pada jalur metabolisme yang berbeda (ada di dalam basis data MANET) Proses bergabungnya enzim ini menghasilkan sebuah mosaik enzim evolusioner. Kemungkinan ketiga ialah sebagian metabolisme mungkin ada sebagai 'modul' yang dapat digunakan kembali di dalam lintasan berbeda dan melakukan fungsi yang sama pada molekul berbeda

Evolusi juga dapat menyebabkan hilangnya fungsi metabolisme. Sebagai contoh, beberapa proses metabolisme pada parasit yang tidak esensial untuk bertahan hidup menjadi hilang sehingga kebutuhan asam amino, nukleotida, dan karbohidrat mereka ambil dari inang. Kondisi yang sama juga dapat dilihat pada organisme endosimbiotik.