按照现在最流行的学说,线粒体和叶绿体起源于内共生.
人们推测线粒体起源于内共生.按照这种观点,需氧细菌被原始真核细胞吞噬以后,有可能在长期互利共生中演化形成了现在的线粒体.在进化过程中好氧细菌逐步丧失了独立性,并将大量遗传信息转移到了宿主细胞中,形成了线粒体的半自主性.
古生物学家推断,叶绿体可能起源于古代蓝藻.某些古代真核生物靠吞噬其他生物维生,它们吞下的某些蓝藻没有被消化,反而依靠吞噬者的生活废物制造营养物质.在长期共生过程中,古代蓝藻形成叶绿体,植物也由此产生.