Teori endosimbiosis adalah teori yang saat ini diterima secara luas yang menjelaskan proses evolusi di mana sel-sel eukariotik memperoleh mitokondria, kloroplas, dan dengan flagela yang kurang pasti atau bahkan struktur nuklirnya.
Lynn Margulis mengungkapkan teori yang akhirnya disebut Teori Endosimbiosis Serial (SET) dan itu akan menyebabkan jatuhnya neo-Darwinisme yang berkuasa. Menerbitkan teorinya tidak mudah dan beberapa ilmuwan yang telah mencobanya sebelumnya diejek dan didiskreditkan. Namun, Margulis tidak berkecil hati dan pada akhirnya bukti ilmiah tersebut akhirnya mengalahkan konformisme dan dogmatisme ilmu-ilmu yang hadir dari abad ke-19 hingga pertengahan abad ke-20.
Penggabungan satu eukariota fotosintesis dengan yang lain disebut endosimbiosis sekunder.
Neo-Darwinisme menjelaskan evolusi, pada tumbuhan dan hewan, sebagai serangkaian mutasi yang terjadi selama ribuan tahun dan menciptakan variasi-variasi kecil yang, jika menguntungkan atau tidak berbahaya, tetap dipertahankan. Namun, teori ini tidak sesuai dengan kompleksitas kehidupan saat ini dan waktu yang telah berlalu sejak kemunculannya.
Sebaliknya, Dr. Margulis kembali ke asal sel eukariotik dan berhasil menjelaskan penggabungan alpha-proteobacteria yang akan memunculkan mitokondria dan cyanobacteria yang akan memunculkan kloroplas. Fakta-fakta ini telah diverifikasi dengan membandingkan urutan DNA dari organel dan bakteri tersebut, membangun filogeni yang jelas di antara mereka.
Teori:
Penggabungan pertama : Teori menyatakan bahwa archaea sulfuroreduktif anaerobik bergabung sekitar 2 miliar tahun yang lalu ke bakteri negatif GRAM berenang (spirochete) dan bahwa fusi sel adalah pendahulu eukariota sejak sinergi kedua makhluk hidup ini memunculkan ke nukleus, memisahkannya dari sitoplasma dan dengan demikian mencegah penyatuan bakteri baru dengan prosedur yang sama. Bahkan sampai hari ini, langkah pertama dari teorinya tetap berada di antara keduanya.
Penggabungan kedua: Selain perbedaan, organisme anaerobik ini harus beradaptasi dengan oksigen, beracun untuknya, yang mulai membentuk bagian dari lingkungan yang mengelilinginya. Untuk melakukan ini, dia menggunakan endosimbiosis lagi. The proto-eukariot mengambil alpha-proteobacterium untuk ini bahwa itu termasuk dalam vesikel (dan itu adalah alasan untuk membran ganda mitokondria dan bahwa mitokondria memiliki kovalen tertutup untai ganda DNA melingkar, mirip dengan alphaproteobacteria).
Penggabungan ketiga: dengan perubahan komposisi atmosfer dan peluang baru yang ditawarkannya, kemunculan kerajaan tumbuhan fotosintesis terjadi. Endosimbiosis baru termasuk cyanobacterium di dalam sitoplasma yang seiring waktu dan dengan cara yang mirip dengan mitokondria akan menjadi penting bagi kehidupan inangnya. Bukti menunjukkan bahwa dari 5 kelompok bakteri fotosintetik, hanya cyanobacteria yang berbagi sitokrom I dan II dengan tanaman, yang menunjukkan, selain perbandingan DNA, bahwa mereka adalah anteseden evolusi kloroplas.
Namun, meskipun kloroplas memiliki asal tunggal pada tumbuhan, ada kloroplas dalam kelompok lain yang dapat memiliki asal yang lebih rumit. Bakteri dari filum Euglenophyta dan Dinoflagellata memiliki 3 membran dan 4 membran dapat dilihat di antara filum Cryptophyta, Bacillariophyta, dan Clhorachniophyta . Faktanya, dalam filum Cryptophyta, nukleus eukariotik dan ribosom eukariotik dapat dilihat di antara dua membran luar dan dua membran dalam. Bisakah endosimbiosis berjalan sejauh satu eukariota memakan eukariota lain yang melakukan fotosintesis? Sepertinya ya, dalam biologi semuanya mungkin.