Schimper, Mereschcowsky, Wallin y la teoría de la simbiogénesis
En 1883, el botánico francés Andreas Franz Schimper (1856-1901) observó que la división de los cloroplastos era similar a la de las cianobacterias de vida libre. Schimper propondría más tarde en una nota a pie de página que la unión simbiótica de los organismos condujo a la evolución de las plantas verdes. Fue el primero en estudiar y describir la posible naturaleza endosimbiótica en estas células.
Mientras realizaba investigaciones sobre los líquenes, el biólogo y botánico ruso Konstantin Mereschcowsky (1855-1921) formuló la teoría de la simbiogénesis. En 1905, sugirió por primera vez la idea de que los plastos se originaban como endosimbiontes, lo que argumentaba que la simbiosis era la principal fuerza motriz de la evolución. Mereshcowsky publicó su hallazgo sobre las mitocondrias en su obra de 1926, Symbiogenesis and the Origin of Species, en colaboración con Ivan Wallin. Mereschocowky propuso que las células más pequeñas y menos complejas formaban relaciones simbióticas con las células complejas más grandes. Mereshcowsky creía que muchas células complejas grandes, como los cloroplastos, evolucionaron mediante este proceso.
El biólogo estadounidense Ivan Emanuel Wallin (1883-1969) propuso, tras estudiar y trabajar con las mitocondrias, que las especies derivadas de las bacterias tienen origen en la endosimbiosis. Fue el primero en sugerir la idea de que la célula eucariota estaba compuesta por microorganismos. Esto condujo a la formación de la Hipótesis Endosimbiótica. Wallin publicó sus hallazgos en su obra de 1926, Symbiogenesis and the Origins of Species, junto con Mereschocowsky, donde formularon sus ideas sobre la simbiogénesis. Sus teorías fueron rechazadas en un principio debido a la suposición de que las mitocondrias y los cloroplastos no contenían ADN. Sin embargo, esto se demostró falso durante la década de 1960, cuando Hans Ris revivió la teoría.
En 1981, la Dra. Lynn Margulis contribuyó a la teoría de la endosimbiosis con la publicación de su obra Symbiosis in Cell Evolution. Su investigación afirmaba que el origen de las mitocondrias eran organismos separados que originalmente entraron en una relación simbiótica con las células eucariotas a través de la endosimbiosis. Esto se convirtió en el principal apoyo de la teoría endosimbiótica, haciendo que se convirtiera en la principal figura detrás de la hipótesis endosimbiótica.
Margulis argumentó esencialmente en contra de la idea de la mutación aleatoria, que se aceptaba como la principal fuente de variación genética con las especies. En su lugar, pensaba que una fusión simbiótica desempeñaba un papel mucho más importante en la creación de nuevos genomas y diversidad genética. Ella creía que en lugar de las mutaciones, el ADN en el citoplasma de las células se originó a partir de los genes de procariotas(bacterias) que se habían convertido en orgánulos.
La Dra. Lynn Margulis continuó estudiando los orígenes de la mitocondria y el cloroplasto en las células eucariotas durante su estancia en la Universidad de Massachusetts Amherst. Descubrió que estos orgánulos se originaron como endosimbiontes procarióticos que posteriormente comenzaron a aparecer en las células eucarióticas. Margulis mostró pruebas convincentes en su investigación de que las mitocondrias evolucionaron a partir de bacterias aeróbicas llamadas Proteobacterias, y los cloroplastos evolucionaron a partir de cianobacterias endosimbióticas. Su investigación se publicó en su obra «Symbiosis in Cell Evolution» (1981).
La Dra. Margulis propuso que los flagelos y los cilios eucariotas se originaron a partir de espiroquetas endosimbióticas. Debido a la falta de ADN y al hecho de que no muestran ninguna similitud ultraestructural con los procariotas, no hay pruebas suficientes para apoyar esta afirmación. Aunque el ADN no esté presente, se considera que los peroxisomas son una consecuencia del origen endosimbiótico. De hecho, los emdosimbiontes originales fueron proyectados por el mismo Christian de Dave.
Considerando la idea de evolución de Darwin, Margulis y Sagan creían que «la vida no se apoderó del globo combatiendo, sino creando redes», por ejemplo, mediante la cooperación, la interacción y la dependencia mutua entre los organismos vivos.
La doctora Margulis fue galardonada con la Medalla Nacional de la Ciencia por el presidente Bill Clinton en el año 2000, por su sorprendente trabajo sobre la hipótesis endosimbiótica. También fue miembro de la Academia Rusa de Ciencias Naturales y de la Academia Nacional de Ciencias. E.O. Wilson la ha calificado como «una de las pensadoras sintéticas más exitosas de la biología moderna». Su trabajo ha contribuido considerablemente a que el estudio de la endosimbiosis pase de ser una hipótesis a una teoría.