Schimper, Mereschcowsky, Wallin i teoria symbiozy
W 1883 r. francuski botanik Andreas Franz Schimper (1856-1901) zaobserwował, że podział chloroplastów jest podobny do tego u wolno żyjących sinic. Schimper zaproponował później w przypisie, że symobiotyczne połączenie organizmów doprowadziło do ewolucji roślin zielonych. Był pierwszym, który zbadał i opisał potencjalną endosymbiotyczną naturę tych komórek.
Podczas badań nad porostami rosyjski biolog i botanik Konstantin Mereschcowsky (1855-1921) sformułował teorię symbiogenezy. W 1905 r. po raz pierwszy zaproponował ideę plastydów pochodzących z endosymbiontów, co dowodziło, że symbioza jest główną siłą napędową ewolucji. Swoje odkrycie dotyczące mitochondriów Mereschocowsky opublikował w 1926 r. w pracy Symbiogeneza i pochodzenie gatunków, we współpracy z Ivanem Wallinem. Mereschocowky zaproponował, że mniejsze i mniej złożone komórki tworzyły symbiotyczne relacje z większymi złożonymi komórkami. Mereshcowsky wierzył, że wiele dużych, złożonych komórek, takich jak chloroplasty, wyewoluowało dzięki temu procesowi.
Amerykański biolog Ivan Emanuel Wallin (1883-1969) zaproponował, po zbadaniu i pracy z mitochondriami, że gatunki wywodzące się z bakterii mają swoje początki w endosymbiozie. Był on pierwszym, który zaproponował pomysł, że komórka eukariotyczna składa się z mikroorganizmów. Doprowadziło to do powstania Hipotezy Endosymbiotycznej. Swoje odkrycia Wallin opublikował w 1926 roku w pracy Symbiogenesis and the Origins of Species, obok Mereschocowsky’ego, gdzie sformułowali swoje pomysły na symbiogenezę. Ich teorie zostały początkowo odrzucone z powodu założenia, że mitochondria i chloroplasty nie zawierają DNA. Zostało to jednak udowodnione jako nieprawdziwe w latach 60-tych, kiedy Hans Ris wskrzesił teorię.
W 1981 roku dr Lynn Margulis przyczyniła się do rozwoju teorii endosymbiozy publikując pracę Symbiosis in Cell Evolution. Jej badania twierdziły, że mitochondria były odrębnymi organizmami, które pierwotnie weszły w symbiotyczny związek z komórkami eukariotycznymi poprzez endosymbiozę. Stało się to podstawowym wsparciem dla teorii endosymbiotycznej, powodując, że stała się wiodącą postacią stojącą za hipotezą endosymbiotyczną.
Margulis zasadniczo argumentowała przeciwko idei przypadkowej mutacji, która została przyjęta jako główne źródło zmienności genetycznej gatunków. Zamiast tego uważała, że symbiotyczna fuzja odgrywa znacznie większą rolę w tworzeniu nowych genomów i różnorodności genetycznej. Uważała, że zamiast mutacji, DNA w cytoplazmie komórek pochodzi z genów prokariotów (bakterii), które stały się organellami.
Dr Lynn Margulis kontynuowała badania nad pochodzeniem mitochondriów i chloroplastów w komórkach eukariotycznych podczas pracy na University of Massachusetts Amherst. Odkryła, że organelle te powstały jako endosymbionty prokariotyczne, które później zaczęły pojawiać się w komórkach eukariotycznych. Margulis przedstawiła przekonujące dowody badawcze na to, że mitochondria wyewoluowały z tlenowych bakterii zwanych Proteobacteria, a chloroplasty z endosymbiotycznych cyjanobakterii. Jej badania zostały opublikowane w jej pracy „Symbioza w ewolucji komórek” (1981).
Dr Margulis zaproponowała, że eukariotyczne flagelle i rzęski pochodzą od endosymbiotycznych spirochetów. Ze względu na brak DNA i fakt, że nie wykazują one żadnych ultrastrukturalnych podobieństw do prokariotów, nie ma wystarczających dowodów na poparcie tego twierdzenia. Nawet pomimo braku DNA, peroksysomy są uważane za konsekwencję pochodzenia endosymbiotycznego. W rzeczywistości, oryginalne emdosymbionty zostały zaprojektowane przez samego Christiana de Dave.
Patrząc na Darwinowską ideę ewolucji, Margulis i Sagan uważali, że „Życie nie opanowało globu poprzez walkę, ale poprzez tworzenie sieci”, na przykład poprzez współpracę, interakcję i wzajemną zależność pomiędzy żywymi organizmami.
Dr Margulis została nagrodzona Narodowym Medalem Nauki przez prezydenta Billa Clintona w 2000 roku, za jej niesamowitą pracę nad hipotezą endosymbiotyczną. Była również członkiem Rosyjskiej Akademii Nauk Przyrodniczych i Narodowej Akademii Nauk. E.O Wilson nazwał ją „jednym z najbardziej udanych myślicieli syntetycznych we współczesnej biologii”. Jej prace znacząco przyczyniły się do rozwoju badań nad endosymbiozą od hipotezy do teorii.