一種曾獨立生存的細菌“定居”在細胞中，并由此形成被稱為線粒體的細胞器。線粒體通過氧化糖分為其宿主細胞產(chǎn)生能量，同時使一些早期生命在地球氧氣濃度日益增加的環(huán)境中生存下來。另一種細胞內的寄居細菌則成為葉綠體的祖先。葉綠體是一種進行光合作用的細胞器，它的出現(xiàn)使植物和藻類的產(chǎn)生成為可能。

研究人員逐漸認識到，這些具有里程碑意義的事件并非當時*。作為一種存在于有機體和寄居生物間的互惠關系，胞內共生在當今依然盛行，并且為人們了解該過程在生命早期歷史中以何種方式發(fā)揮作用提供借鑒。

研究已讓生物學家確信線粒體僅僅經(jīng)歷了一次進化，即從一種被稱為變形菌綱的細菌演變成線粒體，但這些細胞器自那時起不斷地走向多元化。這種細菌的現(xiàn)代非寄生“親戚”擁有幾百萬個堿基對和2000個基因，但其所有線粒體后代擁有的基因都非常少，有的只有3個。同時，基因組的大小和形狀也各不一樣。zui小的線粒體基因組只有6000個堿基對，而人類線粒體DNA有16000個堿基對。一些植物更是*地擴展了自身線粒體的基因組，甚至擁有一些明顯無關緊要的DNA。目前已知的zui大基因組有1100萬個堿基對，來自一種蠅子草屬開花植物。同時，該基因組被分成很多環(huán)狀染色體，而有些染色體根本不含基因。“線粒體已成為非常規(guī)基因組無止境的。

很多現(xiàn)代內共生體也打破了同樣的規(guī)則。作為刺吸式口器昆蟲，蟬從寄居在其特殊細胞中的細菌搭檔那兒獲取進食中失去的氨基酸。另一種蟬的體內，Hodgkinia將自己的DNA翻倍，并分成兩個不同的基因組。提供兩種氨基酸的任務也據(jù)此進行了分配：一個提供一些基因，另一個*氨基酸生產(chǎn)的空白，從而使兩個“物種”對內共生都至關重要。

與此同時，科學家研究了與葉綠體復雜進化類似的現(xiàn)代過程。葉綠體的進化曾出現(xiàn)過一次，隨后消失，但又在各種現(xiàn)代光合生物中以不同的方式重新獲得。進行光合作用的細胞器起初是一種被真核細胞吞食的藻青菌。*以來，植物生物學家認為這種原始的葉綠體已經(jīng)消失。但當宿主細胞吞食一種自己擁有葉綠體的藻類后，新的葉綠體又出現(xiàn)了。