1. 一般認為，葉綠體和粒線體的祖先，具有在其他有機體細胞裡生存的能力，這種假設可從現存的生物例子得到充分的說明。
2. 有許多種原蟲protozoans內含單細胞藻類，有很多細胞會生活在綠水螅Chlorohydra的消化腔，另外，海葵、珊瑚體內也含有藻類細胞。有些複雜的多細胞動物，特別是軟體動物類molluscs，經常有藻類在細胞內共存。
3. 藍藻細菌cyanobacteria似乎最有可能是葉綠體的祖先，因為它們都有葉綠素a (chlorophyll a)，也都使用同樣的非循環光磷酸化路徑。
4. 然而，1976年，一種更可能是葉綠體祖先的原核生物被發現：原綠藻門Prochlorophyta。這些淡綠色的單細胞，有葉綠素a和葉綠素b和胡蘿蔔素，藍藻細菌只有葉綠素a，而且沒有任何紅色素和藍色素。
5. 簡單說，綠藻細菌比藍藻細菌看起來更像真核的葉綠體，而且它的色素系統更像藻類和植物的色素系統。
6. 那麼，這些綠藻細菌很久以前是不是葉綠體的祖先呢？後來有許多研究者認為不是，因為自然界的原綠藻很稀少，那些原綠藻細菌，只是二個很稀有少見的物種。
7. 不過，海洋學家最近辨識出，海洋浮游生物有非常大的一部分是原綠藻；測量濃度發現，每毫升海水含有10萬個原綠藻，因為這些原綠藻太小，所以一般的顯微鏡技術沒有辦法看清楚。
8. 所以，原綠藻並不是什麼稀少物種，其實它遍布所有的海洋。因為這個發現，有關原綠藻是不是葉綠體的祖先這個議題，又再次引起科學家的興趣。
9. 比對藍藻細菌、原綠藻、和葉綠體DNA序列的研究，正在積極地展開，試圖解開這個問題。
10. 粒線體很可能是從有氧呼吸細菌分化而來的；粒線體的內層膜可以看成是細菌的細胞膜plasma membrane，因為這二者的生化特性看來類似。
11. 粒線體的外層膜則很像細胞質的內質網endoplasmic reticulum，很可能是從宿主細胞分化而來的。
12. 雖然這裡討論的器官(葉綠體、粒線體)本身都有DNA，會自己分化、成長，而且彼此還會有部分特徵差異，但是他們不完全獨立；它們有許多蛋白質是根據宿主細胞核的基因製造出來的。
13. 我們可以做出以下假設：幾億年前，粒線體和葉綠體的祖先是獨立生活在自然環境中，當時它們有自己的基因製造蛋白質，但是與(宿主)細胞共生以後，它們就放棄控制蛋白質合成的基因。
14. 把基因控制權讓給宿主細胞這件事，或者可以用來解釋，為什麼葉綠體和粒線體的小染色體，會少於一般原核細胞(體型十倍大)的染色體。
15. 相較於葉綠體和粒線體的豐富資料，有關(宿主細胞的)核膜和內質網起源的相關證據就非常少。
注：內質網：從核膜延伸到細胞質的膜皺摺，簡稱ER(endoplasmic reticulum)。
16. 因為從核膜到內質網、再到高基氏體(Golgi apparatus)一連串的膜狀胞器，核膜應該是最先演化的，其他幾個是之後才演化出來的。可是細胞核膜到底是怎麼誕生的，至今仍是個謎。
17. 大部分的研究相信，核膜是比較早出現的特徵，在與粒腺體共生之前就已經存在。這個看法可由今日存在的好幾種厭氧單細胞得到佐證；在這些古老的有核細胞(厭氧單細胞)，它們的祖先是在18億年前從真核細胞分裂演化而來的。
18. 而粒腺體的內共生適應和內質網、高基氏體的發展則在核膜之後出現，葉綠體則是最後加入的。
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