Gli organismi costituiti da cellule procariote sono stati l’unica forma di vita sul nostro pianeta prima della comparsa di quelli formati da cellule eucariote. Molti biologi pensano che il passaggio dalla cellula procariote a quella eucariote sia stato un evento estremamente significativo nella storia della vita sulla Terra, secondo solo, per importanza biologica, alla nascita delle prime semplici forme di vita.

Attualmente, vi sono diverse teorie sul modo in cui questo passaggio potrebbe essere avvenuto. Una delle più accreditate è la teoria endosimbiontica formulata verso la fine degli anni Ottanta del secolo scorso dalla genetista statunitense Lynn Margulis; secondo questo modello, i mitocondri e i cloroplasti deriverebbero da antichi procarioti che si sono introdotti in cellule più grandi (figura 6). Qui i procarioti avrebbero dato origine a un rapporto di simbiosi, cioè uno scambio reciproco di favori: la cellula più grande avrebbe fornito biomolecole e sali minerali, mentre i procarioti avrebbero fornito energia. La teoria viene detta endosimbiontica appunto perché prevede una simbiosi, ossia un rapporto vantaggioso, tra due organismi che vivono l’uno all’interno dell’altro.

I processi che hanno portato alla comparsa delle prime cellule eucariote sono stati sicuramente molto lenti; si calcola, infatti, che siano occorsi circa 2 miliardi di anni per passare dalle prime cellule procariote alla comparsa (circa 1,5 miliardi di anni fa) di una cellula che presentasse un nucleo delimitato da una membrana.