A origem: Teoria da Endossimbiose

A capacidade de multiplicação dos plastos e suas semelhanças bioquímicas com os seres procariontes atuais sugerem que essas organelas tiveram como ancestrais bactérias fotossintetizantes primitivas, que há centenas de milhões de anos estabeleceram uma relação de cooperação com células eucariontes. No decorrer do processo evolutivo, a dependência entre os dois tipos de organismos teria se tornado tão grande que as bactérias fotossintetizantes e a célula eucarionte hospedeira perderam a capacidade de viver isoladamente.  

A teoria da endossimbiose acredita que as mitocôndrias e cloroplastos são organelas derivadas da interação entre um organismo procarionte ancestral aeróbio e um um organismo eucarionte unicelular anaeróbico. Supõe-se que os primeiros eucariontes tinham por hábito englobar báctérias como alimento. Em algum momento da evolução desses organismos, algumas bactérias, que já tinham a capacidade de realizar a respiração, foram mantidas no citoplasma dos eucariontes sem serem degradadas. Essas bacterias teriam sido mantidas por beneficiarem os eucariontes, realizando para eles a respiração e os eucariontes lhes proporcionava proteção e nutrientes. Essa relação biótica com benefício para ambos os indivíduos (mutualismo) teria se perpetuado, e essas bactérias teriam dado origem às atuais mitocôndrias. 

Algum tempo depois, alguns eucariontes iniciaram outra relação simbiótica, desta vez com cianobactérias. Estas realizavam a fotossíntese e dele recebiam proteção e matéria-prima. Essa relação mostrou-se tão vantajosa que se perpetuou, e essas cianobactérias teriam dado origem aos atuais cloroplastos.
 
A Teoria endossimbiótica foi popularizada por Lynn Margulis em 1981 em seu livro Symbiosis in Cell Evolution. Algumas evidências que dão suporte a tal teoria são:

·  Mitocôndrias e cloroplastos possuem DNA, RNA e ribossomos próprios.

·  Tanto as mitocôndrias como os cloroplastos possuem DNA bastante diferente do que existe no núcleo celular e em quantidades semelhantes ao das bactérias;

·  Ambas as organelas se encontram rodeados por duas ou mais membranas e a mais interna tem diferenças na composição em relação às outras membranas da célula e semelhanças com a dos procariontes;

·  Muito da estrutura bioquímica dos cloroplastos, como por exemplo, a presença de tilacóides e tipos particulares de pigmentos, é muito semelhante aos das cianobactérias; 

·  Tanto as mitocôndrias como os cloroplastos possuem genomas muito pequenos, em comparação com outros organismos, o que pode significar um aumento da dependência destes organelos depois da simbiose se tornar obrigatória, ou melhor, passar a ser um organismo novo.