一种曾独立生存的细菌“定居”在细胞中，并由此形成被称为线粒体的细胞器。线粒体通过氧化糖分为其宿主细胞产生能量，同时使一些早期生命在地球氧气浓度日益增加的环境中生存下来。另一种细胞内的寄居细菌则成为叶绿体的祖先。叶绿体是一种进行光合作用的细胞器，它的出现使植物和藻类的产生成为可能。

研究人员逐渐认识到，这些具有里程碑意义的事件并非当时*。作为一种存在于有机体和寄居生物间的互惠关系，胞内共生在当今依然盛行，并且为人们了解该过程在生命早期历史中以何种方式发挥作用提供借鉴。

研究已让生物学家确信线粒体仅仅经历了一次进化，即从一种被称为变形菌纲的细菌演变成线粒体，但这些细胞器自那时起不断地走向多元化。这种细菌的现代非寄生“亲戚”拥有几百万个碱基对和2000个基因，但其所有线粒体后代拥有的基因都非常少，有的只有3个。同时，基因组的大小和形状也各不一样。zui小的线粒体基因组只有6000个碱基对，而人类线粒体DNA有16000个碱基对。一些植物更是*地扩展了自身线粒体的基因组，甚至拥有一些明显无关紧要的DNA。目前已知的zui大基因组有1100万个碱基对，来自一种蝇子草属开花植物。同时，该基因组被分成很多环状染色体，而有些染色体根本不含基因。“线粒体已成为非常规基因组无止境的。

很多现代内共生体也打破了同样的规则。作为刺吸式口器昆虫，蝉从寄居在其特殊细胞中的细菌搭档那儿获取进食中失去的氨基酸。另一种蝉的体内，Hodgkinia将自己的DNA翻倍，并分成两个不同的基因组。提供两种氨基酸的任务也据此进行了分配：一个提供一些基因，另一个*氨基酸生产的空白，从而使两个“物种”对内共生都至关重要。

与此同时，科学家研究了与叶绿体复杂进化类似的现代过程。叶绿体的进化曾出现过一次，随后消失，但又在各种现代光合生物中以不同的方式重新获得。进行光合作用的细胞器起初是一种被真核细胞吞食的藻青菌。*以来，植物生物学家认为这种原始的叶绿体已经消失。但当宿主细胞吞食一种自己拥有叶绿体的藻类后，新的叶绿体又出现了。