Si stima che la Terra abbia circa 4,6 miliardi di anni, ciò si stabilisce tramite l’analisi delle stromaliti, strutture sedimentarie in cui sono stati trovati i resti di cellule procariote.
Sembra probabile che le cellule eucariotiche attuali si siano formate da quelle procariotiche circa 1,4 miliardi di anni fa. Secondo la teoria endosimbiontica la cellula eucariotica si è formata per fusione di antichi batteri.
I mitocondri e i cloroplasti sembra si siano formati più tardi. Alcuni studiosi hanno ipotizzato che la respirazione aerobica si sia originata prima della fotosintesi ossigenica e abbia utilizzato le piccole quantità di ossigeno disponibili in questo stadio primordiale.
L’ipotesi endosimbiontica trova sostegno dalla scoperta di Cyanophora paradoxa, endosimbionte che si sta evolvendo per diventare un cloroplasto.
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