Эволюция митохондрий связана с развитием аэробных организмов через гипотезу симбиогенеза. 2
Согласно этой гипотезе, митохондрии произошли от аэробных бактерий, которые внедрились в другую прокариотическую клетку. 2 Эти бактерии начали снабжать клетку дополнительным количеством молекул АТФ, а получать от неё питательные вещества. 2
Развитие аэробных организмов связано с накоплением кислорода в атмосфере Земли, что усложняло жизнь анаэробных гетеротрофов. 3 Часть из них для получения энергии перешла от бескислородного брожения к окислительному фосфорилированию. 3 Такие аэробные гетеротрофы могли с большим КПД, чем анаэробные бактерии, расщеплять органические вещества, образующиеся в результате фотосинтеза. 3
Митохондрии, в свою очередь, стали энергетическими станциями для клеток, так как часть реакций в них идёт с участием кислорода. 2 В процессе эволюции они потеряли автономность, передав часть своих генов в ядро и став таким образом клеточной органеллой. 2