Para escapar de la competencia, las células procariotas se hicieron más grandes. Para facilitar la comunicación entre todas las partes de esta célula más grande, desarrollaron movilidad citoplasmática utilizando proteína de actina. A su vez, esta movilidad resultó en la adquisición de fagocitosis, que es cuando una célula grande cambia de forma y puede envolver («comer») otras células. De esta manera, las células que solían ser presas se convirtieron en depredadores. Estos depredadores capturaron presas por fagocitosis y digirieron bacterias en lisosomas, que usan enzimas que destruyen los componentes citoplasmáticos de las células bacterianas.

El resultado de la amenaza de depredadores en las células se hizo aún más grande, y estas células necesitarán un mejor suministro de ATP. Algunas presas que no fueron digeridas, y resultaron ser útiles para proporcionar ATP. Por supuesto, las células depredadoras también deben inventar un transporte adecuado a través de la doble membrana resultante. Debido a la selección natural, esas presas, que eran bacterias moradas, se convirtieron en las mitocondrias de la célula. Esto es simbiogénesis, o la formación de dos organismos separados en un solo organismo (Figura \(\pageIndex{2}\)).

Otro resultado de una célula más grande (las células eukatióticas son típicamente 10-100 veces más grandes que las procariotas) es que el tamaño del ADN aumentará, y para mantenerlo, la célula formará un núcleo. Las nuevas células depredadoras también necesitaban evitar que los organismos alienígenas transfirieran sus genes, lo que retrasaría la evolución.

La otra razón es que el núcleo protege el ADN al encerrarlo; en caso de que el virus del ADN entre en la célula e intente simular el ADN celular, las células eucariotas destruyen inmediatamente cualquier ADN que se encuentre en el citoplasma. Una razón más para hacer nucleus es la presión de los antibióticos: nucleus mejora el aislamiento de estos químicos dañinos. La formación de núcleos y la simbiogénesis llevaron a las células a convertirse en eucariotas.

Para ser llamado eucariota, es más importante tener fagocitosis y mitocondrias que núcleo porque (1) el núcleo no siempre existe, podría desaparecer durante la división de la célula y (2) algunos procariotas (planctobacterias) también tienen compartimentos de membrana que contienen ADN.

En el siguiente paso, algunos eucariotas también capturaron cianobacterias (u otro eucariota fotosintético), que se convirtieron en cloroplastos. Estos protistas fotosintéticos se llaman algas.

En total, las células eucariotas son «células de segundo nivel» porque son células compuestas de varias células. Las células de todos los eucariotas tienen dos genomas, la nuclear generalmente tiene origen biparental, mientras que el genoma mitocondial normalmente se origina solo de la madre. Las células vegetales, a su vez, tienen tres genomas, y el genoma de los cloroplastos generalmente también se hereda maternalmente.

Los cloroplastos sintetizan compuestos orgánicos, mientras que las mitocondrias producen la mayor parte del ATP citoplasmático. Ambos organelos están cubiertos con dos membranas y contienen ADN circular y ribosomas similares a los bacterianos. Los cloroplastos tienen tilacoides, o bolsas de membrana interna y vesículas. Los tilacoides cloroplásticos pueden ser largos (laminillas) o cortos y apilados (granitos). A su vez, las mitocondrias podrían ramificarse e interconectarse.

Los cloroplastos son normalmente verdes debido a la clorofila que convierte la energía de la luz en energía química. Algunos cloroplastos pierden clorofila y se vuelven transparentes, «blancos», se les llama leucoplastos. Otros cloroplastos podrían ser rojos y / o anaranjados (cromoplastos), porque son ricos en carotenos y xantofilos. Estos pigmentos facilitan la fotosíntesis y son directamente responsables de los colores otoñales de las hojas. Dado que el almidón es una forma más compacta de almacenar energía que la glucosa, los cloroplastos almacenan carbohidratos como granos de almidón. Los amiloplastos transparentes contienen grandes gránulos de almidón. Los tejidos de almacenamiento de tubérculos de patata, raíces de zanahoria, raíces de camote y semillas de pasto son ejemplos de tejidos ricos en amiloplastos.

Tener cloroplastos y paredes celulares no están directamente conectadas, pero casi todos los organismos con cloroplastos también tienen paredes celulares. Probablemente, esto se debe a que las paredes celulares no facilitan la motilidad celular, y para aquellos protistas que ya tienen paredes celulares, la obtención de cloroplastos será la buena manera de salir de la competencia con seres organotróficos.