与大陆漂移学说一样，这些思想都走在了时代的前面，直到分子生物学于20世纪60年代兴起，才给出了有力的论证。马古利斯以细胞内的两种专门构造为研究对象：线粒体和叶绿体。线粒体是细胞进行有氧呼吸的场所，食物在线粒体内氧化，并提供维持生命所需的能量。叶绿体是植物细胞进行光合作用的发动机，太阳能在这个场所中转化为化学能。这两种细胞器都保留了自身的微型基因组，其中只有几十个基因，编码几十种呼吸作用或光合作用所需的蛋白质。对这些基因测序后，真相终于明朗：简而言之，线粒体和叶绿体确实源自细菌。但它们不再是细菌，没有真正的独立性，因为绝大多数对它们自身存在必需的基因（至少有1,500个）都储存在细胞核内。细胞核，才是细胞的“基因控制中心”。
马古利斯对线粒体和叶绿体的认识是正确的。到了20世纪80年代，反对者已经寥寥无几。但是她的野心远不止于此：在她看来，整个复杂细胞（现在的正式名称是真核细胞）都由共生细菌拼接而成。很多其他的细胞组成部分，尤其是纤毛（即列文虎克描述的“小脚”），同样起源于细菌（在马古利斯看来，纤毛起源于螺旋体）。她认为，一连串细菌共生合并造就了真核细胞。该理论后来被她命名为“系列内共生理论”。她认为还不只是单个的细胞，整个生物界的本质就是一张巨大的细菌协作网络：盖亚（Gaia）。她和詹姆斯·洛夫洛克（James Lovelock），成了“盖亚理论”的先驱。近些年，盖亚理论改头换面为“地球系统科学”（但摒弃了洛夫洛克原来的目的论成分），迎来了一次复兴；但是，马古利斯的观点，即认为真核细胞是细菌的集合体，从来没有多少实证基础。绝大多数真核细胞的内部构造，从形态上看并不像是起源于细菌，基因测序后更没有获得什么证据。所以，马古利斯在某些问题上是正确的，但在其他问题上几乎肯定错了。2011年，马古利斯因中风而过早去世。但她的斗士精神，她强烈的女性意识，她对达尔文主义式的竞争的排斥和她对阴谋论的轻信，都让她留下的智识遗产珠砾混杂。有人把她看作女权主义的英雄，有人认为她是我行我素的偏执狂。可悲之处在于，无论褒贬，这些争议大都远离科学。
——尼克•莱恩《复杂生命的起源》绪论为什么生命会是这样？