В первые годы нашего века разработку вопроса об эволюционном значении симбиоза начал Мережковский. Его идеи были сходны с представлениями Фаминцына.
Однако их концепции различались методами обоснования развиваемых положений. Если Фаминцын главное внимание сосредоточил на эмпирическом обосновании своей идеи, то Мережковский стремился главным образом к логической аргументации своих суждений.
Впервые с изложением своих взглядов на эволюционную роль симбиоза Мережковский выступил в 1905 г. в статье «О природе и происхождении хроматофоров в царстве растений». Более подробно и аргументированно он высказал их в книге «Теория двух плазм как основа симбиогенезиса, нового учения о происхождении организмов» (1909), а также в более поздних работах (1910, 1920).
В основу гипотезы симбиогенеза Мережковским были положены две относительно самостоятельные концепции. Первая из них сводилась к представлению о том, что любая клетка растения и животного по своей природе есть сложная комбинация и объединение (симбиоз) в одно целое изначально разнородных свободноживущих и очень примитивных живых существ. Это положение базировалось на предположении о симбиотической природе хроматофоров.
Наиболее важными аргументами в пользу этого предположения Мережковский считал явление непрерывности (преемственности) пластид, функциональную независимость хроматофоров от ядра клетки (самостоятельность пластид), аналогию хроматофоров с типичными эндосимбионтами (зоохлореллами и зооксантеллами), особенно ярко проявляющуюся в сходстве морфологических признаков и способах передачи из поколения в поколение, а также черты сходства в строении и размножении хроматофоров и одноклеточных синезеленых водорослей (Cyanophyceae). Вероятными предками хроматофоров, по мысли Мережковского, могли быть примитивные представители синезеленых, как Aphanocapsa или Microcystis.