ミドリムシは，ゲノムを比較するとトリパノソーマ（鞭毛虫）のなかまである。しかし，鞭毛虫が葉緑体をもたないのに対して，ミドリムシは葉緑体をもつ。葉緑体から見れば，ミドリムシは緑藻類に近い。
葉緑体をもつ細胞は，もともと葉緑体をもっていなかった細胞が，光合成細菌を内部共生することによってできたと考えられる。さらに，葉緑体を内部共生させた真核細胞を内部共生させる二次共生もあるという。
ミドリムシは，このような二次共生によって葉緑体を得たと考えられている。
また，ミドリゾウリムシというゾウリムシのなかまがいる。ゾウリムシが，クロレラを共生しているもの。二次共生がいままさに進行している例だ。
