كانت تمتلك نظرية حول تطور الخلايا حقيقية النواة من خلال اتحاد بكتيريا قديمة، لقد قدمت هذه الفكرة في أواخر السبعينات، عندما اقترحت أن كلا من الميتوكوندريا والبلاستيدات في خلايا حقيقية النواة ليست مجرد مكونات خلوية ولكنها في الأصل كانت كائنات حية مستقلة قد تم "التهامها" من قبل خلايا بدائية، هذه الفكرة ساعدت في تشكيل تحولًا كبيرًا في فهمنا لعملية التطور.
لقد ولدت لين (بيترا ألكسندر) مارغوليس في يوم 5 مارس 1938 في مدينة شيكاغو، إلينوي لوالديها موريس وليونا وايز ألكسندر، وقد كانت ولادة مارغوليس بمثابة أنها أكبر طفل في عائلتها، فلقد رزقت فيما بعد بثلاث شقيقات أصغر منها، لقد التحقت أولاً بجامعة شيكاغو لدراساتها الجامعية حيث حصلت على درجة في الآداب الحرة، ثم التحقت أيضاً بجامعة ويسكونسن ماديسون لكي تحصل على دراسة علم الأحياء وحصلت على درجة الماجستير في العلوم، وأخيراً تم قبولها في جامعة كاليفورنيا في بيركلي فلقد تمكن من تطور أطروحتها بشكل كبير وحصلت على درجة الدكتوراه، كما تُذكر مارغوليس بآرائها الرائدة التي تختص بالتعايش الداخلي وكذلك مبدأ جايا.