一些细胞为其他细胞固氮和固定二氧化碳

好奇

构建一个活细胞不仅需要物质（matter），还需要自由能（free energy）。
DNA、RNA 和蛋白质仅由六种元素构成：氢（H）、碳（C）、氮（N）、氧（O）、硫（S）和磷（P）。这些元素在非生物环境中（地球岩石、水和大气）非常丰富，但并不以便于生物分子合成的化学形式存在。尤其是大气中的 N₂ 和 CO₂，化学性质极为惰性。

利用这些无机分子合成生物有机化合物所需的反应，需要消耗大量自由能；换句话说，需要固氮（fix nitrogen）和固定二氧化碳（fix carbon dioxide），以使氮和碳可供生物利用。

许多类型的细胞缺乏执行这种固化反应的生化机制，因此依赖其他类型的细胞来完成这项工作。

我们动物直接或间接依赖植物，获取含碳和含氮的有机化合物。
植物虽然可以固定大气中的 CO₂，却不能固化大气中的 N₂；它们部分依赖**固氮细菌（nitrogen-fixing bacteria）**来满足自身对含氮有机化合物的需求。
例如，豆科植物（pea family）的根瘤中就寄居着共生固氮细菌（symbiotic nitrogen-fixing bacteria）。

由于活细胞在生化的某些基本特性上差异很大，具有互补需求和能力的细胞常常发展出共生关系（symbiotic associations）。有些已经演化到合作伙伴完全失去各自独立性的程度：它们联合形成了一个复合细胞（composite cell）——也就是内共生（endosymbiotic）关系，与不同个体之间的外共生（ectosymbiotic）关系相对。