Lynn Margulis, (født 5. marts 1938 i Chicago, Illinois, USA – død 22. november 2011 i Amherst, Massachusetts), amerikansk biolog, hvis serielle endosymbiotiske teori om eukaryotisk celleudvikling revolutionerede den moderne opfattelse af, hvordan liv opstod på Jorden.
Margulis voksede op i Chicago. Hun var intellektuelt tidligt udvokset og fik en bachelorgrad fra University of Chicago i 1957. Kort efter giftede hun sig med den amerikanske astronom Carl Sagan, med hvem hun fik to børn; det ene, Dorion, skulle blive hendes hyppige samarbejdspartner. Parret blev skilt i 1964. Margulis fik en mastergrad i zoologi og genetik fra University of Wisconsin i Madison i 1960 og en ph.d. i genetik fra University of California, Berkeley, i 1965. Hun blev ansat på biologiafdelingen på Boston University i 1966 og underviste der indtil 1988, hvor hun blev udnævnt til en fremtrædende universitetsprofessor på afdeling for botanik på University of Massachusetts at Amherst. Hun beholdt denne titel, da hendes tilknytning til universitetet ændrede sig til biologiafdelingen i 1993 og derefter til afdelingen for geovidenskab i 1997.
Igennem det meste af sin karriere blev Margulis betragtet som radikal af kolleger, der fulgte traditionelle darwinistiske “survival of the fittest”-tilgange til biologi. Hendes ideer, som fokuserede på symbiose – et levende arrangement mellem to forskellige organismer i en sammenslutning, som kan være enten gavnlig eller ugunstig – blev ofte mødt med skepsis og endog fjendtlighed. Blandt hendes vigtigste arbejde var udviklingen af den serielle endosymbiotiske teori (SET) om cellers oprindelse, som går ud fra, at eukaryote celler (celler med kerner) udviklede sig fra den symbiotiske sammensmeltning af bakterier uden kerner, der tidligere havde eksisteret uafhængigt af hinanden. Ifølge denne teori er mitokondrier og kloroplaster, to vigtige organeller i eukaryote celler, efterkommere af bakteriearter, der engang levede frit. Hun forklarede konceptet i sin første bog, Origin of Eukaryotic Cells (1970). På det tidspunkt blev hendes teori anset for at være langt ude i fremtiden, men siden er den blevet bredt accepteret. Hun uddybede den i sin klassiker fra 1981, Symbiosis in Cell Evolution, hvor hun foreslog, at en anden symbiotisk sammensmeltning af celler med bakterier – denne gang spiroketer, en type bakterie, der bølger hurtigt – udviklede sig til den kerneformede celles indre transportsystem. Margulis postulerede endvidere, at eukaryotiske cilier også oprindeligt var spirochetes, og at cytoplasma udviklede sig fra et symbiotisk forhold mellem eubakterier og archaebakterier (se archaea).
Hendes bog Five Kingdoms fra 1982, skrevet sammen med den amerikanske biolog Karlene V. Schwartz, formulerer et system med fem riger til klassificering af livet på Jorden – dyr, planter, bakterier (prokaryoter), svampe og prototister. Protistriget, som omfatter de fleste encellede organismer (og flercellede alger) i andre systemer, afvises som værende for generelt. Mange af de organismer, der normalt kategoriseres som protister, placeres i et af de andre fire riger; protoctister udgør de resterende organismer, som alle er akvatiske, og omfatter alger og slimskimmelsvampe. Margulis redigerede dele af kompendiet Handbook of Protoctista (1990).
Et andet område af interesse for Margulis var hendes lange samarbejde med den britiske videnskabsmand James Lovelock om den kontroversielle Gaia-hypotese. Denne foreslår, at Jorden kan betragtes som en enkelt selvregulerende organisme – det vil sige en kompleks enhed, hvis levende og uorganiske elementer er indbyrdes afhængige, og hvis livsformer aktivt ændrer miljøet for at opretholde gæstfrie forhold.
Ud over Margulis’ videnskabelige publikationer skrev hun adskillige bøger, der fortolkede videnskabelige begreber og dilemmaer for et populært publikum. Blandt dem var Mystery Dance: On the Evolution of Human Sexuality (1991), What Is Life? (1995), What Is Sex? (1997) og Dazzle Gradually: Reflections on Nature in Nature (2007), alle skrevet sammen med hendes søn. Hun har også skrevet en bog med historier, Luminous Fish (2007). Hendes senere værker blev udgivet under Sciencewriters Books imprint of Chelsea Green Publishing, som hun var medstifter af sammen med Dorion i 2006.
Margulis blev valgt til National Academy of Sciences i 1983 og var et af tre amerikanske medlemmer af det russiske akademi for naturvidenskab. Hun blev tildelt William Procter-prisen fra Sigma Xi, et internationalt forskersamfund, og den amerikanske National Medal of Science i 1999. I 2008 modtog hun Darwin-Wallace-medaljen fra Linnean Society of London. Hun var sammen med Dorion medforfatter til Encyclopædia Britannica’s artikel om liv.