所有的生物都可以说是从同一个祖先进化而来的，进化过程中，DNA序列的逐渐改变最终形成了生物性状的改变和新物种的诞生；共同祖先越近的生物，其DNA序列越相似，亲缘关系也就越相近，反之亦然。
所以，可以通过直系同源基因序列相似性的比较来确定物种之间的进化关系，而应用这种方法的时候，人们发现，形态结构非常相似的原核生物并不是统一的类群，并且在及早地时候就已经演化为两大类：古细菌（原细菌）和真细菌。
古细菌古细菌（archaeobacteria）（又可叫做古生菌、古菌、古核生物的结构核细胞或原细菌）是一类很特殊的细菌，多生活在极端的生态环境中，如盐分高的湖泊水中，极热、极酸和绝对厌氧的环境，有的在极冷的环境生存。“古细菌”这个概念是年由卡尔·沃斯和GeorgeFox提出的，原因是它们在16SrRNA的系统发生树上和其它原核生物的区别。这两组原核生物起初被定为、古细菌（Archaebacteria）和真细菌（Eubacteria）两个界或亚界。
70年代末，沃斯等人用他们独创的技术分析了多种细菌和真核生物（包括其中的某些细胞器）的16S（或18S）核糖体核糖核酸（rRNA）的寡核苷酸谱，结果将生物分为3大类群：真核生物、真细菌和古细菌。
古细菌可能是最古老的生命体，在西格林兰岛的某些地方存在大约38亿年前的古老的沉积层，其中就留下了古生菌的“化学指纹”,所以从古化石中证明古生菌在地球形成后的第一个十亿年中已经出现。过去把它们归属于原核生物是因为其形态结构、DNA结构及其基本生命活动方式与原核细胞相似的缘故。
古细菌的细胞形态有球形、杆状、螺旋形、耳垂形、盘状、不规则形状、多形态，
具有细胞壁，染色为G+或G-，有的很薄、扁平，有的有精确的方角和垂直的边构成直角几何形态，有的以单个细胞存在，有的呈丝状体或团聚体。其直径大小一般在0.1~15μm，丝状体长度有μm，分裂方式有二分裂、分裂、出芽等多种。古细菌多数为严格厌氧、兼性厌氧，还有专性好氧。
最早发现的古细菌是产甲烷细菌类、
接着陆续又发现了盐细菌（生长在浓度大的盐水中）、
热原质体（生长在煤堆中）、硫氧化菌（生长在硫磺温泉中）
等几百种细菌。后来发现古细菌的分布其实很广泛。
由于很多古细菌生存在极度特殊的，非一般生物能生存的环境中，似乎与人类的关系不大，更是被认为是进化过程中极度特化的盲支，所以长期不受人们的重视，直到近十多年随着对古核细胞的研究，才引起了进化生物科学工作者的很大
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