古細菌
古細菌の種から綱までの命名は国際原核生物命名規約に基づいて行われており、基本的な分類方法は細菌と共通している。原核生物は形態の変化に乏しく無性的に増殖するため、動植物でいう種の基準が適用できず、分類は16S rRNA系統解析やDNA-DNA分子交雑法、ゲノム構造に基づく平均ヌクレオチド一致度(ANI)といった分子技法が主に用いられる。記載種を含む系統にはクレン古細菌、タウム古細菌、ユーリ古細菌があるが、DPANN群など多くの未培養系統が存在している。
明神海丘(伊豆・小笠原弧)の水深1330mにあるブラックスモーカーより最初に報告されたもの。ホームステーク金山跡の地下水から検出された集団は、ゲノム解析から従属栄養生物と予想されている。同時に、ナノ古細菌などと同様の寄生生物から進化した可能性に言及されている。提案された古細菌門の中では、唯一-archaeotaを語尾に持たない。
1989年に、H-ATPアーゼ、伸長因子、リンゴ酸デヒドロゲナーゼ、乳酸デヒドロゲナーゼなど共通祖先以前に分かれた遺伝子を用い、共通祖先がまず細菌と古細菌類に分岐したことが明らかになった。時期的には前述のとおり、30億年よりも遥かに遡る古い時代に起こったと考えられる。
これ以外の説としては、共通祖先は現代的な細胞膜やDNA複製の仕組みを持っていなかったとする説もある。アルカリ熱水泉の細孔で生命が誕生したとすれば、透過度の低い細胞膜は必要ではない。古細菌と細菌はそれぞれ独立に細胞膜やDNA複製の仕組みを獲得し、別々に細孔から脱出したとする。また、トーマス・キャバリエ=スミスらは、最初に細菌が多様化した後、細菌の一グループである放線菌の中から真核生物と古細菌の祖先が出現したネオムラ説を提唱している。他の細菌との違いは、高温への適応や、細菌間での化学戦の産物であるとする。放線菌は外膜の無い単膜細菌(MD細菌)であり、膜が一重であることが古細菌と共通する。Hsp70やグルタミン合成酵素 Iなどから得られる系統樹がネオムラ説を支持するという。
海底堆積物などで豊富に見つかる系統。未培養だがメタン生成経路やバクテリオクロロフィルa合成酵素の検出例がある特異な系統。