タマホコリカビ類
表層土壌 (深さ 0–3 cm) に多く、深くなるにつれて少なくなるが、深さ 20–30 cm からも見つかる。さまざまな土壌湿度の環境に生育するが、中程度の湿度環境においてアメーバ細胞の数が最も多い。弱酸性森林土壌において最も多いが (種数、細胞数)、アルカリ性土壌に生育する種もいる。温帯域では、春と秋に最も細胞 (アメーバ細胞、胞子) が多い。また生育する維管束植物の種と、その土壌から見つかるタマホコリカビ類の種の間には関連があることが示唆されている。
タマホコリカビ類の中では、いくつか異種間相互作用が知られている。シロカビモドキ (Heterostelium pallidum) のアメーバ細胞は、他種のアメーバ細胞を殺すキラー因子を分泌することが報告されている。また他のタマホコリカビ類のアメーバ細胞を捕食する Speleostelium caveatum は (上記)、餌となるタマホコリカビ類の生活環の進行 (子実体形成) を阻害することが示唆されている。
キイロタマホコリカビの一部の株は、胞子塊中に細菌 (特にバークホルデリア属の特定の種) を保持することが知られており、このような株はファーマー (farmer) とよばれる。これらの細菌は胞子散布先で放出されて増殖し、胞子から発芽した粘菌アメーバの餌となると考えられている。この現象は、「原始的な農業」ともよばれる。またこのような細菌の一部は、ファーマーには無害だが非ファーマーには毒となる物質を生成することが知られており、ファーマーに競争者の排除という利益を与える。
タマホコリカビ類はふつう単細胞アメーバとして過ごし、ある条件下でこれが集合して多細胞体となり、短時間で子実体を形成する。このような生活環には様々な生物学的現象 (細胞分化、細胞間シグナル、細胞運動、プログラム細胞死など) が含まれており、その研究の実験材料として利用されている (右図6)。特にキイロタマホコリカビ (タマホコリカビ目) は、培養が容易で細菌を含まない純粋培養が可能であること、生活環完了が短時間でコントロール可能であること、ゲノムサイズが比較的小さいこと、遺伝子導入などが容易であり、さまざまな分子生物学的手法が確立していることから、モデル生物として広く利用されている。キイロタマホコリカビは1935年、Kenneth B. Raper によって記載され、Raper や Maurice Sussman らによってさまざまな研究に用いられるようになった。
タマホコリカビ類の核では、核小体が核膜に接して縁在する。キイロタマホコリカビ (タマホコリカビ目) の全ゲノム塩基配列は全長 34 Mbp (Mbp = 100万塩基対) ほどであり (染色体数は n = 6)、AT含量が非常に高く (77.6%)、12,500個ほどの遺伝子が含まれると推定されている。他にもムラサキタマホコリカビ (Dictyostelium purpureum)、Tieghemostelium lacteum (以上タマホコリカビ目)、シロカビモドキ (Heterostelium pallidum)、Acytostelium subglobosum、Cavenderia fasciculata (以上エツキタマホコリカビ目) などでゲノム塩基配列が報告されている。ミトコンドリアは管状クリステをもつ。
タマホコリカビ類はその生活環において、単細胞のアメーバ細胞である時期と、胞子を形成・散布する構造である子実体となる時期をもつ (下図1a)。この点で、タマホコリカビ類は変形菌 (真正粘菌) と類似している。しかし子実体となる前に、変形菌では単細胞のアメーバ細胞が (ふつう細胞融合を経た後に) 細胞質分裂を伴わない核分裂を繰り返すことによって大型の多核体である変形体を形成するのに対して、タマホコリカビ類では各細胞の独立性が保たれたまま細胞が集合して多細胞体である偽変形体を形成する (下図1a)。また変形菌の変形体が細菌などを捕食して長期間成長する世代であるのに対して、タマホコリカビ類の偽変形体は子実体形成前の一時的な構造である。変形菌では子実体形成がふつう有性生殖と連動しており、複相の変形体が子実体となり胞子を形成する際に減数分裂を行うのに対し、タマホコリカビ類ではアメーバ細胞が子実体形成を経て再びアメーバ細胞に戻る間、単相の状態が保たれている。タマホコリカビ類では、これとは別の構造 (マクロシスト) を経て有性生殖を行う (下図1b)。