古代细胞核的历史
20世纪70年代末，Voss等人利用他们独创的技术分析了200多种细菌和真核生物(包括一些细胞器)的16S(或18S)核糖体核糖核酸(rRNA)的寡核苷酸谱。结果，生物被分成三组:真核生物、真细菌和古细菌。
古细菌包括三种不同的细菌:产甲烷菌、极端嗜盐菌和嗜酸嗜热菌。它们生活在极其特殊的生态环境中，拥有独特的16S核糖体RNA寡核苷酸谱。而且它们在分子水平上不同于真核生物和真细菌或者只与其中一种相同。比如极端嗜盐菌可以进行光合作用，但它们的光合色素不是叶绿素分子，而是动物视网膜上类似视紫红质的视紫红质。
最初认为只有两种生物具有细胞形态:原核细胞和真核细胞。自古细菌发现以来，生物被分为上述三类，这为探索生命和真核细胞的起源提供了新的线索。在细胞结构和代谢方面，古细菌在许多方面与其他原核生物接近。而在分子生物学的两个中心过程中，基因转录并没有明显表现出细菌的特征，而是非常接近真核生物。比如古细菌的翻译使用真核起始和延伸因子，翻译过程需要真核生物中的TATA盒结合蛋白和TFIIB。
古细菌还有一些其他的特征。与大多数细菌不同，它们只有一层细胞膜，没有肽聚糖细胞壁。而且大部分细菌和真核生物细胞膜中的脂质主要由甘油酯组成，而古细菌的膜脂则由甘油醚组成。这些差异可能是对超高温环境的适应。古细菌鞭毛的组成和形成过程也不同于细菌。
基于rRNA序列的系统发育树显示了三个不同的分支:细菌、古细菌和真核生物(1)。形态上，古细菌具有扁平直角几何形状的细胞，这在真细菌中从未见过。
2.元代谢，古细菌有独特的辅酶。例如，产甲烷菌含有F420、F430、COM和B因子。
3.不管有没有内含子，许多古细菌都有内含子。
4.从膜结构和组成来看，古细菌膜中含有醚而不是酯，其中甘油与长链烃异戊二烯通过醚键连接而不是脂肪酸通过酯键连接。
5.在呼吸型上，严格厌氧是古细菌的主要呼吸型。
6.在代谢多样性方面，古细菌比较简单，不如真细菌多样。
7.在分子可塑性方面，古细菌比真细菌有更多的变化。
8.在进化速度上，古细菌比真细菌慢，保留了原始特征。