古细菌是真核生物还是原核生物（一种既不是真核也不是原核的生物）

在我们这个地球上，有着千千万万数不清的生命，每种生命都带有自己的特征，这些特征是经过数十亿年进化而来。全部生命组成了一棵巨大的"生命之树"，在这棵树上，每种生命都有自己的独特位置，生命之树的干、枝、叉、梢等结构，表明各种生命在进化中的关系。

最早，亚里士多德曾认为"生命之树"应该分成两枝，一边是动物，一边是植物。有了显微镜之后，人们发现了细菌，它们既不像动物，又不像植物，细菌该归于哪类呢？在显微镜下可以看到，动物和植物的细胞都有细胞核，遗传物质DNA就储存在细胞核里，而细菌没有细胞核，DNA游离在细胞质之中。

自此改变了亚里士多德的生命二分类法，人们把生命之树还是分为两枝，一枝是含细胞核的"真核生物"，另一枝是不含细胞核的"原核生物"。动植物都属于真核生物，而细菌属于原核生物，但是事情到此并没有完结。

20世纪六七十年代，人们又发现了另一种生命形式——古菌。

图为黄石公园的大棱镜温泉，水深50米，直径约90米，水温70摄氏度，在这里首次发现了古菌。古菌被发现以来，一直吸引着人们的注意，这缘于它们奇特的生活方式。与一般的细菌不同，古菌常生活在极端条件下，如深海处的热泉口、地下的高压热溢口、盐碱湖、海滩涂等特殊环境中。比如一种叫热网菌的古菌，能在113摄氏度下生长。有的古菌在无氧环境下靠完成硫的转化获得营养。这些古菌代表着地球生命的极限，它们处于生物圈的外围，因此人们常以古菌来确定生物圈的范围。后来人们发现，在一般的自然环境下也能找到古菌，如土壤、海水、沼泽地、水稻田，甚至在反刍动物的胃液中，也有古菌的踪迹。

图为一种5微米的长嗜盐古菌。

从表面上看，古菌和细菌很相似，似乎只是生活方式和习性不同而已，但事实上，这两种"小东西"的性质却大相径庭。最早注意到这件事的是伊利诺伊大学微生物学家卡尔·伍斯。

1977年，他首先研究了古菌，同时也研究了细胞分子的特定核心功能，然后做出比较，这种方法又叫"核糖体核酸法"，是当时对细胞组织做鉴别的基本方法。通过这种方法伍斯发现，原来被归为细菌的甲烷球菌，既不属于动物，也不属于植物，与细菌也有很大的不同，应该属于古菌，他确信，古菌属于生命的第三类。

1977年11月27日，伍斯把这一发现发表在《自然》杂志上。在这篇论文中他提出，在地球进化的生命之树上，有三类不同的生命形式，更为引入注目的是，他认为在生命之树第一次分枝的地方，不是细菌与真核生物，而应该是细菌与古菌，因为与细菌相比，古菌更接近真核生物，动物和植物应该在古菌这边，这意味着古菌才是现今动物、植物的老鼻祖。这就是伍斯关于生命分类的"三域说"。伍斯的"三域说"遭到了微生物界的质疑，更受到来自微生物界外的激烈反对。反对的理由听起来很有理，因为细菌和古菌的区别并不大，远不至于在进化树上分成两枝，达到从此分道扬镳的程度。尽管伍斯为他的学说多次发文，并先后出版了《关于古菌的多样性研究》《关于细菌的进化》等著述，但是他的学说却始终没有被业内正式接受。

在伍斯提出生命"三域说"的20年之后，这场争端终于有了转机，转机来自对深海热泉的研究。

1979年，美国伍兹·霍尔海洋研究所和美国海军海洋研究所利用"阿尔文号"深潜船，来到厄瓜多尔的加拉帕戈斯群岛，进行2600米的深海考察，他们在这里有了奇异的发现。在海底火山口热泉处，高温、高压的热流不断从泉口喷泻而出。依照过去生物学的传统看法，这里有2000千帕的高压（相当于200个大气压），有300多摄氏度以上的高温，没有氧气也没有阳光，似乎应该是生命的禁区，但这次考察却彻底颠覆了这种看法。这里不仅有复杂生物，还有微生物、细菌和病毒。"阿尔文号"利用机械手从海底热泉采集了一些菌膜，从这些菌膜中分离出一种微生物，以考察队长詹纳斯的名字命名，叫它为詹氏甲烷球菌，这就是一种古菌。

1996年，在美国基因组研究所工作的一个国家合作团队，对詹氏甲烷球菌完成了全部167万对碱基序列的基因测试，得出了它的第一张完整的遗传蓝图。

面对这张蓝图，人们惊奇地发现，它与细菌的生命形式截然不同，古菌的染色体呈现闭合环状，在DNA的复制、转录、翻译等方面，古菌有着真核生命的特征，与细菌有本质的区别。此时人们终于发现，当初伍斯的预言是正确的。正像伍斯20年始终所坚持的那样，古菌是一种崭新的生命形式。尽管人们对古菌有了初步的认识，但是看到它们的基因图谱时，仍然吃惊不小。詹氏甲烷球菌共1738个基因，其中人们从没有见过的竟然占到56%！

更有趣的是，古菌具有细菌和真核生物两方面的特征，从中可以勾勒出它在生命之树上的地位，以及它与另外两种生命之间的进化关系。古菌在产能、细胞分裂、代谢方面与细菌相近，而在转录、翻译和复制方面与真核生物相近。这样看来，一个生活在大洋深部热泉口上、习性怪异的微生物，在遗传上竟然与人有相似的基因！在赞叹生命奇妙的同时，人们也开始接受了伍斯的"三域说"。詹氏甲烷球菌的发现，以及对它基因图谱的测试，使我们对生命、进化有了新的认识，美国《科学》周刊把这一成果列为1996年度的重大科学突破之一。