Одноклітинні організми

Сучасні строматоліти В затоці Шарк, західна Австралія. Стоматоліт може вирости до 5 см, але це може тривати століття.[6]

Бактерії є однією із найдавніших форм життя на світі і знаходяться в природі майже усюди.[5] Багато звичайних бактерій мають плазміди, які є короткими, круговими, самореплікативними молекулами ДНК, які відокремлені від хромосоми бактерії.[7] Плазміди можуть нести в собі гени, які відповідають за появу нових здібностей, з яких із критично важливих сьогодні є стійкість до антибіотиків.[8] Бактерії переважно розмножуються безстатевим шляхом, за допомогою процесу, який називають бінарним поділом, хоча плазмідами можуть обмінюватися за допомогою ворсинок і процесу, що називається кон'югацією.[8]

Фотосинтетичні ціанобактерії, мабуть, є найбільш успішним видом бактерій, і змінили ранню атмосферу Землі, наповнюючи її киснем.[9] Строматоліти, структури, що складаються із шарів карбонату кальцію й осадів, що туди потрапили, що залишилися від ціанобактерій і пов'язаних бактерій спільноти, що збереглися у вигляді величезного накопичення скам'янілостей.[9][10] Існування строматолітів залишають дуже цінні "записи" історії розвитку ціанобактерій, які представлені від Архею (від 4 мільярдів до 2,5 мільярда років тому), Протерозою (від 2,5 мільярда до 540 мільйонів років тому), і Фанерозою (540 мільйонів років тому до сьогодення).[10] Значну частину світових скам'янілих строматолітів можна знайти в Західній Австралії.[10] Там були знайдені одні із найдавніших строматолітів, вік яких становить приблизно 3,43 мільярда років.[10]

Глибоководна жива колонія знайдена в Європейській частині Арктики.[11]

Гідротермічні отвори виділяють тепло та сірководень, і такі умови дозволяють виживати екстремофілам, які використовують хемолітотрофний ріст.[12] Археї здебільшого дуже подібні зовні до бактерій, оскільки вони і класифікуються як бактерії, але мають важливі молекулярні відмінності, насамперед у структурі мембрани та рибособальної РНК.[13][14] Шляхом вивчення сиквенсуванням рибосомальної РНК було встановлено, що археї найімовірніше утворилися шляхом поділу бактерії та були попередниками сучасних еукаріотів, і насправді більше філогенетично пов'язані з еукаріотами.[14] Як випливає з назви, Архея походить від грецького слова archaios, що означає давній, або примітивний.[15]

Деякі археї мешкають у найбільш біологічно непривітних середовищах на Землі, і це, як уважають, повторює ранні, жорсткі умови, під впливом який ймовірно розвивалося життя. Прикладами таких архейських екстремофілів є

• термофіли, оптимальна температура росту яких 50 °C–110 °C, включно з родами Pyrobaculum, Pyrodictium, Pyrococcus і Melanopyrus[16];
• психрофіли, ростуть в оптимальній для них температурі меншій за 15 °C, до них належать роди Methanogenium і Halorubrum[16];
• алкаліфіли, оптимальними умовами для росту яких, є рівень pH більший за 8, включно з родом Natronomonas[16][17];
• ацидофіли, оптимальними умовами для росту яких є рівень pH менший за 3, включно з родами Sulfolobus і Picrophilus[16][18];
• барофіли, (також відомі як п'єзофіли), полюбляють високий тиск до 130 МПа, який буває в глибоких океанічних середовищах, до них належать роди Methanococcus і Pyrococcus[16];
• галофіли, зростають в основному при великій концентрації солі при значеннях від 0,2 M і 5,2 M NaCl, до них належать Haloarcula, Haloferax, Halococcus[16][19].

Метаногени є значною підгрупою в архей і охоплює багато видів екстремофілів, але також широко представлені в водно-болотистих середовищах, а також в травній системі тварин.[20] Цей процес використовує водень для зменшення вмісту вуглекислого газу в метані, виділяючи енергію в корисну форму аденозинтрифосфата.[20] Вони є єдиними відомими організмами, здатними виробляти метан.[21]