生物是指稱類生命的個(gè)體。在生物學(xué)和生態(tài)學(xué)中，地球上約有870萬(wàn)種物種（±130萬(wàn)），其中650萬(wàn)種物種在陸地上，220萬(wàn)種則生活在水中。
生物最重要和基本的特征在生物會(huì)進(jìn)行新陳代謝及遺傳兩點(diǎn)，前者說(shuō)明所有生物一定會(huì)具備合成代謝以及分解代謝（兩個(gè)是完全相反的兩個(gè)生理反應(yīng)過(guò)程），并且可以將遺傳物質(zhì)復(fù)制，通過(guò)自我分裂生殖(無(wú)性生殖)或有性生殖，交由下一代繁殖下去以避免滅絕，這是類生命現(xiàn)象的基礎(chǔ)。
雖然知道生物源自演化，但生命的起源和確切演化史仍有許多待解決的細(xì)節(jié)。生物學(xué)分類在近代受到分子生物學(xué)的挑戰(zhàn)。一般而言，我們將生物分為三個(gè)域：細(xì)菌、古菌、以及真核生物。
三域系統(tǒng)是由美國(guó)微生物學(xué)家和生物物理學(xué)家卡爾·烏斯等人在1977年提出的細(xì)胞生命形式的分類，是古菌域、細(xì)菌域和真核域。
烏斯依據(jù)16S 核糖體RNA序列上的差別，將原核生物分成兩大類，起初稱為真細(xì)菌和古細(xì)菌，認(rèn)為這兩類生物和真核生物一起從一個(gè)具有原始遺傳機(jī)制的祖先（最后共同祖先）分別演化而來(lái)，因此將三者各置為一個(gè)“域”，作為比“界”高一級(jí)的分類系統(tǒng)。
生物三域六界
古菌域下有古細(xì)菌界，細(xì)菌域下有細(xì)菌界，真核生物域下有四個(gè)界：原生生物界、真菌界、植物界和動(dòng)物界。加上其他未專屬域下有病毒和亞病毒因子兩個(gè)界。
在生物分類學(xué)中，域是三域系統(tǒng)中最高的分類單元，該系統(tǒng)中，生命之樹包含細(xì)菌、古菌與真核生物等三個(gè)域，其中前兩者為原核生物，不具有細(xì)胞核，后者則具有細(xì)胞核。
古菌又稱古細(xì)菌、古生菌或太古生物、古核生物，是單細(xì)胞微生物，構(gòu)成生物分類的一個(gè)域，或一個(gè)界。這些微生物1970年前的分類屬于原核生物，它們與細(xì)菌有很多相似之處，即它們沒(méi)有細(xì)胞核與任何其他膜狀胞器，同時(shí)另一些特征相似于真核生物，比如存在重復(fù)序列與核小體。
環(huán)境微生物之古細(xì)菌
過(guò)去曾經(jīng)將古菌和細(xì)菌一同歸為原核生物，并將其命名為“古細(xì)菌”，但這種分類方式已過(guò)時(shí)。事實(shí)上古菌有其獨(dú)特的進(jìn)化歷程，并與其它生命形式有顯著的生化差異，所以現(xiàn)在將其列為三域系統(tǒng)中的一個(gè)域。在這個(gè)系統(tǒng)中，古菌、細(xì)菌與真核生物各為一個(gè)域，并進(jìn)一步劃分為界與門。到目前為止，古菌已被劃分為公認(rèn)的四個(gè)門，隨著進(jìn)一步研究，還可能建立更多的門類。在這些類群中，研究最深入的是泉古菌門與廣古菌門。但對(duì)古菌進(jìn)行分類仍然是困難的，因?yàn)榻^大多數(shù)的古菌都無(wú)法在實(shí)驗(yàn)室中純化培養(yǎng)，只能通過(guò)環(huán)境宏基因組檢測(cè)來(lái)分析。
古菌和細(xì)菌的大小和形狀非常相似，但少數(shù)古菌有不尋常的形狀，如嗜鹽古菌窩氏鹽方扁平古菌擁有平面正方形的細(xì)胞。盡管看起來(lái)與細(xì)菌更相似，但古菌與真核生物的親緣關(guān)系更為密切，特別是在一些代謝途徑（如轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)譯）有關(guān)酶的相似性上。古菌還有一些性狀是獨(dú)一無(wú)二的，比如由依賴醚鍵構(gòu)成的細(xì)胞膜。與真核生物相比，古菌有更多的能量來(lái)源，從熟悉的有機(jī)物糖類到氨到金屬離子直到氫氣。嗜鹽菌，如嗜鹵鹽菌可以以太陽(yáng)光為能源，其它一些種類的古菌能進(jìn)行固碳反應(yīng)；沒(méi)有一種古菌能像藍(lán)藻與植物進(jìn)行光合作用。古菌通過(guò)分裂、出芽、斷裂來(lái)進(jìn)行無(wú)性生殖，但沒(méi)有發(fā)現(xiàn)能產(chǎn)生孢子的種類。
一開(kāi)始，古菌被認(rèn)為都是一些生活在溫泉、鹽湖之類極端環(huán)境的嗜極生物，但近來(lái)發(fā)現(xiàn)它們的棲息地其實(shí)十分廣泛，從土壤、海洋、到河流濕地。它們也被發(fā)現(xiàn)在人類的大腸、口腔、與皮膚[7]。尤其是在海洋中古菌特別多，一些浮游生物中的古菌可能是這個(gè)星球上數(shù)量最大的生物群體?，F(xiàn)在，古菌被認(rèn)為是地球生命的一個(gè)重要組成部分，在碳循環(huán)和氮循環(huán)中可能扮演重要的角色。目前沒(méi)有已知的作為病原體或寄生蟲的古菌，他們往往是偏利共生或互利共生。一個(gè)例子是產(chǎn)甲烷菌，生活在人和反芻動(dòng)物的腸道中幫助消化，產(chǎn)甲烷菌還被用于沼氣生產(chǎn)和污水處理。嗜極生物古菌中的酶能承受高溫和有機(jī)溶劑，常被生物技術(shù)所利用。
細(xì)菌是生物的主要類群之一，也是所有生物中數(shù)量最多的一類，據(jù)估計(jì)，其總數(shù)約有5×1030個(gè)。細(xì)菌是非常古老的生物，大約出現(xiàn)于37億年前。真核生物細(xì)胞中的兩種細(xì)胞器：線粒體和葉綠體，通常被認(rèn)為是來(lái)源于內(nèi)共生細(xì)菌。微生物無(wú)處不在，只要是有生命的地方，都會(huì)有微生物的存在。它們存在于人類呼吸的空氣中，喝的水中，吃的食物中。細(xì)菌可以被氣流從一個(gè)地方帶到另一個(gè)地方。人體是大量細(xì)菌的棲息地；可以在皮膚表面、腸道、口腔、鼻子和其他身體部位找到。
細(xì)菌的個(gè)體非常小，目前已知最小的細(xì)菌只有0.2微米長(zhǎng)，因此大多只能在顯微鏡下看到它們；而世界上最大的細(xì)菌可以用肉眼直接看見(jiàn)，有0.2-0.6毫米大，是一種叫納米比亞嗜硫珠菌的細(xì)菌。細(xì)菌一般是單細(xì)胞，細(xì)胞結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，缺乏細(xì)胞核以及膜狀胞器，例如線粒體和葉綠體?；谶@些特征，細(xì)菌屬于原核生物。原核生物中還有另一類生物稱做古細(xì)菌，是科學(xué)家依據(jù)演化關(guān)系而另辟的類別。為了區(qū)別，本類生物也被稱做真細(xì)菌。古細(xì)菌與真細(xì)菌在生活環(huán)境、營(yíng)養(yǎng)方式以及遺傳上有所不同。細(xì)菌的形狀相當(dāng)多樣，主要有球狀、桿狀，以及螺旋狀。
革蘭氏陽(yáng)性菌的結(jié)構(gòu)圖
細(xì)菌廣泛分布于土壤和水中，或者與其他生物共生。人體身上也帶有相當(dāng)多的細(xì)菌。此外，也有部分種類分布在極端的環(huán)境中，例如溫泉，甚至是放射性廢棄物中，它們被歸類為嗜極生物，其中最著名的種類之一是海棲熱袍菌，科學(xué)家是在意大利的一座海底火山中發(fā)現(xiàn)這種細(xì)菌的。甚至在航天飛機(jī)上也能生長(zhǎng)。然而，細(xì)菌種類是如此多，科學(xué)家研究過(guò)并命名的種類只占其中的小部分。細(xì)菌域下所有門中，只有約一半能在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的種類。
細(xì)菌的營(yíng)養(yǎng)方式有自養(yǎng)及異養(yǎng)，其中異養(yǎng)的腐生細(xì)菌是生態(tài)系統(tǒng)中重要的分解者，使碳循環(huán)能順利進(jìn)行。部分細(xì)菌會(huì)進(jìn)行固氮作用，使氮元素得以轉(zhuǎn)換為生物能利用的形式。細(xì)菌也對(duì)人類活動(dòng)有很大的影響。一方面，細(xì)菌是許多疾病的病原體，包括肺結(jié)核、淋病、炭疽病、梅毒、鼠疫、砂眼等疾病都是由細(xì)菌所引發(fā)。然而，人類也時(shí)常利用細(xì)菌，例如乳酪及酸奶和酒釀的制作、部分抗生素的制造、廢水的處理等，都與細(xì)菌有關(guān)。在生物科技領(lǐng)域中，細(xì)菌有也著廣泛的運(yùn)用。
總的來(lái)說(shuō)，這世界上約有5×1030 只細(xì)菌。其生物量遠(yuǎn)大于世界上所有動(dòng)植物體內(nèi)細(xì)胞數(shù)量的總和。細(xì)菌還在營(yíng)養(yǎng)素循環(huán)上扮演相當(dāng)重要的角色，像是微生物造成的腐敗作用，就與氮循環(huán)相關(guān)。而在海底火山和在冷泉中，細(xì)菌則是靠硫化氫和甲烷來(lái)產(chǎn)生能量。2013年3月17日，研究者在深約11公里的馬里亞納海溝中發(fā)現(xiàn)了細(xì)菌。其他研究則指出，在美國(guó)西北邊離岸2600米的海床下580米深處，仍有許多的微生物，根據(jù)這些研究人員的說(shuō)法：“你可以在任何地方找到他們，他們的適應(yīng)力遠(yuǎn)比你想像的還要強(qiáng)，可以在任何地方存活。
真核生物是其細(xì)胞具有細(xì)胞核的單細(xì)胞生物和多細(xì)胞生物的總稱，它包括所有動(dòng)物、植物、真菌和其他具有由膜包裹著的復(fù)雜亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物，而不包括細(xì)菌和古菌，因它們的細(xì)胞器無(wú)膜包裹。
真核生物與原核生物的根本性區(qū)別是前者的細(xì)胞內(nèi)含有細(xì)胞核，因此以真核來(lái)命名這一類細(xì)胞。許多真核細(xì)胞中還含有其它細(xì)胞器，如線粒體、葉綠體、高爾基體等。
由于具有細(xì)胞核，因此真核細(xì)胞的細(xì)胞分裂過(guò)程與沒(méi)有細(xì)胞核的原核生物也大不相同。
真核生物在演化上是單源性的，都屬于生物分類三域系統(tǒng)中的真核域，另外兩個(gè)域?yàn)橥瑢儆谠松锏募?xì)菌和古菌。但由于真核生物與古菌在一些生化性質(zhì)和基因上具有一定相似性，因此有時(shí)也將這兩者共同歸于新壁總域演化支。
科學(xué)家相信，從基因證據(jù)上來(lái)看，真核生物是細(xì)菌與古菌的基因融合體，它是某種古菌與細(xì)菌共生，異種結(jié)合的產(chǎn)物。
多種多樣的真核生物
真核細(xì)胞之所以可以發(fā)展出有質(zhì)膜包圍的細(xì)胞核和細(xì)胞器，被認(rèn)為有兩個(gè)過(guò)程：膜內(nèi)折和內(nèi)共生。
膜內(nèi)折指始祖古核生物細(xì)胞的質(zhì)膜內(nèi)折成為真核細(xì)胞的膜系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)第二次內(nèi)折，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜形成高爾基體等細(xì)胞器。
內(nèi)共生學(xué)說(shuō)指，古核生物吞入了需氧的、較小的、始祖原核生物（需氧真細(xì)菌，如變形細(xì)菌）和由寄生過(guò)渡到共生變?yōu)榫€粒體。通過(guò)類似的過(guò)程，古核生物細(xì)胞與較小的、始祖光合原核生物（如藍(lán)細(xì)菌）共生，產(chǎn)生綠藻和紅藻，第二次被古核生物吞入成為共生者，并演變?yōu)槿~綠體。膜內(nèi)折產(chǎn)生的原始的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜系統(tǒng)，限制了吞入細(xì)菌的活動(dòng)，避免了細(xì)胞成分被其“吃掉”。
聯(lián)系客服
