20世紀70年代，卡爾·烏斯（carl woese）博士率先研究了原核生物的進化關系。他沒有按常規靠細菌的形態和生物化學特性來研究，而是靠分析由dna序列決定的另一類核酸--核糖核酸（rna）的序列分析來確定這些微生物的親緣關系。我們知道，dna是通過指導蛋白質合成來表達它決定某個生物個體遺傳特征的，其中必須通過一個形成相應rna的過程。并且蛋白質的合成必須在一種叫做核糖核蛋白體的結構上進行。因此細胞中最重要的成分是核糖核蛋白體，它是細胞中一種大而復雜的分子，它的功能是把dna的信息轉變成化學產物。核糖核蛋白體的主要成分是rna，rna和dna分子非常相似，組成它的分子也有自己的序列。
由于核糖核蛋白體對生物表達功能是如此重要，所以它不會輕易發生改變，因為核糖核蛋白體序列中的任何改變都可能使核糖核蛋白體不能行使它為細胞構建新的蛋白質的職責，那么這個生物個體就不可能存在。因此我們可以說，核糖核蛋白體是十分保守的，它在數億萬年中都盡可能維持穩定，沒有什么改變，即使改變也是十分緩慢而且非常謹慎。這種緩慢的分子進化速率使核糖核蛋白體rna的序列成為一個破譯細菌進化之謎的材料。烏斯通過比較許多細菌、動物、植物中核糖核蛋白體的rna序列，根據它們的相似程度排出了這些生物的親緣關系。
烏斯和他的同事們研究細菌的核糖核蛋白體中rna序列時，發現并不是所有的微小生物都是親戚。他們發現原來我們以為同是細菌的大腸桿菌和能產生甲烷的微生物在親緣關系上竟是那么不相干。它們的rna序列和一般細菌的差別一點也不比與魚或花的差別小。產甲烷的微生物在微生物世界是個異類，因為它們會被氧氣殺死，會產生一些在其它生物中找不到的酶類，因此他們把產生甲烷的這類微生物稱為第三類生物。后來又發現還有一些核糖核蛋白體rna序列和產甲烷菌相似的微生物，這些微生物能夠在鹽里生長，或者可以在接近沸騰的溫泉中生長。而我們知道，早期的地球大氣中沒有氧氣，而含有大量氨氣和甲烷，可能還非常熱。在這樣的條件下植物和動物無法生存，對這些微生物卻非常合適。在這種異常地球條件下，只有這些奇異的生物可以存活，進化并在早期地球上占統治地位，這些微生物很可能就是地球上最古老的生命。
因此，烏斯把這類第三生物定名為古生菌（archaea），成為和細菌域、真核生物域并駕齊驅的三大類生物之一。他們開始還沒有如此大膽，只是稱為古細菌（archaebacteria），后來他們感到這個名詞很可能使人誤解是一般細菌的同類，顯不出它們的獨特性，所以干脆把“bacteria”后綴去掉了。這就是古生菌一詞的來由。