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性别
无论如何，微生物世界比可见的动植物世界更为广阔，复杂，多样和广泛。例如，微生物的性生活与动植物界的性生活不同。在所有由原核细胞组成的生物中，未与蛋白质（裸DNA或染色体DNA）复合的DNA从来源（例如质粒，病毒，第二个细胞，甚至悬浮在溶液中的DNA分子）转移）到活的原核细胞。性行为结束时的受体细胞含有一定数量的自身DNA，并整合了来自供体的一些DNA。在没有任何性行为的情况下，所有原核生物都能繁殖。
在真核生物中，性行为需要打开膜并融合整个细胞或至少细胞核。每个亲代的基因对重组后代的贡献约为50％。在任何给定的性别群体中，存在2至12个左右的性别（在某些草履虫种中）。尽管任何给定的性行为都至少需要两个人，但交配往往是成对进行。性别被理解为是那些使任何生物体都容易与其他生物发生性行为的特征。在多性别物种中，一次只能有两种性别或交配类型进入性行为。规则是，在多性别物种中，交配需要自己的性别以外的任何性别。原则上，互补性的单个细胞或多细胞生物产生可育的后代。普遍的规则是，同性别的个体交配不会产生后代。在原生生物和真菌中，单亲繁殖（即单亲繁殖）可以在没有任何性行为的情况下发生，但是在许多包容性类群（如家庭，阶级）中，双亲性可能在季节性或其他环境条件下盛行。 ，或门）。动植物界所有物种的成员都是从父母之间发生性行为而形成的胚胎发育而来的，因此，以双亲（双亲）性为准。在植物或动物物种已恢复为单亲繁殖的所有情况下，动植物的双亲性可能早于其丧失，例如轮虫，wh蜥蜴和数百种由赛跑者而非种子繁殖的植物。该建议基于以下事实：在细胞水平上，减数分裂的各个方面（两亲性需要）继续发生。
倍性是组织成染色体的完整基因数量的概念，不适用于原核生物。根据物种的不同，原生生物的倍性变化非常大且规则，以致于在这种不同的真核生物群中性周期不断演变。真菌细胞核是单倍体（一组染色体）或双核生物（来自两个不同亲本的两个不同的核，每个都有一组共享同一细胞的染色体）。植物细胞核具有两组染色体（二倍体，在孢子体世代）或一组（单倍体，在配子体世代）。除配子（精子和卵子）外，动物细胞核倾向于具有两组染色体（它们是二倍体）。
病毒
病毒和质粒核酸在细胞之间传递，而DNA或RNA有效地执行其复制和编码功能。这些“小复制子”（病毒和质粒）本质上是带有蛋白质外壳的核酸链，蛋白质外壳的连续存在完全取决于宿主细胞。病毒大小的遗传物质碎片从一个细胞进入另一种相同类型的细胞。游走的小型DNA复制子在其新位置产生遗传和永久遗传的变化。备选地，部分病毒核酸可以永久性地与其所驻留的细胞的核DNA结合。病毒可以被认为是高度特化的简并形式，以便生活在自由生物的特定宿主细胞中。只有细胞能够执行病毒和质粒所需的代谢任务。病毒和质粒必须使用细胞的遗传转录仪。细菌病毒或噬菌体在将无运气细菌从生产更多细菌的“工厂”转变为生产更多病毒颗粒的工厂方面可能非常有效。被一种病毒感染的细菌可能最多花费10分钟即可产生100个新的病毒颗粒，并通过破坏从受害细菌中爆发出来。质粒不会爆发。相反，它们将DNA良性地整合到宿主细胞的DNA中。
生命极限
由相同的基本生物化学产生的生物可以在地球上极为广泛的条件下生存，生长和繁殖。例如，一种名为Cyanidium caldarium的藻类，是一种真核生物和光合生物，可在热硫酸的浓溶液中壮成长，并在湿火山爆炸后为湿润的蓝绿色着色。游泳亲戚Cyanophora paradoxa几乎可以在这些极端条件下生存。某些颜色较浅的细菌和真菌可以生活在酸性极强的环境中（pH值为0–2.5），例如西班牙韦尔瓦附近的力拓公司。在明亮的碱性环境（pH 10-13）中，许多种类的蓝绿色蓝细菌可以旺盛生长。
温度和干燥
地球上最熟悉的生物当然对周围的极端温度敏感。哺乳动物和鸟类已经对其温度进行内部调节。人类无法承受低于30°C（86°F）或高于40°C（104°F）的体温。寒冷气候生物具有脂肪和毛皮的特殊绝缘层。其他生物通过发育休眠繁殖体（如孢子，卵或大桶）来适应季节性温度下降，这些繁殖体是被称为缓坡动物（也称为“水熊”）的微观动物产生的耐干燥和抗辐射的形式。休眠通常伴随着脱水。
估计大多数生物由70％至80％的水组成。体内水的供应是生物学上的当务之急。某些嗜盐细菌生活在吸附在盐单晶上的水上。诸如袋鼠大鼠（哺乳动物）和Tribolium（甲壳虫）等其他液体则根本不吸收水。它们完全依靠新陈代谢的水，即依靠食物代谢从化学键释放的水。各种各样的植物，包括西班牙的苔藓，都没有与地下水接触而生活。尽管它们确实需要相对较高的湿度，但它们还是直接从空气中提取水。沙漠植物和极干燥环境中的其他植物，例如纳米布沙漠的两叶千岁兰，已经进化出广泛的根系，可以吸收大量邻近土壤的地下水分。
在平流层和海洋的主要深度都发现了生命。热爱泥浆的光合细菌生活在温度高于90°C（194°F）的黄石国家公园的水池中，而据记录，在海洋喷口中有一些身份不明的暗居海洋细菌在113°C的超高温下生长（ 235°F）。（因为水处于压力下，所以它不高于沸点。）从海洋中吸收的减少硫酸盐的细菌在高静水压力下于104°C（219°F）下生长和繁殖。许多生物利用有机或无机防冻剂来降低其内部液体的凝固点。许多种类可以在低于0°C（32°F）的几十度下生活。一些昆虫使用二甲基亚砜作为防冻剂。其他生物生活在盐池中，其中溶解的盐降低了冰点。例如，在南极洲的圣胡安池塘，每两个水分子约含一个氯化钙分子。直到–45°C（–49°F）池塘才会冻结。居住在那里的一种嗜冷（嗜冷菌）细菌继续代谢至至少–23°C（–9°F）。生物活性不会在水的冰点停止。在某些海胆中，某些微管蛋白最好在–2°C（28°F）下形成有丝分裂小管，并且某些酶实际上在冰中比在水中更活跃。通常，许多细菌会在–80°C（–112°F）下冷冻。他们被解冻，活动没有减少。仅冻结温度不会造成任何损坏。相反，冷冻水可消除组织流动性，并在苏醒后留下危险的盐分浓度。伴随着冻结和解冻的膨胀和收缩的结合损害了膜。一些节肢动物可以严重脱水，然后仅需加水即可使其恢复活力。一旦脱水，这些动物就可以升至几乎从零到零的绝对温度（–273°C，或–460°F）到高于水的沸点（100°C，或212°F）的任何温度，而不会造成明显损害。当由于脱水而进入时，这些节肢动物乍一看与风化的沙粒没有区别。
通过气球搜索在平流层底部附近发现了细菌和真菌孢子。发现了在更高海拔（最高30,000米[100,000英尺]）寻找的生物；它们数量很少，都是繁殖体。观察到鸟类在最高海拔8200米（27000英尺）处飞行，在珠穆朗玛峰上发现跳跃蜘蛛在6700米（22,000英尺）处。相反，从海洋深处发现了纤毛，p鱼，螃蟹和蛤，那里的压力是海平面压力的数百倍。在这些深度下，没有光穿透，有机体（其中一些非常大，带有在黑暗中发光的生物发光器官）以从海洋上游飘落的有机物质颗粒为食。其他人则靠其化学自养细菌的联合来维持自己的生命。
辐射和营养剥夺
地球的辐射环境引起了许多类型生物的进化反应。少量的太阳紫外线可以很容易地杀死一些细菌，这些紫外线在地球大气中以300纳米的波长过滤。令核物理学家们不断烦恼的是，放射性迪诺球菌（Deinococcus radiodurans）细菌在核反应堆的冷却池中壮成长，其放射性水平致使哺乳动物致死。有些生命通过屏蔽来避免辐射：藻类和一些沙漠植物生活在土壤或岩石的表层之下，对可见光比对紫外线更透明。许多产生保护性上皮涂层。最具说服力的事实是，某些微生物和动物具有修复辐射造成的损害的积极方法。其中一些修复机制在黑暗中起作用；其他则需要可见光。所有生物的核酸在260纳米附近的波长下都能非常有效地吸收紫外线，这说明了它们的紫外线敏感性。生物体可以被杀死而无法接收的电离辐射量（包括伽马射线，X射线和电子）的上限大约为1,000,000伦琴。如此高的剂量只能由Deinococcus承受。哺乳动物被低得多的剂量杀死，这可能是因为大型复杂的动物可能出更多的问题。对于整个人的身体，约有400粒伦琴剂量引起的辐射病和死亡病例中，有一半暴露于这种水平。放置在人口稠密地区上的热核武器可能会通过直接辐射和尘埃散布，向目标半径几十公里范围内的人们提供数百或更多的伦琴剂量。小得多的剂量会导致多种疾病，以及遗传物质（染色体DNA）中的有害突变。小剂量辐射的影响显然是累积的。直到最近，人类还没有生活在电离辐射通量大的环境中（请参阅辐射：电离辐射的生物效应）。
