세균은 강한 뼈나 강한 껍질을 가지고 있지 않습니다. 만약 세균의 화석이 존재한다면, 그것들은 어떻게 형성되었을까요? 세균은 매우 작으므로, 만약 화석이 되었다면 어떻게 그들을 찾을 수 있을까요? 사실, 세균들은 화석으로 보존될 수 있습니다. 자연에는 특별한 생물체 그룹이 있는데, 이들은 지구상에서 가장 초기의 생물체 중 하나인 청색 조류라고 불립니다. 과학자들은 35억 년 전의 고층에서 청색 조류와 비슷한 화석을 발견했습니다. 청색 조류는 대부분의 세균보다 크고, 얇은 세포막을 분비할 수 있습니다. 가장 중요한 점은 청색 조류는 큰 층 구조, 즉 叠层石(叠层岩)를 형성할 수 있습니다. 叠层石은 청색 조류를 포함한 미생물들이 성장하고 대사 활동을 하면서 무기질 또는 미네랄 입자를 부착하여 형성된 생물학적 침전물입니다. 이 叠层石을 얇은 조각으로 분말화하면, 미세하게 보존된 청색 조류와 조류 화석을 발견할 수 있습니다. 중국 헤이려우의 자리아하이에서 ⾚城까지의 지역에서, 18억 년 전 초기원생대 후기의 지층에는 많은 철광석이 포함되어 있고, 이들이 선종철광석의 주요 구성 요소입니다. 선종철광석과 관련된 叠层石철광석에서 6개의 종의 화석 청색 조류가 발견되었습니다.
청색 조류 외에도 화석 세균의 수는 그닥 많지 않습니다. 특정한 화학적 조건에서 세균 세포가 무기질에 의해 대체되면, 생물체의 복사본이나 伪晶(pseudocrystals)이 형성될 수 있습니다. 일부 세균은 철의 외피를 분비할 수 있고, 때로는 화석이 되기도 합니다. 일부 세균은 동물의 조개나 암석 내부에 구멍을 뚫을 수 있고, 이러한 구멍들을 분석하여 동물 조개 화석에 대한 정보를 얻을 수 있습니다. 또한, 琥珀에는 많은 미세한 세균이 보존되어 있고, 일부 세균은 수십억 년 동안 생존할 수 있습니다. 일부 동물 뼈 화석에서도 질병을 일으키는 세균이 발견되었는데, 이는 동물이 생전에 세균에 의해 질병을 받았다는 것을 의미합니다. 가장 놀라운 화석 세균은 자기막대菌(Magnetospira)일 수 있는데, 이 세균은 세포 내부에 나노 크기의 자기막대 결정을 형성할 수 있습니다. 20억 년 전의 고층에서 이 세균이 생성한 자기막대 결정을 몇 마이크로미터의 크기로 식별할 수 있었는데, 이는 아마도 가장 작은 화석일 것입니다.