Chúng không thuộc hạng vi khuẩn, động vật hay nấm, và không nằm trong bất kỳ nhóm sinh học nào do Darwin xác định, khiến các nhà khoa học gặp khó khăn trong việc phân loại chúng.
Pandoravirus: Loài virus ẩn mình dưới hình dạng tế bào

Vào năm 1998, một nhóm nghiên cứu tại Đại học Essen (hiện đã sáp nhập với Đại học Duisburg) phát hiện một ký sinh trùng bí ẩn bị nhiễm amip, gây hoang mang trong cộng đồng khoa học. Họ suy đoán đó có thể là vi khuẩn cổ hoặc họ hàng xa của chúng.
Năm 2013, Jean-Michel Claverie và nhóm của ông tại Đại học Aix-Marseille ở Pháp mô tả một loại virus khổng lồ mới gọi là virus Pandora. Họ phát hiện các nhà nghiên cứu người Đức cũng gặp phải dạng sống tương tự, nhưng không nhận ra bản chất của virus này.

Hầu hết các loại virus được biết đến đều nhỏ, cấu trúc sinh học chứa vài trăm gen, trong khi virus Pandora to lớn hơn, có hình dạng tròn và chứa hàng ngàn gen. Đáng ngạc nhiên, 93% gen chưa từng được biết đến, làm cho loại virus này khác biệt hoàn toàn với bất kỳ sinh vật hoặc dạng sống nào khác. Việc các nhà khoa học gặp khó khăn trong việc phân loại chúng cũng không ngạc nhiên.
Collodictyon triciliatum: Một phân nhánh duy nhất

Trong lĩnh vực sinh học, sự đơn giản của hình dạng không đồng nghĩa với sự dễ hiểu: một sinh vật chỉ có một tế bào, nhưng các nhà nghiên cứu vẫn không biết đặt nó vào đâu trong cây phát sinh gen.
Collodictyon triciliatum lần đầu tiên được phát hiện trong phù sa của một hồ nước gần thành phố Oslo, Na Uy vào năm 1865. Kamran Shalchian-Tabrizi và các đồng nghiệp tại Đại học Oslo ở Na Uy tin rằng tế bào hình bầu dục này giống như một amip thông thường, nhưng thực ra, chúng khác xa với vẻ bề ngoài đó và chứa nhiều điều mà con người chưa biết tới.

Nếu DNA của nó được phân loại trong miền sinh vật nhân chuẩn vì DNA của nó được bao bọc trong nhân, thì hình thái của nó không tương ứng với bất kỳ loài nào trong miền sinh vật này.
Vì vậy, Collodictyon triciliatum có thể là một dạng trung gian trước khi sinh vật nhân chuẩn phát triển thành hai nhánh chính: Unikont (sinh vật một lông roi) và Dinoflagellata (tảo đơn bào hai roi).
Sự khẳng định này đã được xác nhận thông qua phân tích di truyền. Nói cách khác, các nhà khoa học cần tạo ra một hệ thống phân loại riêng cho dạng tế bào của sinh vật này. Việc phát hiện Collodictyon triciliatum đã giúp mọi người hiểu rõ hơn về quá trình tiến hóa của sinh vật nhân chuẩn.
Hallucigenia sparsa: Loài động vật 'không đầu cũng không đuôi'

Vào năm 1977, khi nhà cổ sinh vật học Simon Conway Morris người Anh nhìn thấy các hóa thạch có hình dạng kỳ lạ này từ mỏ đá Burgess ở Canada, ông nghĩ rằng những sinh vật đặc biệt và không giống với bất kỳ loài nào đã được tìm thấy trước đó.

Sau đó, chúng được đặt tên là Hallucigenia sparsa (có nghĩa là 'nằm mơ giữa ban ngày') và mô tả như sau: có cơ thể hình ống, đứng với 7 đôi 'chân dài' trên lưng, có một hàng 'xúc tu' ở phía trước và 7 cặp chân dạng kìm ở dưới. Là sinh vật nhỏ, chiều dài vài cm và chỉ dày hơn một sợi tóc. Các nhà khoa học đã từng mô tả sinh vật bí ẩn này trước đó, nhưng vì phần đầu và đuôi của nó giống nhau, họ chưa xác định được các đặc điểm chi tiết.
Tuy nhiên, việc xác định phân loại của sinh vật này lại trở thành một cơn ác mộng trong thế giới cổ sinh vật học, bởi vì các nhà khoa học không thể tìm ra chúng đến từ đâu, cũng như cách ăn và cách di chuyển của chúng.
Cho đến năm 1991, Lars Ramskold và Hou Xianguang, người cũng làm việc tại Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Thụy Điển vào thời điểm đó, đột nhiên nghĩ ra việc định hình lại chúng và tái tạo lại sắc tố, cho thấy 7 đôi 'chân dài' trên lưng thực chất là những cái gai và có tác dụng bảo vệ cơ thể.

Sự thay đổi góc nhìn giúp các con 'côn trùng kỳ lạ' được gộp vào nhóm động vật chân lá và có thể truy tìm tổ tiên của chúng: những con động vật cạn kỳ lạ này trông giống giun, nhưng thực sự chúng có liên quan đến động vật chân đốt (bao gồm cả côn trùng).
Một nghiên cứu về cấu trúc của móng giun kỳ lạ đã được công bố vào mùa hè năm 2014 dường như cung cấp sự hỗ trợ mạnh mẽ cho giả thuyết này...
Theo nghiên cứu sau này, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng Hallucigenia sparsa là tổ tiên chung của giun nhung và là thành viên của nhóm động vật ecdysozoan (bao gồm động vật chân đốt, giun nhung, gấu nước). Chúng tồn tại từ thời kỳ bùng nổ Cambri, giai đoạn mà hầu hết các nhóm động vật chính lần đầu tiên xuất hiện trên Trái Đất.
Dendrogramma: Nhìn giống nấm nhưng không phải

Những sinh vật dưới biển này có hình dạng giống nấm, nhưng lại thuộc về giới động vật. Jorgen Olesen từ Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Quốc gia ở Copenhagen, Đan Mạch và các đồng nghiệp đã đặt tên chúng là Dendrogramma và cố gắng xác định chúng thuộc loài động vật nào.
18 mẫu Dendrogramma được thu thập từ độ sâu 400 đến 1.000 mét dưới biển Úc vào năm 1986. Hình dáng của chúng gợi nhớ đến sứa và có liên quan gần với họ hàng của chúng, vì cả hai đều có một ống ngậm có thể được sử dụng để hấp thụ thức ăn và bài tiết.

Tuy nhiên, Dendrogramma không có xúc tu, và không có các tế bào cảm biến hoặc đặc điểm khác liên quan đến loài sứa. Và việc phân loại loài này vẫn là một vấn đề gây đau đầu cho giới khoa học. Liệu Dendrogramma có thể được coi là một nhánh riêng biệt trong cây phát sinh gen?
Phân tích DNA có thể đưa ra một số gợi ý. Tuy nhiên, sau 28 năm lưu trữ trong các dung dịch đặc biệt, mọi thử nghiệm phân tử đều trở nên không thể thực hiện. Và cho đến thời điểm này, vẫn chưa tìm thấy được mẫu mới của loài này.
