Tous les eucaryotes partagent des cellules complexes avec des mitochondries, un noyau et des organelles liées à la membrane. Pourtant, leurs parois cellulaires et leurs voies métaboliques diffèrent sensiblement.
Les analyses génomiques révèlent que les protéines fongiques sont plus étroitement liées aux protéines animales qu’aux protéines végétales. Par exemple, la séquence protéique de la moisissure visqueuse cellulaire Dictyostelium discoideum partage plus de 80 % d'identité avec les protéines humaines, soulignant les liens évolutifs étroits entre les champignons et les animaux.
Les plantes possèdent de la chlorophylle, qui leur donne leur couleur verte et favorise la photosynthèse. Ni les champignons ni les animaux ne contiennent de chloroplastes, ils dépendent donc de sources externes pour leur énergie. Les parois cellulaires végétales sont composées principalement de cellulose cristalline, tandis que les parois fongiques contiennent de la chitine, un polysaccharide plus résistant également présent dans les exosquelettes des insectes et le bec des mollusques.
La chitine est un glucide fort et flexible qui fournit un soutien structurel aux champignons et aux arthropodes. Des études ont montré que le traitement de la chitine fongique avec un alcali contenant de l'azote libère de l'acide acétique, une réaction qui ne se produit pas avec la cellulose végétale, mettant en évidence une distinction chimique fondamentale.
Les animaux produisent du cholestérol, les champignons produisent de l'ergostérol et les plantes synthétisent des phytostérols tels que le cycloarténol. Malgré ces différences, les trois groupes partagent le lanostérol comme précurseur commun dans leurs voies de biosynthèse des stérols.
Les données phylogénomiques placent les champignons plus proches des animaux que des plantes, reflétant une ascendance commune antérieure à la divergence des organismes multicellulaires. L'hypothèse selon laquelle les champignons auraient évolué à partir d'algues a été remise en question par la preuve que les premiers ancêtres des champignons manquaient de chlorophylle et que les bactéries fixatrices d'azote pourraient avoir fourni leurs nutriments.
Les champignons possèdent un facteur d'élongation par translation distinctif, EF-3, absent chez les animaux et les plantes. Cette caractéristique moléculaire souligne en outre le chemin évolutif distinct qu'ont suivi les champignons au sein du domaine eucaryote.
Bien que les plantes, les champignons et les animaux partagent un héritage eucaryote commun, leurs différences dans la composition des parois cellulaires, la capacité photosynthétique, la similarité des protéines et l'histoire évolutive illustrent la riche diversité de la vie.