水平基因轉移（horizontal gene transfer）
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我們通常把遺傳想像成嚴格縱向的：基因從親代往下流向子代，像傳家寶一代代傳下去。但設想一下，如果你也能僅僅因為撿起一個陌生人掉落的工具、就習得一項有用的技能，或者像染上感冒那樣把它接過來。對微生物來說，這就是日常現實。它們經常橫向地獲取基因，從並非自己親代、甚至可能不是同一物種的鄰居那裡獲得。這種橫向的流動就是水平基因轉移。
水平基因轉移，也叫側向基因轉移，是指遺傳物質透過親代到子代遺傳以外的途徑在生物體之間移動。在細菌中，它主要透過三種方式發生：轉化（一個細胞吸收死細胞釋放到環境中的游離DNA）、接合（兩個細胞接觸，一個透過橋狀結構把DNA、常常是質粒、傳給另一個）、以及轉導（一種病毒意外地把DNA從一個細菌帶到另一個細菌）。被轉移的DNA如果整合進去且有用，就成為接收方基因組的一部分，此後正常遺傳。這是抗生素抗性基因在細菌族群中擴散的主要方式——不是靠緩慢的突變，而是靠把一個現成的抗性基因從一個細胞傳給另一個細胞。
水平轉移在微生物中極為普遍，是對「生命之樹」這一簡單圖景的真切挑戰。樹狀圖假定基因只沿著分枝往下走；但如果一個基因能在相距遙遠的分枝之間橫向跳躍，那麼同一個生物體內的不同基因就可能講出不同的歷史，而微生物之樹最深的部分看起來就更像一張糾纏的網、而非一棵清爽的樹。這正是微生物系統發生要由許多基因來構建、並被審慎解讀的原因之一。一點告誡：水平轉移在細菌和古菌中遠比在動植物中常見，在動植物裡它也發生，但相對罕見。
當一個細菌在接合過程中把攜帶抗生素抗性基因的質粒傳給另一個細菌時，接收方一夜之間就變得耐藥——這就是為什麼抗性能在醫院裡不相關的細菌物種之間擴散。
微生物橫向獲取基因，而不只靠遺傳——這把生命之樹攪成了一團。
水平轉移在細菌和古菌中常見，在動植物中則相對罕見。由於不同基因可能有不同的歷史，單個基因樹對微生物可能造成誤導——這就是為什麼它們的深層關係看起來更像一張網、而非一棵樹。