盡管在許多真核生物中是突變和有性繁殖驅(qū)動了遺傳創(chuàng)新，對于生命中*的單細(xì)胞領(lǐng)域：古細(xì)菌和細(xì)菌而言，水平基因轉(zhuǎn)移是獲得新性狀的一種關(guān)鍵機(jī)制。

水平基因轉(zhuǎn)移, 又稱橫向基因轉(zhuǎn)移, 指不同于常規(guī)的由親代到子代的垂直基因傳遞, 能跨越種間隔離, 在親緣關(guān)系或遠(yuǎn)或近的生物有機(jī)體間進(jìn)行的遺傳信息轉(zhuǎn)移. 通過將新基因?qū)氍F(xiàn)有的基因組, 水平基因轉(zhuǎn)移能幫助受體生物繞過通過點突變和重組創(chuàng)造新基因的緩慢過程, 從而加速基因組的革新和進(jìn)化。

“我們往往認(rèn)為進(jìn)化是以一種漸進(jìn)的方式推進(jìn)，點點滴滴的點突變沿著不同的譜系累積，促成了分化和一些新的物種。傳統(tǒng)的系統(tǒng)發(fā)生研究是根據(jù)編碼核糖體RNA和其他基礎(chǔ)功能的通用基因，但這些只代表了微生物基因組的1%。我們一直在檢測其余的99%，并且我們發(fā)現(xiàn)了一些非常令人驚訝的事情。”

在分析的古細(xì)菌基因中大約有三分之一在細(xì)菌基因組中具有同系物，在13個古細(xì)菌目中遺傳輸入的系統(tǒng)發(fā)生密切反映了古細(xì)菌特異性基因的系統(tǒng)發(fā)生，表明每個目的產(chǎn)生都與基因獲得相一致。“對于古細(xì)菌的每一個分支來說，獲得大量的細(xì)菌基因似乎是導(dǎo)致各個進(jìn)化枝分離與特化的關(guān)鍵事件，“上海滬宇研究人員說。

尤其是，種系發(fā)生揭示在產(chǎn)甲烷古菌（methanogenic archaea）中有83%的細(xì)菌基因?qū)?。產(chǎn)甲烷古菌一直被認(rèn)為是zui古老的古細(xì)菌群，具有簡單的代謝——在存在氫氣的情況下二氧化碳厭氧還原為甲烷。