本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點
作為哺乳動物，我認為我們有時會認為性是理所當然的。我指的不是經常混亂的性行為，也不是我們大多數人為了進行性行為而付出的巨大努力。我指的是有性生殖會在種群中產生相當驚人的遺傳多樣性這一事實。但從進化的角度來看，性並沒有多大意義。首先，這意味著你的每一個後代只得到你一半的基因。當自然選擇的驅動力傾向於儘可能多地將你的基因傳遞給下一代時，隨意地將它們分成兩半，與其他個體的基因混合，簡直是瘋狂之舉。
這個事實可能有點難以理解，因為我們從種群層面感知到多樣性的諸多好處，但自然選擇作用於個體層面，而不是群體層面。這意味著，多樣性對其後代的個體的好處必須相當大，否則一旦發現性，就沒有生物會堅持下去。
但並非所有生物都有性，事實上，大多數生物都沒有。絕大多數微生物進行無性繁殖——每一輪複製都會產生或多或少相同的後代。那麼它們只是放棄了多樣性的好處嗎？當然不是。
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事實證明，最小生物的生命之樹更像是一叢糾結的灌木——同一物種的不同成員之間，甚至遠緣物種之間，都會發生大量的遺傳資訊共享。這種共享被稱為“水平基因轉移”或 HGT（與從親代到後代的垂直基因轉移相反），但尚不清楚它具體是如何發生或多久發生一次。我們很少能捕捉到 HGT 的實際發生，但我們可以搜尋基因組並進行推斷。
在不進行有性繁殖的生物中，只要你擁有來自許多不同物種的大量遺傳資訊，識別 HGT 就相對簡單。基本上，它涉及到將一個物種的基因組與近緣物種和遠緣物種的基因組進行比較。所有基因都會隨著時間的推移透過突變的積累而發生變化，但一般來說，近緣物種的基因應該比遠緣物種的基因更相似。正如你的基因應該比黑猩猩的基因更像你的堂兄弟姐妹的基因一樣，大腸桿菌的基因應該比沙門氏菌的基因更像其他大腸桿菌的基因。同樣，如果你發現大腸桿菌 #1 中有一個基因看起來更像沙門氏菌，而不是大腸桿菌 #2，那麼你很可能找到了水平基因轉移的證據。
可以肯定的是，這種推斷會錯過很多轉移事件。那裡有很多微生物，我們只擁有其中一小部分的基因組資訊。此外，很久以前發生的轉移可能已經廣泛傳播，使其看起來像是物種基因組的正常組成部分。但已經在無性生物中發現了很多 HGT，並且一直在發現更多。
但在經常發生性行為的微生物中發現 HGT 則更加複雜。想象一下，將一個隨機歐洲人的基因與另一個歐洲人和一個非洲人的基因進行比較。一般來說，你可能會認為大多數歐洲人的基因彼此之間比非洲人的基因更相似，但如果你發現有一些基因的情況相反，那也不足為奇。很多有非洲血統的人都與有歐洲血統的人有了孩子，因此基因都混合在一起了。我們很確定水平基因轉移不會發生在人類身上，但我們如何知道呢？
在去年發表於《自然通訊》的一篇論文中，凱文·切斯曼（正如你所看到的，這是一個恰當的名字）和他的同事們發現，在與乳酪相關的青黴菌物種之間存在一個非常大的水平基因轉移區域，但在來自其他環境的青黴菌中則沒有。表明是水平轉移而非垂直轉移的關鍵證據不是在轉移的基因本身，而是在它們周圍的 DNA 區域。青黴菌是一種真菌，所以即使它是一種微生物，它的 DNA 也像我們一樣組織成染色體。當生物發生性行為時，混合的基因通常會保留在染色體上的同一位置，但切斯曼表明，這個區域（他們稱之為小袋鼠，原因我也不明白）在每個物種中都位於不同的染色體上。進一步的證據來自這樣一個事實，即所有帶有小袋鼠的物種都來自乳酪上的微生物，而那些沒有小袋鼠的物種則在其他環境中發現。
這一切都表明，這些真菌雖然關係疏遠，但都發現自己一起在乳酪上閒逛，並開始傳遞基因，只是不是透過性行為（儘管其機制尚不清楚）。這也提出了在發酵食品中尋找其他 HGT 可能是有成效的可能性——發酵食品的環境非常獨特，但已經存在很長時間，為所涉及的微生物之間形成進化關係提供了充足的機會。