Biyoloji derslerinde kalıtım genellikle anne babadan yavrulara doğru akan bir süreç olarak anlatılır. Genler bir kuşaktan diğerine aktarılır ve canlıların soy ağaçları, dalları yukarı doğru ayrılan bir ağaç gibi çizilir. Bu tablo, hayvanlar ve bitkiler gibi karmaşık canlılar için büyük ölçüde doğrudur. Ancak mikroorganizmalar dünyasında genler çok daha serbest dolaşır. Bakteriler, akraba olsun olmasın, birbirleriyle gen alışverişi yapabilir. Bu olaya, dikey kalıtımdan ayırmak için yatay gen transferi adı verilir.

Bakteriler bu alışverişi başlıca üç yolla gerçekleştirir. Birincisi, ölen bakterilerin çevreye saçılan DNA parçalarının başka bakteriler tarafından doğrudan alınmasıdır. İkincisi, bakterileri enfekte eden virüslerin bir bakteriden aldıkları gen parçalarını yanlışlıkla bir başka bakteriye taşımasıdır. Üçüncüsü ise iki bakterinin geçici bir köprü kurarak birbirine DNA aktarmasıdır. Özellikle son yöntemde aktarılan genler, çoğu zaman plazmit adı verilen küçük halka biçimli DNA parçaları üzerinde bulunur ve kolayca kopyalanıp paylaşılabilir.

Yatay gen transferinin en tanıdık ve en kaygı verici sonucu antibiyotik direncidir. Bir bakteri, bir antibiyotiğe karşı dayanıklılık sağlayan bir gen kazandığında, bu geni yalnızca kendi yavrularına değil, çevresindeki başka bakterilere de aktarabilir. Böylece direnç, bir türden tamamen farklı bir türe sıçrayabilir. Hastanelerde ve hayvancılıkta antibiyotiklerin gereğinden fazla kullanılması, dirençli bakterilere seçilim avantajı sağlar. Antibiyotiğin yok edemediği bakteriler hayatta kalır, çoğalır ve direnç genlerini çevrelerine yaymayı sürdürür.

Bu mekanizma, mikropların neden bu kadar hızlı uyum sağlayabildiğini de açıklar. Dikey kalıtımda yeni bir özellik ortaya çıkması için genellikle rastlantısal bir mutasyonun gerçekleşmesi ve bunun kuşaklar boyunca yayılması gerekir. Yatay gen transferinde ise başka bir canlının milyonlarca yılda geliştirdiği hazır bir çözüm, bir anda edinilebilir. Bu durum, bir öğrencinin bütün bir matematik konusunu sıfırdan keşfetmek yerine arkadaşının çözüm defterini ödünç almasına benzetilebilir.

Yatay gen transferi yalnızca bakterilere özgü de değildir. Bazı böceklerin genomunda, içlerinde yaşayan bakterilerden geçmiş gen parçaları bulunmuştur. Bazı bitkilerin de mantarlardan ya da başka canlılardan gen edindiği bilinmektedir. İnsan genomunun ise azımsanmayacak bir bölümü, çok eski zamanlarda atalarımızı enfekte eden virüslerin kalıntılarından oluşur. Bu viral kalıntıların bazıları zamanla yeni işlevler kazanmıştır. Plasentanın oluşumunda rol oynayan bazı genlerin viral kökenli olduğu düşünülmektedir.

Bu bulgular, evrimin klasik ağaç modelini de sorgulatmıştır. Özellikle tek hücreli canlılar söz konusu olduğunda, dalların yalnızca ayrıldığı değil, zaman zaman birbirine bağlandığı bir yapıdan söz etmek gerekir. Bazı araştırmacılar, yaşamın tarihinin bir ağaçtan çok bir ağa benzediğini öne sürer. Bu görüşe göre genler, türler arasında kurulan sayısız bağlantı üzerinden dolaşır ve canlıların ortak bir genetik havuzdan yararlanmasını sağlar.

Bilim insanları bir genin yatay yolla edinildiğini çoğu zaman genetik dizilerdeki tuhaflıklardan anlar. Bir bakterinin genomundaki belirli bir bölge, harf dizilimi ve kullanım alışkanlıkları bakımından genomun geri kalanından belirgin biçimde ayrılıyorsa, bu bölgenin başka bir canlıdan gelmiş olması olasıdır. Bu durum, bir kitabın ortasına başka bir yazarın üslubuyla yazılmış birkaç sayfanın eklenmesine benzer. Dikkatli bir okur, dilin aniden değiştiği yerleri fark edebilir. Genom araştırmacıları da benzer biçimde, canlıların genetik metinlerindeki bu yabancı pasajları tespit ederek geçmişteki gen alışverişlerinin izini sürer.

Yine de bu tartışma, evrim kuramının temelini sarsmaz. Doğal seçilim, yatay yollarla edinilen genler için de geçerlidir. Bir canlıya kazandırılan yeni gen işe yararsa korunur, yaramazsa zamanla kaybolur. Değişen şey, genetik çeşitliliğin hangi kaynaklardan beslendiğine dair anlayışımızdır.

Yatay gen transferinin anlaşılması, biyoteknolojinin gelişiminde de belirleyici olmuştur. Bilim insanları bakterilerin doğada kullandığı bu yöntemleri taklit ederek, örneğin insülin gibi önemli proteinleri üretecek biçimde bakterilere gen aktarmayı öğrenmiştir. Bir zamanlar hayvan dokularından elde edilen insülinin bugün büyük ölçüde bu yolla üretilmesi, doğanın kendi tekniklerinin insanlığın hizmetine nasıl sunulabileceğinin somut bir örneğidir.

Kısacası mikroskobik dünya, bilgi paylaşımının son derece yaygın olduğu bir ortamdır. Bakteriler için genler, sıkı sıkıya korunan bir aile mirasından çok, ihtiyaç duyulduğunda ödünç alınıp verilen bir araç kutusuna benzer.