Бактериите могат да „отписват“ гените си взаимно.
Две се борят за титлата на основния механизъм на бактериалната еволюция: постепенното натрупване на незабележими мутации и еднократни адаптации (мутациите се появяват една по една и незабавно засягат живота на индивида). Германски учени, след като възстановиха генеалогията на E. coli, която попадна в ръцете им, установиха, че исторически еднократните адаптации печелят с резултат 3323: 0, а измамата им помага в това - хоризонтален трансфер на гени.
Бактериите могат да „отписват“ гени една от друга – това се нарича хоризонтален генен трансфер. Те хвърлят части от своята ДНК в околната среда, „прибират“ тези, които техните съседи споделят с тях, или вземат гените на тези, които са умрели наблизо. Заемането от съсед обикновено дава само малки парчета ДНК, не повече от 30 хиляди базови двойки - големите просто не се вписват в дупките в мембраната.
Освен това само гени, от които се нуждаят в момента, т.е. тези, които няма да стоят в генома като мъртва тежест, но ще изпълняват специфична полезна функция в този живот, успешно се вкореняват след прехвърлянето. Това вероятно се дължи на факта, че бактериите са склонни да съкращават генома си, вместо да разширяват, а делециите (загубите на гени) преобладават сред мутациите. По един или друг начин в тяхната ДНК практически няма ненужна информация.
Бактериите се използват като модел за еволюцията на метаболизма, тъй като техните свойства са много лесни за проверка.
Достатъчно е просто да лишите бактериите от основния източник на храна, да го замените с друг - и да изчакате, докато се развият и се научат как да го използват. Вече има много такива експерименти, но не се знае точно кои механизми помагат на бактериите да еволюират. С други думи, защо точно в даден момент една бактерия става толкова различна от предшественика си, че може да бъде изолирана в отделна линия.
Един възможен отговор на този въпрос е теорията за неутралната еволюция, според която промените се натрупват постепенно. Първо се появява една мутация или нов ген, „незабележими“ отвън и не засягат оцеляването на индивида (неутрални), след това друга, те се наследяват и рано или късно възниква нов биохимичен път, който позволява на организма да да оцелее в необичайни условия и следователно да успее еволюционно. Но ако тази теория беше вярна, би било възможно да се намерят ненужни гени в бактериалната ДНК - основата за бъдещи пътища. Но те не са там.
Вторият отговор е следният: еволюцията се движи от еднократни адаптации към променящите се условия.
С други думи, всеки „изведен от експлоатация“ ген незабавно дава на бактериите нов – и то правилния! - способност и едва тогава от такива гени може да се развие или да не се развие нов метаболитен път. Тази теория се подкрепя от факта, че повечето бактериални гени са отговорни за един специфичен процес и се прехвърлят хоризонтално не на блокове, а един по един.
Германски учени са изчислили как корелират приносите на тези два механизма за еволюцията на E. coli. Тъй като бактериите се развиват изключително бързо, дори по време на изследването в една и съща лаборатория възникват различни линии на Escherichia coli, които се различават една от друга. В своята работа учените са изследвали една от тези линии и 52 поколения от нейните предци. Те изучават техните геноми, оценяват какви гени имат и ги прекарват през алгоритъм за математически анализ на метаболитния поток, за да преценят в каква среда могат да оцелеят. Както се очакваше, генетично близките линии предпочитаха подобни среди.
Малките разлики в нуклеотидната последователност не повлияха на метаболизма им, но само един нов ген беше достатъчен, за да го промени.
Според учените прехвърлянето на отделни гени в историята на изследваната линия на E. coli се е случило 3323 пъти. В 1998 случая това е довело до нови метаболитни способности и в други 1325 случая до повишен растеж. По този начин в мащаба на еволюцията неутралните мутации остават на заден план, но все още предстои да оценим мащаба на „генетичното измама“.