Các nhà nghiên cứu tại Viện Tin sinh học Châu Âu (EBI) đã làm thay đổi quan điểm của chúng ta về lịch sử 4 tỷ năm tiến hoá của vi sinh vật. Christos Ouzounis và các đồng nghiệp đã đạt được những kết quả nghiên cứu định lượng lý thú về cách thức truyền gen, không chỉ theo chiều “dọc” từ đời bố mẹ sang đời con cháu, mà còn theo chiều “ngang” thông qua sự trao đổi vật liệu di truyền giữa các loài sinh vật có họ xa với nhau. Quan điểm mới về sơ đồ sự sống này có thể giúp chúng ta hiểu rõ hơn tại sao vi khuẩn gây bệnh luôn đi trước chúng ta trong nỗ lực giải quyết tình trạng kháng thuốc.

Từ thời Darwin, các mối quan hệ tiến hóa giữa các sinh vật được thể hiện dưới dạng một sơ đồ hình cây, với các thế hệ tổ tiên nằm ở gốc cây, còn các thế hệ mới tiến hoá nằm ở ngọn cây. Trong một thời gian dài, các nhà vi sinh vật học cho rằng sơ đồ hình cây không đúng với vi sinh vật, vốn có đặc tính trao đổi gen giữa các loài khác nhau. Họ cho rằng sự tiến hoá của vi sinh vật phải được thể hiện dưới dạng một mạng lưới. Tuy nhiên, vấn đề là phải vẽ đường ngang dưới cùng như thế nào.

Victor Kunin, từng là nghiên cứu sinh tiến sĩ trong nhóm nghiên cứu của Christos Ouzounis,  và các đồng nghiệp đã tạo ra một bản đồ về sự tiến hoá của vi sinh vật, trong đó bao gồm cả những đường ngang dưới cùng thể hiện các loài vi sinh vật tồn tại từ hàng tỷ năm trước. Victor cho biết các sơ đồ tiến hoá được tạo ra trước đây theo nhiều phương pháp khác nhau đều thống nhất với nhau, phản ánh cùng một câu chuyện. Nhóm nghiên cứu sử dụng các sơ đồ hình cây này làm bộ khung cho sơ đồ mạng lưới, và dựa theo đó họ tìm kiếm những bằng chứng về sự truyển gen theo chiều ngang.

Để tìm hiểu sự truyền gen theo chiều ngang, nhóm nghiên cứu sử dụng phương pháp lần dấu vết gen (GeneTrace). Theo phương pháp này, sự truyền gen theo chiều ngang được suy ra từ bằng chứng về sự xuất hiện chắp vá của một họ gen trong các loài sinh vật có họ xa. Những dữ liệu được tạo ra từ GeneTrace cho phép họ vẽ ra các nhánh dây leo thể hiện sự truyển gen theo chiều ngang, kết nối các nhánh của sơ đồ tiến hoá. Tất cả có hơn 600.000 trường hợp truyền gen theo chiều dọc, 90.000 gen bị biến mất và xấp xỉ 40.000 trường hợp truyền gen theo chiều ngang. Do đó, mặc dù sự phân bố của các họ gen ngày nay có thể được giải thích theo lý thuyết tiến hoá cổ điển, song những điểm bất thường của mô hình này có thể được giải thích bằng lý thuyết truyền gen theo chiều ngang.

Để tìm hiểu về ảnh hưởng của sự truyền gen theo chiều ngang đến sơ đồ sự sống vi sinh vật, các nhà khoa học đã tập trung nghiên cứu mạng lưới dây leo kết nối các nhánh của sơ đồ hình cây. Mạng lưới này không giới hạn phạm vi, tức là có thể có một số điểm được kết nối nhiều hơn các điểm khác. Về bản chất, mạng lưới này là một “thế giới thu nhỏ”, tức là việc di chuyển từ một điểm sang các điểm khác rất nhanh chóng. Đặc điểm này cho phép các điểm nút trung tâm đóng vai trò là “ngân hàng gen” vi khuẩn, nơi cung cấp phương tiện để thu thập và phân phối lại gen trong các cộng đồng vi sinh vật. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc tìm hiểu về sự truyền gen theo chiều ngang, bởi vì trong một mạng lưới “thế giới thu nhỏ”, một gen có thể nhanh chóng phân tán từ sinh vật này sang sinh vật khác thông qua một vài quá trình truyền gen theo chiều ngang. Một vài loài, trong đó có vi khuẩn cố định nitơ sống trong đất, là những nhà vô địch về truyền gen theo chiều ngang. Rõ ràng có thể một số loài sinh vật vô hại đã lặng lẽ phát tán khả năng kháng thuốc kháng sinh mà chúng ta không biết.