冰島火山區發現的名為「Galdieria sulphuraria」的溫泉紅藻。
在冰島首都雷克雅未克附近的一塊巖石上，生長著一種名為「Galdieria sulphuraria」的溫泉紅藻。圖中巖石上黃色的是硫磺沉積物，綠色的則是溫泉紅藻。
生命之樹：有時基因會從一根樹枝跳到另一根樹枝。
綠葉海天牛直接從海藻那裡獲取了負責修複葉綠體的基因，因此它們也擁有了光合作用的能力。
據國外媒體報導，世界上最頑強的生命形式是什麼？科學家們在尋找這一問題答案的過程中，發現了自然界一種「偷」的生存策略。一些生物可以生存於極熱、極寒、極酸、極毒的極端環境中，比如美國黃石國家公園沸騰的溫泉中的一種水藻，它的生存秘密就是從其它生命形式那裡偷來生存的必要基因，而不是從父輩那裡遺傳。這種「偷基因」的生存策略就是所謂的「水平基因轉移」。
世界上最頑強的生命形式是什麼？是「不死的小強」嗎？蟑螂以及生命頑強而著稱，有人甚至相信它們能夠在一場核災難中倖存。水熊可能生命力更為頑強，已有科學證明水熊能夠在外太空環境中生存。現在，它們又遇到了另一個競爭對手，一種名為「Galdieria sulphuraria」的溫泉紅藻可以在美國黃石國家公園沸騰的溫泉中生存，這些溫泉水來自地底，其中含有大量的砷和重金屬，其腐蝕性相當於蓄電池的酸液。那麼，這種水藻的生命秘密是什麼呢？一個字，偷。它們從其它生命形式那裡偷來生存的必要基因。這種生存策略在自然界中可能比我們想像中的要普遍得多。
絕大多數生存於極端環境中的生物都是單細胞微生物，細菌或者古生菌。這些簡單、古老的生命形式沒有其它動物那麼複雜的生物學特徵，但是它們的這種簡單性也是一種優勢：它們能夠更好地適應極端條件。數十億年來，它們躲藏於世界上最不適宜生命存在的環境中，如地層深處、海洋底部、永凍土中或沸騰的溫泉中。經過數十億年的進化，它們的基因已經發展到可以幫助它們對付幾乎任何事物。如果有其它更為複雜的生物經過，它們有可能找到一種更為有效的進化捷徑，比如，去偷那些能夠幫助它們在極端環境中生存的基因。這樣它們就不用經過數百萬年的艱苦進化，很輕易擁有這些生存能力。
這就是為什麼這種溫泉紅藻擁有頑強生命力的原因。在義大利、俄羅斯、冰島以及美國黃石國家公園沸騰的硫磺溫泉中，能夠發現溫泉紅藻在其中「快樂地生活」。這些沸騰的溫泉有的水溫高達56攝氏度。雖然在高達100攝氏度的熱液中也有發現某種細菌的存在，在海底熱液出口處高達110攝氏度的環境中也有少數細菌活動，但是，對於擁有更複雜生命形式的真核細胞生物(包括動物、植物)來說，能夠耐56攝氏度的高溫已非常了不起。溫泉紅藻也是一種植物。大多數植物和動物都無法忍耐如此高溫。熱量會分解蛋白質中的化學鍵，從而對酶產生破壞性效果。細胞膜也會變薄、破損，進而導致細胞破裂。
更令人震驚的是這種紅藻的耐酸性。一些溫泉的PH值在0到1之間。酸性物質會干擾細胞內的蛋白質和酶，造成生物體內一些生命必需的化學反應發生混亂。美國俄克拉荷馬州立大學生物學家Gerald Schoenknecht介紹說，「其它大多數生命形式都無法忍耐極端的高溫和酸度。溫泉紅藻可以在PH值為0的環境中生存，這相當於在稀釋後的蓄電池酸液中生存。其它大多數生物體，甚至細菌都無法在PH值如此低的環境中生存。」溫泉紅藻生命力強大並不僅僅體現於耐高溫和耐酸性。這種紅藻可以抵抗住砷、汞等毒性，還可以生存於鹽度極高的環境中。對於大多數生命形式來說，這些有毒元素往往是致命的。而在鹽度極高的環境中，太多的鹽會阻止植物細胞汲取水份，造成植物脫水、枯萎。
此前一般認為，真核生物很少發生「水平基因轉移」。
美麗的帝王斑蝶也會偷基因，不過它們是從寄生蜂那裡偷來的。
為了找到溫泉紅藻生命力強大的秘密，美國俄克拉荷馬州立大學和德國海因裡希-海涅大學科學家對其基因進行解碼分析。分析結果令科學家們為之震驚。溫泉紅藻的超強生存能力並不是遺傳自其祖先，而是從其它細菌那裡偷來的。這種「基因交換」現象被稱為「水平基因轉移」。通常，一種生命形式所攜帶的基因都是遺傳自父母，人類這一特徵很明顯。不過，來自其它完全不同物種的「異類」基因有時也能夠很好地融入到自己的DNA中。這一過程在細菌身上很常見。雖然有科學家提出在人類身上也有發生這種現象，但這一提法至今仍有爭議。
當外來的DNA融入到新的主體時，它是否就是無所事事呢？答案是否定的。外來的DNA會劫持新主體的生物學系統，促進其產生新的蛋白質，從而幫助新主體擁有新的技能，比如在新的環境中生存的能力。如果這種基因轉移發生足夠頻繁，就有可能將新的主體(生物體)帶到全新的進化路線上。
研究人員從溫泉紅藻身上總共發現了75種基因來自其它的細菌和古生菌。當然，並不是所有的基因都給紅藻帶來明顯的進化優勢，甚至一些基因的確切功能目前還不明朗。不過，確實有許多外來基因幫助溫泉紅藻可以在極端環境中生存。比如，它們擁有與汞和砷等有毒化學物質共存的能力，就是某些偷自細菌的基因的功勞。其中一種基因可以稱得上「砷泵」，也就是說它可以幫助紅藻有效地將砷等從其細胞中抽走。還有一種偷來的基因，相當於金屬運輸機，它可以幫助溫泉紅藻快速排出有毒金屬，同時從周圍環境中汲取有用的金屬元素。有的基因會幫助溫泉紅藻進行解毒應對汞的毒性。溫泉紅藻偷來的基因中還有一種可以忍耐高鹽度環境。在正常條件下，高鹽度環境會吸光細胞所有的水份並殺死細胞。但是，溫泉紅藻則可以逃脫這種死亡的命運。
溫泉紅藻究竟又是如何應對極端高溫環境的呢？這一現象至今仍然是個謎。科學家們也未能找到特定的基因來解釋這一奇特的生物學特徵。細菌和古生菌可以生存於極高溫環境中，因為它們擁有看起來完全不同的蛋白質和細胞膜。但是，科學家們仍然未能搞清楚溫泉紅藻到底偷來的是哪種基因，以及基因又是如何發生變化的。現在能夠明確的是，這些偷來的基因讓溫泉紅藻擁有了巨大的進化優勢。
那麼，溫泉紅藻又是如何偷取如此多的基因的？溫泉紅藻所生活的環境中有大量的細菌和古生菌，因此溫泉偷取的機會很多。科學家不明白的是，DNA究竟是如何從細菌身上轉移到完全不同的生物體內的。為了成功進入新的生物體，DNA首先必須要進入細胞中，然而再進入細胞核，最後才能將自己粘接到新主體的基因組上。Gerald Schoenknecht介紹說，「現在最好的猜測就是病毒起到了傳送機的作用，將基因物質從細菌和古生菌那裡傳送到溫泉紅藻身上。但這只是一個猜測，目前還缺少證據。實際上，進入細胞可能是最艱難的一步。一旦進入細胞中，再進入了細胞核以及融入到細胞核基因組就可能不會有障礙了。」
在其它一些高級生物身上也有發現「偷基因」的現象，大多也是為了保證自己在極端環境中生存。比如，一種名為「Chloromonas brevispina」的雪藻，它們可以在南極的冰天雪地上生存，它們身上攜帶的某些基因可能就偷自細菌、古生菌及真菌。參差不齊的冰晶可能會刺穿細胞膜，因此生活於極端寒冷氣候中的生物必須要找到解決這一問題的方法，其中一種方式就是生成一種冰結合蛋白，可以防止細胞被刺穿。
美國內華達大學科學家詹姆斯-雷蒙德繪製了這種雪藻的基因組並發現，這種冰結合蛋白的基因與細菌、古生菌和真菌的某些基因極為相似。這表明，雪藻就是通過「水平基因轉移」的方式獲取了在極端寒冷環境中生存的能力。雷蒙德介紹說，「這些基因很明顯是極端寒冷環境中生存的必要基因，因為到目前為止在所有與冰相關的藻類身上都發現有這種基因，而在較溫暖地帶任何一種藻類都沒有攜帶這種基因。」
在真核生物中，也有發生「水平基因轉移」現象的案例。在南極海冰中生存的微型甲殼類動物就擁有這種技能。德國基爾大學極地生態研究所科學家雷納爾-基科介紹說，「我發現，南極一些浮遊生物(Stephos longipes)可以在海冰表層的極寒鹽水中生存。這種海冰表層的鹽水溫度可能低於水的凝固點，具體情況要看海水鹽度的大小。」為了生存並保證自己不被凍僵，這些浮遊生物會生成一種防凍蛋白，可以防止血液不會凝固。這種蛋白在其它的甲殼類動物身上從未發現過，卻與海冰藻的蛋白很相似。這表明，這種蛋白是通過「水平基因轉移」的方式獲得的。
美麗的帝王斑蝶也會偷基因，不過它們是從寄生蜂那裡偷來的。小繭蜂會將攜帶病毒的卵注射到宿主昆蟲的體內。攜帶病毒的DNA會劫持宿主的大腦，將宿主變成殭屍，其實就相當於蜂卵的孵化器。科學家們在帝王斑蝶體內發現了小繭蜂的基因。這些基因讓帝王斑蝶擁有更強大的抵抗病毒的能力。
一種被稱為「綠葉海天牛」的動物竟然也擁有光合作用的能力。科學家認為，這種現象是由於綠葉海天牛食用了葉綠體造成的，它們食用海藻獲取了光合作用的能力。研究表明，綠葉海天牛直接從海藻那裡獲取了基因。科學家將螢光DNA標記植入到海藻基因組中，這樣可以直觀地看到基因到了哪裡。綠葉海天牛食用了這些海藻後，明顯擁有了負責修複葉綠體的基因。
科學家認為，「偷基因」可能是自然界一種非常普遍的進化策略。「雖然物種進化一直在進行，但『水平基因轉移』或將讓進化的步伐邁得更大一些。」（生物谷Bioon.com）