幾乎與此同時,又出現(xiàn)了數百個類似案例,這些案例漸漸地促成了對基因作用方式的全盤反思。生物學家觀察到了令人難以置信的事實:
海龜蛋和鱷魚卵所處的環(huán)境溫度能夠決定未來海龜和鱷魚的性別。
黃色的小蚱蜢如果在某段時間生活在黑色的環(huán)境下,身體就會出現(xiàn)一層黑色的偽裝。
生活在擁擠環(huán)境下的蝗蟲與生活在不太擁擠環(huán)境下的同類相比,長出的肌肉組織更為發(fā)達。
在此類及其他許多的例子中,在環(huán)境A下似乎產生一種特征,在環(huán)境B下則產生另外一種特征。在原有的G+E基因直接決定性狀的觀念之下,人們很難以簡單的方式理解這種層次的性狀變化。這些新發(fā)現(xiàn)要求人們對基因作用機理進行全新的解釋。
1972年,哈佛大學生物學家理查德·盧溫頓為方便他的同事理解G×E的交互作用方式,給出了一個關鍵的說明。過去的先天、后天圖主要是線性的,帶有附加序列,如下所示:
新型G×E是一個更加動態(tài)的過程,所有水平的所有輸入都會影響到所有輸出。
基因、蛋白質和環(huán)境信號(包括人類行為與情感)相互之間不斷地發(fā)生影響,這一交互過程影響到蛋白質的生成,再指導細胞的功能,進而形成性狀。
基因觸發(fā)了蛋白質的合成,蛋白質進而引導細胞發(fā)揮作用,細胞又在外界因素的影響下形成性狀。
需注意,第二序列里表示影響的箭頭可以雙向移動。紐約城市大學進化生態(tài)學者馬西莫·匹格里奇解釋道:“生物學家逐漸認識到如果改變基因或環(huán)境中的任何一個,最后的結果可能會大不相同。因此,難點并不在于分辨先天和后天之間哪一個是根本,而在于搞清楚基因和環(huán)境進行動態(tài)交互作用的方式,正是這種方式造就了某一生物體的外觀和功能。”
最具諷刺意義的是,我們在分辨先天和后天作用方面付出的大量勞動還不如用在相反的方面:用心理解先天和后天如何進行交互作用。確切地講,就是打開開關的基因、時間、頻率以及順序會造成細胞功能和器官性狀的差別。