几乎与此同时,又出现了数百个类似案例,这些案例渐渐地促成了对基因作用方式的全盘反思。生物学家观察到了令人难以置信的事实:
海龟蛋和鳄鱼卵所处的环境温度能够决定未来海龟和鳄鱼的性别。
黄色的小蚱蜢如果在某段时间生活在黑色的环境下,身体就会出现一层黑色的伪装。
生活在拥挤环境下的蝗虫与生活在不太拥挤环境下的同类相比,长出的肌肉组织更为发达。
在此类及其他许多的例子中,在环境A下似乎产生一种特征,在环境B下则产生另外一种特征。在原有的G+E基因直接决定性状的观念之下,人们很难以简单的方式理解这种层次的性状变化。这些新发现要求人们对基因作用机理进行全新的解释。
1972年,哈佛大学生物学家理查德·卢温顿为方便他的同事理解G×E的交互作用方式,给出了一个关键的说明。过去的先天、后天图主要是线性的,带有附加序列,如下所示:
新型G×E是一个更加动态的过程,所有水平的所有输入都会影响到所有输出。
基因、蛋白质和环境信号(包括人类行为与情感)相互之间不断地发生影响,这一交互过程影响到蛋白质的生成,再指导细胞的功能,进而形成性状。
基因触发了蛋白质的合成,蛋白质进而引导细胞发挥作用,细胞又在外界因素的影响下形成性状。
需注意,第二序列里表示影响的箭头可以双向移动。纽约城市大学进化生态学者马西莫·匹格里奇解释道:“生物学家逐渐认识到如果改变基因或环境中的任何一个,最后的结果可能会大不相同。因此,难点并不在于分辨先天和后天之间哪一个是根本,而在于搞清楚基因和环境进行动态交互作用的方式,正是这种方式造就了某一生物体的外观和功能。”
最具讽刺意义的是,我们在分辨先天和后天作用方面付出的大量劳动还不如用在相反的方面:用心理解先天和后天如何进行交互作用。确切地讲,就是打开开关的基因、时间、频率以及顺序会造成细胞功能和器官性状的差别。