在很多人的传统知识结构中，生物性状的变异主要来自DNA序列的改变，这是在漫长的世代更替中缓慢发生的过程。一个人的生活方式和生活习惯，不会很快就对下一代产生影响。不过，这样的知识看来是有问题的。最近这些年，科学家在研究中发现，生活环境和人的生活方式虽然不会直接改变DNA的序列，但会使DNA的“表面”发生改变，这种改变很有可能会遗传两到三代人。对这一现象的研究，还诞生了一门分支学科——表观遗传学。

表观遗传学告诉我们，人在年轻时的饮食习惯、生活习惯和环境因素都有机会通过“表观遗传”的方式影响其基因表现，并且传给下一代。2009年，来自拉什大学医学中心和塔夫茨大学医学院的科学家对一些小鼠的遗传基因进行人为突变，使其智力出现缺陷。然后，他们把这些小鼠放置于丰富环境中进行刺激，并频繁让它们与各种物体相接触，两周后，这些小鼠原有的记忆力缺陷得到了恢复。数月后，小鼠们受孕。虽然它们的后代也出现了和母亲同样的基因缺陷，并且没有接触复杂丰富的环境的刺激，但这些新生的小鼠丝毫没有记忆力缺陷的迹象。换句话说，环境因素对小鼠母代的记忆力影响，通过遗传传递给了它们的下一代。

将对小鼠的研究推演到人类，不难得出，人类不仅有作为遗传物质的基因组信息，还有一套管理、调控、修饰基因组的密码指令系统。不同的个体，指令系统也不同。另外，这套密码指令还能在特定环境下发生改变。更神奇的是，改变后的指令很可能会遗传下去。

科学家们近期的研究发现，这密码指令系统与一种甲基分子（-CH3）有关，它就像一个帽子：带上它，基因关闭；摘掉它，基因表达——被分别称为甲基化和去甲基化。这些数以百万计的甲基有些直接附着在DNA上面，有些则附着在某些和DNA纠结在一起的组蛋白上。当机体不希望某些基因信息被读取时，基因的“启动子”DNA就被戴上很多甲基帽，使得基因无法从那里读取，启动功能。因此，即使携带遗传信息完全一样的两个个体，由于表达修饰上的差异，也可能会表现出完全不同的性状。

人们此前认为，在形成精子和胚胎前的植入阶段，细胞中的DNA甲基化几乎会完全重新洗牌，也就是说“基因修饰”应该没有遗传下去的可能。但近些年来，越来越多的研究证明，某些甲基化是可以遗传的。最近一项针对889位婴儿的研究调查就显示，如果母亲曾在怀孕时吸烟，其婴儿就会有超过100个基因部位出现甲基化现象。受到影响的基因包括了与胎儿发展、尼古丁成瘾、以及戒烟有关的基因等。

19世纪初，比达尔文大84岁的法国人拉马克提出了“获得性性状”可以遗传的假说，认为进化有可能在较短世代间发生：受环境选择，生物努力向优等方面进化。而达尔文却认为优胜劣汰是自然界的长久主题，进化存在于相当漫长的时间内。有关长颈鹿的长脖子是怎么来的诠释可以很好地说明他们之间的分歧：拉马克认为，长颈鹿的祖先生活在缺乏青草的环境里，不得不经常努力地伸长脖子去吃树上的叶子，由于经常使用，颈和前肢逐渐变得越来越长，并且这些“获得性性状”能够遗传给后代；达尔文则认为，在某些个体偶然产生变异、脖子变长后，由于更适应自然，经过逐代积累，“长脖子”占据优势，完成缓慢进化。此后，随着孟德尔经典遗传学——中心法则被确立为正统地位，拉马克的假说彻底被当时的人们所抛弃。然而，表观遗传学的兴起，不仅对经典遗传学构成极大挑战，也使人们不得不重新审视拉马克的“获得性形状”遗传假说。

表观遗传学应该是是发现基因之后生物学另一项最为重要的发现。它不仅提醒我们要关注日常生活习惯对后代的影响，在肿瘤生成和治疗、干细胞分化等诸多领域，也扮演着重要的角色。研究人员已经发现，一部分DNA甲基化在肿瘤形成的早期发生了变化。并且，它不但对肿瘤早期转化起作用，甚至也能影响肿瘤的转移。美国已经有从表观遗传的角度研发出来的治疗肿瘤的新药，据说效果不错。