使进化论者大吃一惊的是——基因是必需的，却并不是充分的。科学家动摇了进化论的基础——“遗传”。
生物学家正试图用分子学的理论来解释人类生命的起源。他们把遗传学、细胞生物学和分子生物学结合起来，创建了一门新的学科——生命科学，并开拓了生物学中的新领域——胚胎学。
为了弄清人的成长之谜，科学家就得研究人在成长过程中有可能产生的缺陷。婴儿的先天性缺陷与癌症一样，同样困扰着胚胎学家们，他们的目的是要研究人的病兆细胞是如何演变和侵犯健康组织的；胚胎的各个器官有它们各自的位置，那胚胎细胞是如何运动，由此找出消灭癌细胞的最终方法。逐步，胚胎学家们就能研究出人类的进化过程：譬如，动物为什么长有起到轮子作用的长腿。看来，动物的成长都按严格的规律，而一个长着轮子的动物却是不可思议的。
胚胎的形成是否取决于基因？基因带着构成人体的化学蓝图，而每一个有生命的细胞都储有一切必要的遗传指令。但是，生物学家现在对这个问题有了新的见解——进化的规律并不是先前认为的那样，能永恒地保留在基因里；基因是必需的，但并不是充分的。在最近的一次讨论进化问题的会议上，研究人员断定：“基因所扮演的角色……几乎在进化的各个环节里都有，就是有了这些进化的环节，才形成了动物……进化问题的答案，要到细胞和细胞间去找，而不能只停留在遗传的水平上。”换言之，人们对认为生物，包括人的进化是一个“遗传”的问题提出了异议。胚胎不仅是由对基因起到作用的细胞的力量构成的，而且它还受到子宫外部世界的影响。康奈尔医学院的I · 布莱克博士说：“这样的提法会使进化论者大吃一惊。”他指出：“这意味着胚胎并不是被封闭在一个与世隔绝的地窖内，它同样经历着母体环境的变迁。”从某种意义上讲，这就是孩子的命运。
生物学家认为、某些胚胎细胞能从相邻的细胞中得到一些未来信息的线索。细胞的运动决定了胚胎的发育过程，细胞与细胞相互接触，它们朝有空隙的区域移动。只有少数细胞能抵达胚胎，这些细胞来自神经嵴和神经末梢，而神经又会分泌出神经系统的芽胞。在运动时，细胞会分泌出一种叫透明质酸的化学物质，这种化学物质能扫清前进路上的障碍，这样，细胞才可沿着由粘性蛋白质和糖构成的生物通道运动。嵴细胞随着这些纤维质到达它的最终目的地——消化道或眼角膜和眼球晶体间的区域。
科学家还不能解释是什么力量使各种细胞恰好停在它们所需要到达的位置。但随着围在细胞周围透明质酸浓度的降低，各个细胞就开始结合，它们有选择的，仅仅是相同的细胞聚集到一起，精致地组成了各种器官。当生物学家把各种不同的细胞混在一起培植时，它们还是能各自分群，肝细胞归肝细胞，脑细胞归脑细胞，肾细胞归肾细胞。
位置 在神经嵴内，细胞的位置与细胞内的基因一样，决定了细胞的命运。科学家们把神经部位的细胞取出时，他们发现了细胞位置的作用；在这个部位内，细胞会产生有助于消化的神经；当他们把细胞再次移入这个部位时，又会产生使瞳孔扩张的反射神经，而不是内脏神经。看来，细胞“位置”的作用要比细胞“来源”的作用大得多。细胞甚至能制造各种不同的神经传感物和化学物质，它们还能传递细胞间的信息。只要稍微更动神经元的位置，其特性也会随之变化，根据这个道理，神经元的位置确定了其基因的特点。
俄勒冈大学的J · 韦斯顿认为，当细胞遇到不同的分子时，“它们便接收来自这些分子的◆信号，而这些分子就指引细胞走上特定的生长道路。”某些细胞通过细胞间液体时，它们便吸收一些分子的特性。为了检验这个理论，韦斯顿用从日本鹌鸫胚胎内取出的神经嵴细胞来做实验。他把这些细胞放入一个只盛有一些营养液的塑料盘子里，大部分的暗细胞就变成了色素细胞。但是，在化学纤维液（fibronectin）中培养时，细胞在移动的道路上遇上了一个大分子后，它们就变成了反射神经。韦斯顿认为，胚胎所处的环境参与确定了细胞的运动和它的类型。
肿瘤 细胞受到了它所处环境的影响，如果它对所处的环境有所不适，一定会引起先天性的缺陷。韦斯顿指出，多发性神经纤维瘤的产生就与嵴细胞不适应所处的环境有关。这种疾病的症状是肿瘤细胞包围了正常的神经。如果细胞不能识别各种化学信号的微小差别而无法控制其生长速度时，就有可能产生肿瘤。要铲除病源，未来的遗传工程师得学会改造胚胎的基因，使细胞能识别并接受各种不同的信号。
母体所处的环境——化学物沿着脐带流入——会对胚胎产生影响。康奈尔的布莱克在对孕鼠的身体加压时，它的胚胎内脏的神经细胞就产生了一种神经元的传递物（neurotransmitter），而并不是孕鼠在正常情况下，神经细胞所产生的其他物质。布莱克还不能断定这么做是否会改变胚胎神经系统，但这种神经传递物肯定会对鼠的嗅觉及其他官能产生影响。布莱克指出：“哪怕是对胚胎最弱的变动也会对它的神经系统产生影响。”科学家在儿童身上也发现了同样的联系，母亲在怀孕期接受的激素传给胚胎后会给后代的行为产生影响，并会引起不良的后果。
如果刚出生婴儿的缺陷是在胚胎期引起的，那么到成年时，他体内的细胞就可能引起致癌的恶性病变。癌细胞的活动就像胚胎细胞的移动一样，显得不可理解。在正常的成熟细胞静止不动时，肉瘤细胞会进入胚胎，活动的路线与神经嵴细胞是共同的。科学家如能找到胚胎细胞活动的原因，那么他们就能有效地防止癌细胞在全身的扩散。耶鲁大学的J · 琼考斯指出，“癌的问题就是人体进化的问题。而癌细胞的病变与胚胎细胞运动的道理是相同的，只不过后者在运动后形成了器官和组织。”
模型 一个健康、正常的成年人有大约200种不同类型的细胞，由这些细胞组成了人体的各种器官，担负着从肌肉的运动到大脑的悤维的各种功能。为了构成人体，细胞就像交响乐队的队员一样忠实地肩负着自己的使命。
科学家为了找到细胞成型的原因，在各种动物身上做了实验。他们利用小鸟的胚胎，研究前肢（翅膀）骨头的结构，现存在两种理论解释小鸟（人也相同）的上翅（如人的上臂）为什么有一根大骨，下翅有两根骨、翼尖（如人手）有数根骨。第一种理论认为细胞是待在翼或幼臂芽的深处，依它们所耽时间的长短，构成了臂各个部分的细胞。第二种理论则说有二种蛋白质从幼肢芽内涌出，把细胞聚集起来，就成了臂骨。
胚胎细胞在构成人体的时候会相互沟通信息，建立关系，最后成为人体的组成部分。在一个检验细胞沟通能力的实验中，科学家把一个蟾蜍腹腔外层细胞移到了一个蝾螈胚胎的头部，蝾螈立刻向新移植进来的细胞发了一个明确的信号，指出它们所处的位置。这些原先保留着蟾蜍基因特性的细胞一经移植到蝾螈头上，即适应了新的环境，本应长成腹腔的细胞，却在蝾螈头的侧面长成了蟾蜍型的吸盘，而在蝾螈的嘴里长出了角状的脊。这就证实了细胞不仅能传递信息，而且能更改它们的基因，使之适合所处胚胎的结构。信息的传递工作进行得非常巧妙，胚胎的手内的同一种细胞明了它们各自所负的任务，形成了小手指，食指，或拇指。珀蒂大学的生物学家L · 艾顿指出，“我们相信细胞能相互交谈，它们并不是哑巴。”
在胚胎的早期形成时，细胞不断地分裂，数十亿个神经或轴突细胞与称为靶细胞的神经元或肌肉细胞相联系。婴儿出生后，这种最初的联系便消失了。华盛顿大学医学院的D · 珀维斯博士认为：“但它们要建立更广泛的联系，重新调整两者的数目，使得靶细胞受同样数目的轴突细胞支配。”他认为，靶细胞会分泌出一个神经元所要求联系的分子；胚胎会使靶细胞与轴突细胞得到饱和，婴儿在成长中会使这两者得到平衡。
认识 老问题解决了，新问题又会接踵而来，胚胎学家还不了解细胞间的信号，如蝾螈头部细胞的基因是如何与蟾蜍的腹腔细胞基因转换的。科学家还得了解基因是如何识别和接收信号，是如何诱导（当然不是它们决定）胚胎成长的。
一种常见的果蝇（melanogaster）为基因在胚胎发育时如何工作的提供了重要的线索。成熟的果蝇身体11个环节中的头三个环节有腿，而各环节的不同处就是它们有的基因有活力，而有的基因处于休眠状态。一种理论认为基因的活力是靠着有多少抑制素（一个分子促使基因关闭）进入果蝇的每一个身体环节。加州理工学院的E · 刘易斯认为果蝇身体的前部分会分泌出抑制素，当抑制素进入身体后部时，只有少量的抑制素与细胞的基因相接触，因此大部分的基因仍然保持活力。基因的作用就如铁轨上的转辙器，使果蝇的各个环节按一定的规律发育。为了能飞行，身体前节部分的抑制素切断了“无腿”基因，使前部分生长出腿，而后部由于缺少抑制素，使这种“无腿”基因能得以生存。
不同质性 对于果蝇的前部细胞为什么会产生抑制素，至今仍然是个谜，而它的中部、后部却没有这种能力。有种理论认为在刚形成胚胎时，就存在着这种差异。一个世纪前，科学家就认为受精卵在刚形成时就不是一成不变的。上个世纪末，H · 德利希从一个海胆胚胎上分离出两个细胞，每一个成长为一个完整的小海胆。他接着用四个细胞培植出四个海胆胚胎，但要培植八个细胞时，却失败了。现在的生物学家找到了失败的原因——由于卵 裂的缘故，这四个细胞是由上到下，而不是由左到右分离的。这四个细胞的下部并不具备上部所有的某些物质，这些物质对长成一个完整的海胆是必不可少的。伍茨 · 霍尔海洋生物实验室的P · 格罗斯说：“卵细胞中肯定有不同质性。”他发现，在细胞质中，这种不同质性接受了母体的遗传信息，包围细胞核的是一层粘稠的混合液。
但是，还存在另一种理论来解释细胞的演变，它认为这带有偶然的因素。按此理论，由原始卵隔离出来的细胞是相同的，在这些细胞的基因中有两个基因促使了化学物质的生成，此化学物质能使其它的基因沟通或切断。迟早，由一个细胞扩张成的细胞团会打开这两个基因，并制造出化学的活化剂和抑制剂。这些化学物质会挨次向邻近的细胞扩散，通过细胞团，控制基因的作用，就这样，创造了一个胚胎。基础科学理论对这种观点作了完整、明了的解释，就如石头落在沙里会形成沙丘并产生一系列的波纹；在时空中作一个偶然的摇摆会产生“大爆炸”中的物质和空间，最终形成了宇宙。
科学家现在只刚揭示了一点海胆和人的奥秘，但要对人类的进化过程作一个完美的解释，还得走一段漫长的道路。
[Newsweek，1982年1月11日]