作为一个生态博士，俺原来是搞分子生物学地。作研究生那会儿也曾经每天抱着狂啃。所以多少了解一点基因表达的复杂性。据俺所知，人类对基因的研究仍然处于初级阶段，也就是基因分类和其正常功能的探索阶段。实际上，基因组乃至细胞和组织是作为一个整体实现功能的。细胞是一个高度复杂系统，一个由很多互相影响和控制的基因、基因组、蛋白系、膜体、细胞器组成的hierarchical complex system。一个基因的表达效果必然受到这个体系的限制和调控一个基因要行使正常功能必须整合进这个体系之中。进而对一个基因功能的研究和正确描述就必须放在这个细胞环境的背景中进行。这样一个由成千上万种调控基因、蛋白、信号分子、以及受体分子通过在三维空间中随机或者程序性的互相作用而运作的体系中存在大量的正反馈和负反馈机制。这样一个复杂系统不是靠简单的定性描述可以展现出来的。俺一向认为什么肥胖基因或者癌症基因都是胡扯。一个基因的好坏必须放在细胞环境中来判断。一个受调控系统约束的“癌症基因”实际上是人体发育所必需的。一个细胞的癌变可能表现在某个基因的过量表达，但这实际上是反映了整个细胞体系的错乱和崩溃。细胞体系的错乱导致了基因的错误表达，而错误的基因表达通过一系列的正反馈而加速了细胞调控体系的崩溃。

一个生态系统，比如地球，也是个复杂系统。如同组成细胞的分子、基因、蛋白系、膜系统、亚细胞器、细胞器一般，个体、种群、群落、生态系统、景观系统、区域性生态类型（i.e. biome）最后组成了整个生物圈。这样一个hierarchical complex system是非常难以研究和预测的。1970年代以前的生态学家们，如同现在的分子生物学家和遗传学家们一样，FOCUS在个别物种及其功能上。后来他们发现，整个生态体系的复杂反馈机制dominate了单个个体和物种的功能。一个可持续体系的关键并非在于某几个物种（虽然“关键种”这个概念仍然被广泛使用），而是在于是否存在健全的亚系统（既功能群）。根据复杂等级系统（hierarchical complex system）的理论，一个复杂系统是由一系列不同空间尺度和时间的等级体系组成。形象的说空间尺度同size和structure有关，而时间尺度同 rate和function有关。不同的等级之间，如基因和细胞器之间，或者细胞同器官之间，或者个体同种群之间，是有明显不同的时空尺度 (temporal-spatial scales)的。任何一个被研究的体系必然处于（一高一低）两个其他的等级之间。例如，种群(population)处于个体(unit)等级之上而位于群落（community）等级之下，而单个基因等级处于碱基对分子等级之上，而位于基因组等级之下。高的等级由多样性的低等级所组成。等级间的差别不但在于其不同的空间尺度（SIZE）,而且在于其不同的时间尺度。例如，碱基对的更新（或者变化）速度高于基因突变，而基因突变率高于基因组的演变率（个别基因的突变往往并不能造成细胞功能的显性变异）。这是因为复杂系统的一个特定等级不是低等级系统（或称子系统）的简单集合，而是存在子系统间复杂的反馈体系，同时还要受到更高一级体系的调控作用。因此，在当前生态系统的研究中。生态学家们所遵循的原则是：永远不要试图进行跨越两个以上等级的研究。例如说，不要试图用基因突变或者个别物种的变异来解释全球变暖这样的现象。因为，基因层次的变异顶多影响到种群级别，而生物圈尺度的直接子系统（或者子等级）至少是区域或景观系统（landscape system）。

既然细胞体系同生态系统一样都是复杂等级系统，那么在分子遗传的研究中是否也应该用到类似范式呢？是否应该用系统学的观点来研究复杂多样的细胞调控和基因表达呢？未来对基因功能的研究是否应该突破这对单个基因表达的局限，而更加注重基因体系在同一时间的共同表达和互相调控和反馈呢？最后，对复杂系统的研究必须依靠统计模型和计算机模型。那么，分子水平的三维模型（不仅仅是显示蛋白分子的三维结构）是否被用来研究一个细胞器内部的RNA和蛋白质的相互作用及其对细胞器功能的影响，是否进一步用virtual细胞模型来研究各种细胞器和染色体组的互相作用并如何实现、维持细胞功能，并接受组织一级（在不同细胞间）的调控信号呢？

不知道最近这方面的进展如何？