開啟表觀遺傳學觀點的代表性研究案例之一是荷蘭的「飢餓的冬天」（Hongerwinter）。當時正值第二次世界大戰末期的1944年9月，在盟軍的猛攻之下，德軍處於劣勢，而納粹統治下的荷蘭，反抗運動越發如火如荼。納粹為了報復，將荷蘭的所有糧食運往德國之後，對荷蘭進行完全封鎖。在外部食糧供給被切斷的情況下，嚴寒的冬天到來，荷蘭人找不到食物只能挨餓，這就是有名的「飢餓的冬天」事件。自1945年5月開始封鎖到解除只有短短的幾個月時間，卻有將近22,000人因營養不良而死亡，實在是一件慘無人道的事情。
即使在春天到來、德軍撤走之後，饑荒依然餘波盪漾。在母親肚子裡經歷了「飢餓的冬天」、於春天誕生的嬰兒，日後都患有多重疾病。在懷孕第三期（孕期最後的三個月）於母親腹中經歷了冬季饑荒的孩子們，變得極端肥胖的比率，不僅比其他時期出生的孩子要高出19倍，大部分還患有糖尿病等嚴重代謝症候群疾病。就連他們在30年後長大成人所生下的孩子，罹患肥胖和糖尿病的比率也很高。那麼，他們身上到底發生了什麼事情？
在母親肚子裡經歷了冬季饑荒的胎兒，由於孕婦吃不到東西，因此胎兒也得不到足夠的營養供給。在這種情況下，胎兒的身體就會體會到自己所在環境中營養不足的事實。當無法通過臍帶獲得充足營養供給的情況持續幾個月之後，胎兒的身體逐漸適應了營養不足的環境，最後，就會在身體裡形成「節約型新陳代謝」（Thrifty metabolism）系統，這是指身體各器官為了防範營養不足而在體內儲備最大限度的熱量和鹽分的一種系統。例如，只要血液中還留有一點糖分，胰臟就會分泌大量胰島素，將糖分以脂肪的型態囤積起來；而腎臟也不會完全排出血液中的鹽分，而是囤積在體內。就像這樣，身體為了生存會竭盡全力適應艱苦的環境，透過基因調控的過程，以後天的方式形成節約型新陳代謝系統。
當幾個月期間的飢餓冬天結束，春天到來的時候，原本在母親體內飽受營養不足之苦的孩子們出生了，終於可以獲得足夠的營養供給。但是，這群新生兒的身體早已經形成節約型新陳代謝系統，因此，即使身體獲得了充足的營養，代謝系統還是出現持續將糖分和鹽分囤積在體內的傾向，最後終於導致肥胖和糖尿病。
在荷蘭「飢餓的冬天」問題持續了一代又一代，隨著歲月的流逝，患有肥胖和糖尿病的女童長大之後懷孕了。即使在這種情況下，她們的身體依然維持著節約型新陳代謝系統。由於代謝系統會盡可能地抽取血液中的糖分以脂肪的型態囤積起來，因此，和其他孕婦相比，她們血液中的營養成分顯然不足。結果，她們的胎兒在母親的肚子裡也面臨著營養不足的環境。就像母親在外婆肚子裡時那樣，這些胎兒的體內也同樣透過基因調控形成了節約型新陳代謝系統。最後，這些孩子們在成長過程中，也必然會像自己的母親一樣飽受肥胖與糖尿病之苦。所謂「節約型新陳代謝系統」體質從祖輩到孫輩，影響了一代又一代的人。
當患有肥胖和糖尿病的母親所生出的孩子也同樣患有肥胖和糖尿病時，我們很容易認為這是一種「遺傳」。但實際上這只是為了適應類似條件的環境所形成的特定性狀世代相傳而已，與「遺傳」一點關係都沒有。母親與孩子全都被迫處於營養不足的環境中，透過相似的基因調控形成特定性狀，因而罹患相同的疾病。就像這樣，看似父母遺傳給子女的情況，實際上大多數的情況都是在相似的環境下子女出現與父母相似的各種體質或傾向。
假設有位孕婦時常暴露在壓力下，長期受到高於平均水準的壓力時，血液中的壓力荷爾蒙指數就會一直維持在高點。孕婦的壓力荷爾蒙會影響到胎兒，導致大腦發育全面變得遲緩。大腦未能發育完全就出生的孩子，不僅學習能力與記憶力低下，患有焦慮症的情況也不少。尤其是嚴重處於孕婦壓力荷爾蒙中的胎兒出生時，調節這種荷爾蒙的大腦部位（發出抑制糖皮質類固醇分泌信號的大腦區域）變小，功能也變差，結果只能在維持血液中高度壓力荷爾蒙的情況下生活。這種孩童長大後懷孕的話，胎兒也會暴露在高度壓力荷爾蒙之下，出生時會和自己的母親一樣，大腦中調節壓力荷爾蒙的部位變小。結論就是，患有神經質和焦慮症的孕婦生下和自己一樣患有神經質和焦慮症孩子的比率較高。如果只看表象，會以為母親的焦慮症遺傳給了孩子，事實上是受到相似環境的影響產生的表觀遺傳變化代代相傳。這和前面所提到的在母親腹中經歷冬季饑荒，出生之後患有肥胖和糖尿病的患者們，是非常類似的情況。
問題就在於，患有精神壓力和焦慮症的孕婦，生下同樣患有精神壓力和焦慮症的孩子，是否完全由環境條件所造成，還是遺傳因素也發揮了部分作用。為了解決這個問題，就需要透過實驗來研究，但是研究人員卻無法以人類為對象來進行此類的實驗。於是兩位神經科學家麥可．米尼（Michael Meaney）和達蓮．法蘭西斯（Darlene Francis）試圖透過老鼠的交叉撫育（cross-fostering）實驗來獲得解答。
老鼠也和人一樣，有自己養育崽鼠的方式。有些母鼠有經常「舔拭和梳理」（licking and grooming）崽鼠的習慣，在這種母鼠教養下長大的崽鼠，情緒穩定，體內壓力荷爾蒙數值很低，也看不出有焦慮現象，而且學習能力和記憶力也很優秀，輕易就能完成「尋找迷宮出口」等任務。相反地，不怎麼照顧崽鼠，也不給予舔拭或梳理的母鼠，其養育出來的崽鼠體內壓力荷爾蒙很高，表現得很焦慮，而且學習能力和記憶力也明顯較差。因此，母鼠的養育方式對崽鼠大腦發育有很大的影響。「母鼠愛意表達」的環境因素，對崽鼠的大腦基因表現產生了影響。
實驗室裡的研究人員將剛出生的崽鼠和母鼠隔離後，只有一部分的崽鼠每天給予固定時間的梳理，然後和沒有得到身體接觸的崽鼠相比較，發現有得到梳理的崽鼠體內壓力荷爾蒙數值顯著偏低，牠們不僅大腦發育得更好，記憶力和學習能力也更優秀。多年來各種研究結果顯示，母親的慈手和疼愛、舔拭和梳理等身體接觸，不只是老鼠，對猴子的大腦發育和學習能力的提升，也有決定性的影響。
米尼和法蘭西斯將壓力荷爾蒙高的母鼠生下來的崽鼠和普通母鼠生下來的崽鼠，一出生就在12個小時之內互相交換養育。透過這個實驗他們發現，比起生物學上的母鼠，養育母鼠的壓力荷爾蒙對崽鼠的壓力調節相關的遺傳性狀（genetic character）表現有更大的影響。這個研究證實了壓力荷爾蒙高的母鼠，比起基因，透過行為（養育方式）對崽鼠的遺傳性狀表現有更大的影響。換句話說，母鼠不是透過基因，而是透過行為和養育方式對崽鼠的性狀表現產生更大的影響。
法蘭西斯教授的團隊甚至更進一步嘗試了出生前交換養育環境的產前交叉撫育（prenatal cross-fostering）實驗。為此，研究人員將兩隻懷孕母鼠的腹部剖開，首先取出其中一隻老鼠的部分受精卵，再和另一隻母鼠胎盤的部分受精卵交換之後移植。透過精密手術交換了母鼠的鼠胎，在懷孕期滿後健康地出生。部分由受精卵移植的崽鼠們雖然帶有不同的基因，但卻共享母鼠胎盤的「環境」。在基因上遺傳了帶有焦慮症的母鼠基因、卻被移植到正常母鼠胎盤裡的崽鼠生下來之後，幾乎從來沒有表現過焦慮的症狀。相反地，基因正常母鼠的崽鼠被移植到有焦慮症的母鼠的胎盤生下來以後，就顯出高度的焦慮症狀。這是一項具有決定性的實驗，證實了胎兒出生之後是否會出現神經質和焦慮症，不是由基因來決定，而是取決於孕婦胎盤內的血液裡壓力荷爾蒙指數有多高。這類型的研究也顯示了胎兒時期所經驗的「母親子宮」這個環境，即使出生長大後，仍舊會產生影響。這些稱得上是表觀遺傳學的研究，都表明「環境」會對基因表現帶來變化。
交叉撫育研究結果有兩個意義，一個是許多看似受到先天基因影響的表現中，有相當大的部分其實是受到父母的營養狀態、壓力荷爾蒙指數高低、撫育方式等「環境」因素影響才出現的。另一個是「父母」這個環境條件，不僅會影響基因調控過程和基因表現，還會對大腦發育和身體運作方式產生長期性的影響，可說力量十分強大。
與遺傳或環境的爭議問題相關的另一個值得探討的重要研究，是在1960年代由西摩．凱提（Seymour Kety）所完成的有關「被收養的思覺失調症患者」。1950年代以前，思覺失調症（精神分裂症）的主要發病原因一直被認為是父母錯誤的養育方式。當時的人們如此堅信著，導致病患的父母不得不承受莫大的愧疚感。人們也普遍認為，包括思覺失調症在內的許多精神疾病在本質上都是「一個人為了應對難以忍受的痛苦情況而選擇的不得已策略」。因此治療方法也是以精神分析學為基礎的諮商治療為主，也就是重新詮釋童年時期痛苦經驗的記憶，並予以開解。然而，對當時這種「醫學常識」不以為然的凱提，便決定進行一項研究，試圖透過資料分析來挑戰這種常識。
凱提和他的同事們收集了丹麥5,500名童年時被收養的孩童相關資料，分析後發現，生母患有思覺失調症的孩童，即使被沒有患思覺失調症的父母收養長大，思覺失調症的發病率還是很高。一般來說，思覺失調症第一次發病大部分介於17、8歲到20歲出頭之間。如果說父母的養育方式是誘發思覺失調症發病的主因，那麼生母是否患有思覺失調症應該不會對孩子的思覺失調症發病率有太大的影響。但是針對被收養孩童的一項調查結果顯示，影響思覺失調症發病率的主因，在於生母是否患有思覺失調症。
另外，收養思覺失調症孩童的養父母或家人中，有思覺失調症患者的比例，和收養健康孩童的養父母或家人中有思覺失調症患者的比例差不多。也就是說，透過分析巨量資料的結果顯示，被收養孩童的思覺失調症發病率與生母是否患有思覺失調症有極大的關係，而與養父母則沒有任何關係。而且，後續的研究也發現，不單單是思覺失調症，憂鬱症或酒精成癮等其他精神疾病也出現類似的傾向。
凱提的研究為人們的觀點帶來了劃時代的轉變，證實了許多精神疾病主要是由生物學因素所引起的，而不是來自童年時期的痛苦經驗或記憶。然而，如果我們更深入探究研究結果的話，就可以知道精神疾病並非單純由遺傳所引起的。生母或養父母都沒有思覺失調症的被收養孩童，發病率約為1%，這也是思覺失調症的平均發病率。換句話說，每100個人當中會有1、2個人患有思覺失調症。然而，如果生母患有思覺失調症的話，被收養孩童的發病率為9%，這個數字強烈暗示思覺失調症是受到遺傳的影響。然而，即使生母並未患有思覺失調症，但若養父母之一患有此病，孩子在這樣的「環境」中成長，其發病率仍可達到3%。換句話說，在沒有遺傳因素的影響下，僅僅是環境因素也會使得思覺失調症的發病率增高。而更令人驚訝的是，如果生母和養父母都有思覺失調症病史的話，被收養孩童的思覺失調症發病率飆升到17%。也就是說，即使在同樣帶有思覺失調症基因的情況下，根據養父母是否患有思覺失調症，發病率可以從9%上升到17%。這份研究結果顯示，基因與家庭環境相互作用產生某種加乘效應（Synergy effect），這會對人的資質和疾病等各方面產生強烈的影響。
綜合大量與基因相關的研究結果來看，基因並不是自己製造特定生物學事件的主體。也就是說，即使帶有特定的基因，也不一定都會表現出來。基因只不過是一種設計圖罷了，解讀設計圖的過程就是「轉錄」（transcription），而據此建造房屋的過程則是「基因調控」（gene regulation）。然而，環境會對這樣的轉錄和基因調控過程產生強烈的影響。這裡所說的「環境」，是指從細胞的分子生物學層面到一個人經歷的個人或共同體經驗等所有層面的環境條件。與其說是環境改變了基因的鹼基序列，不如說是環境改變了大部分的轉錄過程，進一步影響基因的運作方式。這種影響產生的變化，會根據變化種類的不同，其效應持續時間可能很短，也可能是一輩子，甚至可能影響到下一代。