Sewall Wright: populāciju ģenētikas pamatlicējs un ceļu analīzes autors
Sewall G. Wright (Sevols Grīns Raits; 21. decembris 1889 — 3. marts 1988) bija amerikāņu ģenētiķis, kurš kļuva par vienu no populāciju ģenētikas pamatlicējiem un ievērojami ietekmēja evolūcijas teorijas attīstību. Viņš sniedza būtisku ieguldījumu gan teorētiskajā bioloģijā, gan statistiskajās metodēs, īpaši izstrādājot to, kas tagad pazīstams kā ceļu analīze (path analysis) statistikas jomā.
Galvenie sasniegumi un idejas
Wright strādāja kopā un reizēm diskutēja ar tādiem kolēģiem kā R. A. Fišers (Fisher) un J. B. S. Haldans, un visi trīs tiek uzskatīti par teorētiskās populāciju ģenētikas pamatlicējiem. Starp Wright visbūtiskākajiem ieguldījumiem ir:
- Inbrīdinga koeficienta teorija un aprēķina metodes: Wright izstrādāja sistēmu, kā aprēķināt inbrīdinga (pašadhibīcijas) līmeni ciltsrakstos, un piemēroja šīs metodes populācijām, lai novērtētu, kā nejauša ģenētiskā dreifa ietekmē inbrīdingu un ģenētisko daudzveidību.
- Ģenētiskā dreifa nozīme: Wright uzsvēra, ka nejaušas izmaiņas gēnu frekvencēs mazās, izolētās populācijās var būt tikpat nozīmīgas kā dabiskā atlase, jo tās var ļaut populācijām pārvietoties pa adaptācijas virsotnēm un ielejām.
- Shifting balance (mainīgā līdzsvara) teorija: Wright ierosināja, ka evolūcija var iet cauri trim posmiem — lokāla ģenētiskā dreifa un jaunu variāciju izveide, selekcija lokālajās kopienās un pēc tam izplatīšanās starp kopienām — kas kopā var veicināt pārejai uz augstāku adaptāciju.
- Frekvenču izmaiņu modeļi: kopā ar Fišeru viņš izstrādāja metodes gēnu frekvenču sadalījumu aprēķināšanai populācijās, ņemot vērā dabiskās atlases, mutāciju, migrācijas un ģenētiskā dreifa mijiedarbību.
- Adaptācijas virsotņu vai “fitnesa ainavas” (fitness landscape) koncepts: Wright popularizēja ideju, ka populācijas evolūcija var tikt attēlota kā pārvietošanās pa daudzdimensiju ainavu ar augstākām un zemākām adaptācijas virsotnēm, kas palīdz skaidrot, kā variācijas un dreifs var ļaut populācijām sasniegt jaunas adaptācijas.
- Ceļu analīze: Wright 1920.—1930. gados izstrādāja ceļu analīzes pieeju, kas kvantitatīvi ļauj sadalīt un modelēt cēloņsakarības starp mainīgajiem. Šī metode vēlāk kļuva par pamatu plašākām strukturālo vienādojumu un cēloņsakarību analīzes pieejām statistikā un sociālajās zinātnēs.
Darba nozīme un ietekme
Wright, Fišers un Haldans veidoja teorētiskās populāciju ģenētikas kodolu, kas bija izšķirošs solis uz mūsdienu evolūcijas ģenētikas un plašākas evolūcijas sintēzes izveidi. Wright īpaši pievērsa uzmanību populāciju strukturēšanai (daļu — “demu” — eksistencei), efektiem, ko rada mazāki lokāli izolēti grupējumi, un tam, kā ģenētiskā dreifa un epistāzes mijiedarbība var ietekmēt evolūcijas gaitas.
Pētnieciskie lauki un praksē pielietotās metodes
Bez teorētiskajām darba jomām Wright deva ieguldījumu arī zīdītāju ģenētikā un bioķīmiskajā ģenētikā, piemērojot kvantitatīvas metodes reāliem ģenētiskajiem datiem. Viņa pieejas — gan populāciju modeļi, gan ceļu analīze — joprojām ir daļa no mūsdienu ģenētikas, ekoloģijas un evolūcijas pētniecības metodēm.
Mantojums
Sewall Wright atstāja lielu mantojumu gan caur savām teorijām, gan ar metodoloģiju, kas ļāva sasaistīt matemātisku modeli ar bioloģiskām parādībām. Lai gan viņa skatījums uz ģenētiskā dreifa nozīmīgumu reizēm atšķīrās no Fišera un Haldana viedokļiem, tieši šo autoru diskusijas un papildinājumi radīja stingru pamatu mūsdienu evolūcijas ģenētikai. Wright idejas par adaptācijas ainavām un ceļu analīzi turpina iedvesmot pētniekus bioloģijā, statistikā un citās zinātnēs.
Ģenētiskais dreifs
Šķiet, ka evolūcijā notiek tā, ka pārmaiņu ātrums jebkurā organismā ir ļoti atšķirīgs. Šķiet, ka ir reizes, kad pārmaiņas notiek strauji, un reizes, kad pārmaiņu gandrīz nav. Raits mēģināja izskaidrot stāzi, kad nenotiek nekādas redzamas pārmaiņas. Viņa skaidrojums bija tāds, ka organismi ieņem adaptācijas virsotnes. Lai attīstītos uz citu, augstāku virsotni, sugai vispirms būtu jāiziet cauri neadaptīvu starpposmu ielejai. Citiem vārdiem sakot, tās iestrēgst vienā virsotnē un nevar nokļūt citā, jo nokļūšana tur tās padarītu mazāk konkurētspējīgas.
Wright, lai gan nokļūšana citā virsotnē varētu būt iespējama. Tas varētu notikt ģenētiskā dreifa ceļā, ja populācija ir pietiekami maza. Ja suga tiktu sadalīta mazās populācijās, dažas no tām varētu atrast augstākas virsotnes. Ja starp populācijām notiktu zināma gēnu plūsma, šīs adaptācijas varētu izplatīties uz pārējām sugām. Tā bija Raita mainīgā līdzsvara evolūcijas teorija. Evolūcijas biologu vidū ir bijis daudz skepticisma par to, vai tas notiek dabiskās populācijās. Par šo jautājumu Raitam bija ilgstošas un dažkārt asas debates ar R. A. Fišeru, kurš uzskatīja, ka lielākā daļa populāciju dabā ir pārāk lielas, lai ģenētiskā dreifa ietekme būtu nozīmīga. Dobžanska un E. B. Forda pētījumi parādīja, ka dabiskā atlase ir daudz spēcīgāks spēks, nekā Raits bija gaidījis. Arī paša Raita biogrāfs tagad apšauba Raita idejas pamatotību.
Anekdote
Kādā anekdotē par Raitu, ko pats Raits noliedza, ir aprakstīta lekcija, kuras laikā Raits zem paduses, kur viņš parasti turēja tāfeles dzēšgumiju, iebāza nepaklausīgu jūrascūciņu: lekcijas beigās Raits garāmejot izdzēsa tāfeli ar jūrascūciņu.
Jautājumi un atbildes
J: Kas bija Sewall Green Wright?
A: Sevols Grīns Raits bija amerikāņu ģenētiķis, kurš izveidoja populāciju ģenētiku un deva ieguldījumu evolūcijas teorijā.
J: Kas ir ceļu analīze un kā Raits to veicināja?
A: Ceļu analīze ir statistikas joma, un Raits tajā veica oriģinālu darbu.
J: Kas bija Raita kolēģi, dibinot teorētisko populāciju ģenētiku?
A.: R. A. Fišers un J. B. S. Haldāns bija Raita kolēģi teorētiskās populāciju ģenētikas izveidē.
J: Kas ir inbridinga koeficients un kurš to atklāja?
A.: Inbrīdināšanas koeficients ir rādītājs, kas nosaka inbrīdināšanas pakāpi populācijā, un tā atklājējs ir Raits.
J: Kā Raits aprēķināja inbrīdingu populācijās?
A.: Raits aprēķināja populāciju locekļu radniecīgas krustošanās pakāpi nejaušas ģenētiskās dreifa ietekmes rezultātā.
J: Ko Fišers, Raits un Haldāns sniedza mūsdienu evolūcijas sintēzei?
A: Fišera, Raita un Haldāna darbs teorētiskajā populāciju ģenētikā bija nozīmīgs solis mūsdienu evolūcijas ģenētikas un evolūcijas sintēzes attīstībā.
J: Kādās citās jomās Raits sniedza ieguldījumu?
A: Raits deva ieguldījumu arī zīdītāju ģenētikā un bioķīmiskajā ģenētikā.
