Sewall G. Wright — populiacijų genetikos kūrėjas ir kelio analizės pradininkas
Sewall G. Wright – populiacijų genetikos pradininkas ir kelio analizės autorius; atrado inbrydingo koeficientą ir genų dažnių modelius evoliucijos, migracijos ir dreifo kontekste.
Sewall Green Wright (1889 m. gruodžio 21 d. - 1988 m. kovo 3 d.) - amerikiečių genetikas. Jis buvo populiacinės genetikos pradininkas ir prisidėjo prie evoliucijos teorijos kūrimo. Jis taip pat atliko originalų darbą statistikos srityje, vadinamoje kelio analize.
Kartu su R. A. Fišeriu ir J. B. S. Haldane'u jis buvo teorinės populiacijų genetikos pradininkas. Jis yra inbrydingo koeficiento ir jo apskaičiavimo metodų, taikomų genealogijoje, atradėjas. Šį darbą jis išplėtė populiacijoms, apskaičiuodamas populiacijų narių giminingumo laipsnį dėl atsitiktinio genetinio dreifo. Kartu su Fišeriu jis pirmasis sukūrė metodus, skirtus apskaičiuoti genų dažnių pasiskirstymą populiacijose dėl natūralios atrankos, mutacijų, migracijos ir genetinio dreifo sąveikos. Fišerio, Raito ir Haldano darbas teorinės populiacijų genetikos srityje buvo svarbus žingsnis plėtojant šiuolaikinę evoliucinę genetikos ir evoliucijos sintezę. Wrightas taip pat prisidėjo prie žinduolių genetikos ir biocheminės genetikos.
Pagrindinės idėjos ir indėlis
- Genetinis dreifas ir efektų populiacija: Wright aiškiai apibrėžė ir sistemino genetinio dreifo reikšmę mažose arba suskaidytose populiacijose. Jis nagrinėjo, kaip atsitiktinės genų dažnių svyravimai gali turėti ilgalaikį poveikį evoliucijai ir kaip jie sąveikauja su atranka ir migracija.
- Inbrydingo koeficientas ir F‑statistikos: Wright sukūrė inbrydingo (susietumo) koeficiento (F) sampratą ir išplėtojo F‑statistikų sistemą (pvz., FIS, FST, FIT) populiacijų struktūros matavimui. Šie rodikliai iki šiol plačiai naudojami populiacijų genetikoje ir konservacijai.
- Adaptacinis peizažas ir „shifting balance“ teorija: Wright pasiūlė vaizdinę adaptacinio peizažo sąvoką, kurioje populiacijos „keliauja“ per genofondo erdves link skirtingų adaptacinių viršūnių. Jis taip pat iškėlė shifting balance (kintančios pusiausvyros) teoriją, kuri apibūdina, kaip genetinis dreifas, vietinė atranka ir migracija kartu gali skatinti pereigą prie aukštesnių adaptacinių viršūnių. Ši teorija sukėlė daug diskusijų ir tyrimų dėl jos svarbos natūraliose populiacijose.
- Kelių (path) analizė: Wright sukūrė kelio analizės metodus, skirtus atskirti tiesioginius ir netiesioginius veiksnių poveikius koreliacijose tarp kintamųjų. Šis statistinis įrankis tapo svarbiu daugelio mokslo sričių — nuo genetikos iki sociologijos — instrumentu.
Metodai ir veikalai
Wright publikavo daug svarbių darbų, kurie sistemino teorinę populiacijų genetiką ir pateikė matematinį pagrindą empiriniams tyrimams. Vienas iš žymiausių jo straipsnių — „Evolution in Mendelian Populations“ (1931) — kuriame aprašytos pagrindinės jo idėjos apie dreifą, atranką ir populiacijų struktūrą. Vėliau jis išsamiai plėtojo savo teorijas daugiažilinkuose darbuose Evolution and the Genetics of Populations (serija tomų, vėlesniais metais), kuriuose nagrinėjo genetinį kintamumą, demografinius efektus ir evoliucinius mechanizmus.
Kelio analizė (path analysis)
Kelio analizė, kurią sukūrė Wright, leidžia suskaidyti stebimą koreliaciją tarp kintamųjų į:
- tiesioginius efektus — kai vienas kintamasis tiesiogiai veikia kitą,
- netiesioginius efektus — kai poveikis perduodamas per tarpinį kintamąjį,
- ir liekamąsias koreliacijas, paaiškinamas bendromis priežastimis arba klaidomis.
Tai buvo vienas pirmųjų bandymų sistemingai modeliuoti priežastinius ryšius remiantis koreliacijomis, ir metodas vėliau evoliucionavo į struktūrinių lygčių modeliavimą.
Įtaka ir paveldas
Wrighto idėjos turėjo didelę įtaką tiek teorinei biologijai, tiek taikytai genetikai. Jo F‑statistikos ir sąvokos apie populiacijų struktūrą naudojamos tyrimuose nuo evoliucinės biologijos iki konservacinės genetikos ir žmogaus populiacijų tyrimų. Nors kai kurios jo teorijos, ypač shifting balance, sulaukė kritikos ir diskusijų, jų paskatinimas empiriniams tyrimams ir teoriniam modeliavimui buvo reikšmingas mokslo pažangai.
Wright buvo produktyvus mokslininkas, kurio darbai padėjo suformuoti populiacijų genetikos mokslą, o jo matematiniai ir statistiniai metodai išliko svarbūs ir naudojami iki šiol.
Pasirinkta bibliografija
- „Evolution in Mendelian Populations“ (straipsnis, 1931)
- „Evolution and the Genetics of Populations“ (daugiatomis veikalas, vėlesni metai)
- Kiti trumpesni straipsniai apie inbrydingo koeficientą, F‑statistikas, genetinį dreifą ir kelio analizę
Genetinis dreifas
Atrodo, kad evoliucijos metu vyksta tai, kad bet kurio organizmo pokyčių greitis labai skiriasi. Atrodo, kad būna laikotarpių, kai pokyčiai vyksta sparčiai, ir laikotarpių, kai pokyčių beveik nevyksta. Raitas bandė paaiškinti sąstingį, kai nevyksta jokie matomi pokyčiai. Jo paaiškinimas buvo toks, kad organizmai užima prisitaikymo viršūnes. Kad galėtų evoliucionuoti į kitą, aukštesnę viršūnę, rūšis pirmiausia turėtų pereiti neadaptyvių tarpinių stadijų slėnį. Kitaip tariant, rūšys užstringa vienoje viršūnėje ir negali patekti į kitą, nes patekusios į ją jos taptų mažiau konkurencingos.
Wright, nors pasiekti kitą viršūnę gali būti įmanoma. Jei populiacija pakankamai maža, tai gali įvykti dėl genetinio dreifo. Jei rūšis būtų suskirstyta į mažas populiacijas, kai kurios iš jų galėtų rasti aukštesnes viršūnes. Jei tarp populiacijų vyktų tam tikras genų srautas, šie prisitaikymai galėtų išplisti į likusias rūšis. Tokia buvo Wright'o evoliucijos kintančios pusiausvyros teorija. Tarp evoliucijos biologų buvo daug skepticizmo dėl to, ar tai vyksta natūraliose populiacijose. Wrightas dėl to ilgai ir kartais aršiai diskutavo su R. A. Fisheriu, kuris manė, kad dauguma populiacijų gamtoje yra per didelės, kad genetinio dreifo poveikis būtų svarbus. Dobžanskio ir E. B. Fordo atlikti tyrimai parodė, kad natūralioji atranka yra daug stipresnė jėga, nei tikėjosi Raitas. Pats Raito biografas dabar abejoja Raito idėjos pagrįstumu.
Anekdotas
Viename anekdote apie Wrightą, kurį pats Wrightas paneigė, aprašoma paskaita, kurios metu Wrightas po pažastimi, kur jis paprastai laikydavo lentos trintuką, paslėpė nepaklusnią jūrų kiaulytę: paskaitos pabaigoje Wrightas nesąmoningai ištrynė lentą kartu su jūrų kiaulytę.
Klausimai ir atsakymai
K: Kas buvo Sevalis Grinas Raitas?
Atsakymas: Sewall Green Wright buvo amerikiečių genetikas, sukūręs populiacijų genetiką ir prisidėjęs prie evoliucijos teorijos kūrimo.
K: Kas yra kelio analizė ir kaip prie jos prisidėjo Wrightas?
A.: Kelio analizė yra statistikos sritis, o Wrightas atliko originalų darbą šioje srityje.
K: Kas buvo Wrighto kolegos kuriant teorinę populiacijų genetiką?
A: R. A. Fisheris ir J. B. S. Haldane'as buvo Wrighto kolegos kuriant teorinę populiacijų genetiką.
K: Kas yra inbrydingo koeficientas ir kas jį nustatė?
A: Inbrydingo koeficientas yra populiacijos inbrydingo laipsnio matas, o Wrightas yra jo atradėjas.
K: Kaip Wrightas apskaičiavo populiacijų inbrydingą?
A: Wrightas apskaičiavo populiacijų narių inbrydingo laipsnį dėl atsitiktinio genetinio dreifo.
K: Kuo Fisheris, Wrightas ir Haldane'as prisidėjo prie šiuolaikinės evoliucijos sintezės?
A.: Fisherio, Wrighto ir Haldane'o darbas teorinės populiacijų genetikos srityje buvo svarbus žingsnis kuriant šiuolaikinę evoliucinę genetikos ir evoliucijos sintezę.
K.: Kokiose kitose srityse Wrightas įnešė savo indėlį?
A: Wrightas taip pat prisidėjo prie žinduolių genetikos ir biocheminės genetikos.
Ieškoti