Sewall Wright — populaatiogenetiikan perustaja ja tilastotieteen edelläkävijä
Tutustu Sewall Wrightiin — populaatiogenetiikan ja polkuanalyysin pioneeri, joka mullisti evoluutioteorian, sisäsiitoksen ja geneettisen ajautumisen tutkimuksen.
Sewall Green Wright (21. joulukuuta 1889 – 3. maaliskuuta 1988) oli yhdysvaltalainen geneetikko, joka vaikutti voimakkaasti sekä teoreettisessa genetiikassa että tilastotieteessä. Häntä pidetään yhtenä populaatiogenetiikan perustajista, ja hän osallistui merkittävästi evoluutioteorian kehittämiseen modernin geneettisen tiedon pohjalta. Wrightin työ yhdisti matemaattisia malleja ja biologista havaintoaineistoa, ja hänen metodinsa ovat edelleen keskeisiä evoluutiobiologiassa ja populaatiogenetiikassa.
Tieteelliset päämääräykset ja keskeiset käsitteet
Wright tunnetaan erityisesti sisäsiitoskertoimen kehittämisestä ja sen laskentamenetelmistä. Hän määritteli ja selkeytti käsitteitä, joiden avulla voidaan arvioida populaation sisällä tapahtuvaa sukulaisuuden lisääntymistä ja siihen liittyviä geneettisiä seurauksia. Wright osoitti, miten yksilöiden sukutauluista voidaan laskea sisäsiitoskertoimen, ja miten tämä laajentuu populaatiotasolle, erityisesti satunnaisen geneettisen ajautumisen seurauksena.
Wright kehitti myös niin kutsutut F‑tilastot (fixation indices), joilla mitataan populaation rakenteen eri tasoja ja geneettistä eriytymistä. Näiden mittareiden avulla voidaan kvantifioida, kuinka paljon geenifrekvenssit vaihtelevat populaatioiden välillä ja kuinka voimakkaasti populaation sisäinen siitos vaikuttaa periytyvyyteen.
Geneettinen ajautuminen, adaptaatiomaisema ja siirtymätasapainoteoria
Yksi Wrightin keskeisistä panoksista oli geneettisen ajautumisen (drift) merkityksen korostaminen. Hän kuvasi, miten pienissä populaatioissa sattumanvaraiset muutokset voivat muuttaa geenifrekvenssejä ja johtaa aineksen eri suuntiin ilman valinnan vaikutusta. Tätä kautta Wright kehitti myös kuvituksellisen työkalun, adaptaatiomaiseman (fitness landscape), jonka avulla voi havainnollistaa populaation siirtymiä erilaisten valintahuippujen välillä.
Wright esitti siirtymätasapainoteorian (shifting balance theory), jossa yhdistyvät satunnainen ajelehtiminen, localisoitu luonnollinen valinta ja geenivirta eri populaatioyksiköiden välillä. Teoria korosti, että pienissä, eristyneissä populaatioissa sattuma voi auttaa löytämään uuden, korkeamman valintahuipun, jonka jälkeen geenit voivat levitä laajempaan populaatioon. Tämä näkemys johti pitkään tieteelliseen keskusteluun, ja sen rinnalle asetettiin R.A. Fisherin ja J.B.S. Haldanen näkemykset, joiden kanssa Wright jakoi kentän ja joiden kanssa hän myös kiisti joitain tulkintoja.
Matemaattinen ja tilastollinen menetelmätyö
Wright oli merkittävä myös tilastotieteen alalla: hän kehitti ja sovelsi matemaattisia menetelmiä geneettisten ilmiöiden kuvaamiseen. Erityisen tunnettu on hänen kehittämänsä polkuanalyysi, joka on tapa jäsentää muuttujien välisiä riippuvuuksia ja erotella suoria ja epäsuoria vaikutuksia. Polkuanalyysi on sittemmin levinnyt laajalti myös sosiologiaan, psykologiaan ja muihin biologian aloihin hyödyllisenä syy‑seurausmallinnuksen työkaluna.
Lisäksi Wright julkaisi tärkeitä matemaattisia malleja, joilla voidaan laskea geenifrekvenssien jakautumista populaatioiden kesken, kun vaikuttavat samanaikaisesti luonnollinen valinta, mutaatio, muuttoliike ja geneettinen ajelehtiminen. Näiden mallien ansiosta evoluutioprosessien ennustaminen muuttui kvantitatiivisesti mahdollista teoreettisessa populaatiogenetiikassa.
Biologinen soveltaminen ja perintö
Wright teki myös soveltavaa työtä nisäkkäiden genetiikassa ja biokemiallisen genetiikan alueella, mikä toi teoreettisille ideoille konkreettista tukea. Hänen ja hänen aikalaisiensa, kuten Fisherin ja Haldanen, työt muodostivat yhdessä perustan nykyaikaiselle evoluutiosynteesille, jossa Mendelin periytymisoppi ja Darwinilainen valinta yhdistyivät modernin genetiikan kanssa.
Wrightin perintö näkyy nykytilanteessa monella tavalla: hänen käsitteensä ja menetelmänsä ovat keskeisiä niin populaatiogenetiikassa, säilytysgeneetiikassa, mikrobiologien evoluutiotutkimuksissa kuin tilastollisessa genetiikassakin. Hänen tapansa yhdistää matemaattinen tarkkuus ja biologinen ajattelu on toiminut esikuvana monille myöhemmille tutkijasukupolville.
Yhteenveto
Sewall G. Wright oli laaja‑alainen tutkija, jonka työ yhdisti geeneihin liittyvän käytännön biologian ja teoreettisen, matemaattisen ajattelun. Hän oli keskeinen hahmo populaatiogenetiikan synnyssä ja evoluutioteorian kehityksessä, ja hänen kehittämänsä sisäsiitoskertoimen, F‑tilastot, polkuanalyysin kaltaiset menetelmät sekä käsitteet kuten geneettinen ajautuminen ja adaptaatiomaisema ovat edelleen laajassa käytössä.
Geneettinen ajautuminen
Evoluutiossa näyttää tapahtuvan niin, että minkä tahansa organismin muutosnopeus vaihtelee paljon. Näyttää siltä, että on aikoja, jolloin muutos on nopeaa, ja aikoja, jolloin muutosta ei tapahdu juuri lainkaan. Wright yritti selittää pysähtyneisyyttä, jolloin näkyvää muutosta ei tapahdu. Hänen selityksensä oli, että eliöt tulevat sopeutumishuippuihin. Jotta laji voisi kehittyä toiseen, korkeampaan huippuun, sen olisi ensin kuljettava sopeutumattomien välivaiheiden laakson läpi. Toisin sanoen ne juuttuvat yhdelle huipulle eivätkä pääse toiselle, koska sinne pääseminen heikentäisi niiden kilpailukykyä.
Wright vaikka pääseminen toiselle huipulle voisi olla mahdollista. Se voi tapahtua geneettisen ajautumisen kautta, jos populaatio on tarpeeksi pieni. Jos laji jakautuisi pieniin populaatioihin, jotkut niistä voisivat löytää korkeampia huippuja. Jos populaatioiden välillä olisi jonkin verran geenivirtaa, nämä sopeutumiset voisivat levitä muihin lajeihin. Tämä oli Wrightin evoluutioteoria, joka koski tasapainon siirtymistä. Evoluutiobiologit ovat suhtautuneet hyvin epäilevästi siihen, tapahtuuko näin luonnollisissa populaatioissa. Wright kävi tästä pitkäaikaista ja joskus katkeraa keskustelua R.A. Fisherin kanssa, jonka mielestä useimmat luonnon populaatiot olivat liian suuria, jotta geneettisen ajautumisen vaikutukset olisivat merkittäviä. Dobzhanskyn ja E.B. Fordin tutkimukset osoittivat, että luonnonvalinta oli kentällä paljon voimakkaampi voima kuin Wright oli odottanut. Wrightin oma elämäkerturi epäilee nyt Wrightin ajatuksen paikkansapitävyyttä.
Anekdootti
Eräs Wrightia koskeva anekdootti, jonka Wright itse kiistää, kertoo luennosta, jonka aikana Wright laittoi kainaloonsa, jossa hänellä yleensä oli liitutaulun pyyhekumi, kurittoman marsun: luennon päätteeksi Wright pyyhki poissaolevana marsun kanssa taulun.
Kysymyksiä ja vastauksia
Kysymys: Kuka oli Sewall Green Wright?
V: Sewall Green Wright oli yhdysvaltalainen geneetikko, joka perusti populaatiogenetiikan ja vaikutti evoluutioteoriaan.
K: Mikä on polkuanalyysi ja miten Wright edisti sitä?
V: Polkuanalyysi on tilastotieteen osa-alue, ja Wright teki siinä alkuperäistä työtä.
K: Keitä olivat Wrightin kollegat teoreettisen populaatiogenetiikan perustamisessa?
V: R.A. Fisher ja J.B.S. Haldane olivat Wrightin kollegoita teoreettisen populaatiogenetiikan perustamisessa.
K: Mikä on sisäsiitoskerroin ja kuka sen löysi?
V: Sisäsiitoskerroin mittaa sisäsiittoisuuden astetta populaatiossa, ja Wright on sen keksijä.
K: Miten Wright laski sisäsiittoisuuden populaatioissa?
V: Wright laski populaatioiden jäsenten sisäsiittoisuuden asteen satunnaisen geneettisen ajautumisen seurauksena.
K: Mitä Fisher, Wright ja Haldane vaikuttivat nykyaikaiseen evoluutiosynteesiin?
V: Fisherin, Wrightin ja Haldanen teoreettista populaatiogenetiikkaa koskeva työ oli merkittävä askel nykyaikaisen evoluutiosynteesin kehittämisessä, jossa genetiikka ja evoluutio yhdistetään.
K: Mille muille aloille Wright antoi panoksensa?
V: Wright vaikutti myös nisäkkäiden genetiikkaan ja biokemialliseen genetiikkaan.
Etsiä