Аугуст Вейсман: Эволюциялық теорияның негізін қалаушысы
August Weismann
Аугуст Вейсманн – 19 ғасырдың көрнекті эволюция биологы, герм плазма теориясының авторы. Мұрагерлік гаметтер арқылы жүзеге асады, соматикалық жасушалар мұрагерлікке әсер етпейді.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Неміс эволюциялық биологы (1834–1914) XIX ғасырдағы Нью-Йорк саясаткері.
German evolutionary biologist (1834–1914)
the 19th century New York politician
Август Фридрих Леопольд Вайсманн FRS (For), HonFRSE, LLD (17 қаңтар 1834 – 5 қараша 1914) – неміс эволюциялық биологы. Германиялық Эрнст Майр оны 19 ғасырдағы эволюциялық теорияның Чарльз Дарвинден кейінгі ең көрнекті екінші теоретигі деп санайды. Вайсманн Зоологиялық институттың директоры және Фрайбургтегі зоологияның алғашқы профессоры болды. Оның ең маңызды еңбегі – бір кезде Вейсманнизм деп аталған герм плазма теориясы. Бұл теорияға сәйкес, (көпжасушалы жануарларда) мұрагерлік тек жыныс жасушалары – жұмыртқа жасушалары және сперматозоидтар сияқты гаметалар арқылы ғана жүзеге асады. Дене жасушалары – соматикалық жасушалар – мұрагерлік агенттері ретінде қызмет етпейді. Бұл процесс бір бағытты: герм жасушалары соматикалық жасушаларды жасайды, бірақ соматикалық жасушалардың алған тәжірибесіне немесе өмір бойында дамытқан қабілеттеріне ешқандай әсер етпейді. Генетикалық ақпарат сомадан герм плазмасына және одан кейінгі ұрпаққа берілмейді. Биологтар осы тұжырымдаманы Вейсманның тосқауылы деп атайды. Егер бұл идея дұрыс болса, Жан Батист Ламарк ұсынғандай, қоршаған ортаның әсерінен пайда болған белгілердің мұрагерлігіне нүкеге тіреу салады. Алайда, Вайсманның өмірі бойындағы еңбектерін мұқият зерттегенде, оның көзқарасы Дарвин сияқты, мұрагерлік материалда өзгерістер тудыру үшін өзгермелі ортаның қажеттілігін мойындағандығын көруге болады. Вейсманның тосқауылы идеясы ХХ ғасырдың басындағы эволюциялық синтездің маңызды бөлігі болды, бірақ қазіргі ғалымдар оны бұрынғыдай тұжырымдамайды. Вайсманның пікірінше, гаметаларда (немесе оларды құрайтын дің жасушаларында) болатын, негізінен кездейсоқ мутация процесі – табиғи іріктеудің жұмыс істеуі үшін қажетті өзгерістердің жалғыз көзі. Вайсманн Ламаркшылдықты толығымен жоққа шығарған алғашқы биологтардың бірі болды. Вайсманның идеялары Грегор Мендельдің жұмысы қайта ашылғанға дейін пайда болды, және Вайсман менделизмді қабылдауға абай болғанымен, жас ғалымдар олардың арасындағы байланысты оңай тапты. Бүгінде Вайсманға зор құрмет көрсетіледі. Эрнст Майр оны Дарвин мен эволюциялық синтез арасындағы ең маңызды эволюциялық ойшыл деп бағалады (1930–1940 жылдар) және "барлық уақыттың ұлы биологтарының бірі" деп атады.
August Friedrich Leopold Weismann FRS (For), HonFRSE, LLD (17 January 18345 November 1914) was a German evolutionary biologist. Fellow German Ernst Mayr ranked him as the second most notable evolutionary theorist of the 19th century, after Charles Darwin. Weismann became the Director of the Zoological Institute and the first Professor of Zoology at Freiburg. His main contribution involved germ plasm theory, at one time also known as Weismannism, according to which inheritance (in a multicellular animal) only takes place by means of the germ cells—the gametes such as egg cells and sperm cells. Other cells of the body—somatic cells—do not function as agents of heredity. The effect is one way: germ cells produce somatic cells and are not affected by anything the somatic cells learn or therefore any ability an individual acquires during its life. Genetic information cannot pass from soma to germ plasm and on to the next generation. Biologists refer to this concept as the Weismann barrier. This idea, if true, rules out the inheritance of acquired characteristics as proposed by Jean Baptiste Lamarck. However, a careful reading of Weismann's work over the span of his entire career shows that he had more nuanced views, insisting, like Darwin, that a variable environment was necessary to cause variation in the hereditary material. The idea of the Weismann barrier is central to the modern synthesis of the early 20th century, though scholars do not express it today in the same terms. In Weismann's opinion the largely random process of mutation, which must occur in the gametes (or stem cells that make them) is the only source of change for natural selection to work on. Weismann became one of the first biologists to deny Lamarckism entirely. Weismann's ideas preceded the rediscovery of Gregor Mendel's work, and though Weismann was cagey about accepting Mendelism, younger workers soon made the connection. Weismann is much admired today. Ernst Mayr judged him to be the most important evolutionary thinker between Darwin and the evolutionary synthesis around 1930–1940, and "one of the great biologists of all time".
Жастар және оқу
Вайсманн 1834 жылдың 17 қаңтарында Франкфурт-на-Майне қаласында жоғары мектеп мұғалімі Иоганн (Жан) Конрад Вайсманнның (1804–1880), ежелгі тілдер мен теология саласын бітірген, және оның әйелі Элис (1803–1850), Люббреннен туған, округтік кеңесші және Стаде қаласының мэрінің қызы болып дүниеге келді. Ол 19 ғасырдың әдеттегі буржуазиялық білімін алды, төрт жасынан бастап музыка сабақтарын, ал 14 жасынан бастап Франкфурт қаласындағы Штадель институтында Якоб Беккерден (1810–1872) сурет салу және салу сабақтарын алды. Оның фортепиано мұғалімі жантайлы бауырсақтарды жинаушы болды және оны да осымен айналысуға баулыды. Бірақ табиғат ғылымдарын оқудың құны жоғары болғандықтан және жұмыс іздеу перспективалары шектеулі болғандықтан, мұндай мүмкіндік болмады. Отбасының досы, химик Фридрих Вёлер (1800–1882) медицинаны оқуға кеңес берді. Вайсманның анасының мұрасынан аталған қор Геттингенде оқуға мүмкіндік берді. 1856 жылы бітірген соң, ол адам организміндегі гиппур қышқылының синтезі туралы диссертация қорғады.
Weismann was born a son of high school teacher Johann (Jean) Konrad Weismann (1804–1880), a graduate of ancient languages and theology, and his wife Elise (1803–1850), née Lübbren, the daughter of the county councillor and mayor of Stade, on 17 January 1834 in Frankfurt am Main. He had a typical 19th century bourgeois education, receiving music lessons from the age of four, and drafting and painting lessons from Jakob Becker (1810–1872) at the Frankfurter Städelsche Institut from the age of 14. His piano teacher was a devoted butterfly collector and introduced him to the collecting of imagos and caterpillars. But studying natural sciences was out of the question due to the cost involved and limited job prospects. A friend of the family, chemist Friedrich Wöhler (1800–1882), recommended studying medicine. A foundation from the inheritance of Weismann's mother allowed him to take up studies in Göttingen. Following his graduation in 1856, he wrote his dissertation on the synthesis of hippuric acid in the human body.
Кәсіби өмір
Университет бітірген соң Вайсман Росток қаласындағы қалалық клиникада ассистент болып жұмыс істеді. Вайсман екі қолжазбаны табыс етті, біреуі өсімдіктердегі гиппур қышқылы туралы, екіншісі Балтық теңізінің тұздылығы туралы, және екі жүлде жеңіп алды. Тұздылық туралы мақала оны химия мамандығынан бас тартуға ықпал етті, өйткені ол дәріханалық дәлдікке жетпейтінін сезінді. Венаның мұражайлары мен клиникаларын аралап көргеннен кейін Италияға (1859) және Парижге (1860) сапарлады. 1861-1863 жылдары ол Шамбург сарайында Австрияның қуылған эрцгерцогы Стефанның жеке дәрігері ретінде Франкфуртқа оралды. 1859 жылы Австрия, Франция және Италия арасындағы соғыста ол әскери медицина қызметінің бас дәрігері болды, ал қызметтен босатылған кезде Солтүстік Италия мен Тироль графтығын аралап жүрді. Парижде демалыс алғаннан кейін Гиссен университетінде Рудольф Лёкартпен бірге жұмыс істеді. Ол дәрігер мамандығын бітіріп, 1868 жылы Франкфурт қаласында медициналық практика ашты. 1863 жылдан бастап салыстырмалы анатомия және зоологиядан приват-доцент, 1866 жылдан бастап – кезектен тыс профессор, ал 1873 жылдан 1912 жылға дейін – профессор, зоология кафедрасының алғашқы меңгерушісі және Брайсгау қаласындағы Альберт Людвиг университетінің зоология институтының директоры болды. 1912 жылы зейнеткерлікке шықты. Оның ерте жұмыстары көбінесе таза зоологиялық зерттеулерге арналған, ал оның алғашқы еңбектерінің бірі – қосқанаттылардың (Diptera) дамуы. Алайда, көзінің нашарлауына байланысты микроскоппен жұмыс істеу мүмкін болмады, сондықтан ол биологиялық зерттеулердің кең мәселелеріне көшті. және жасуша биологиясының 10 ең маңызды ашылуының бірі. Мейозды алғаш рет 1876 жылы Оскар Гертвиг теңіз кірпісінің (sea urchin) жұмыртқаларында ашып, сипаттады. Ол 1883 жылы Ван Бенеден Ascaris жұмыртқаларында хромосомалық деңгейде қайта сипаттады. Мейоздың көбею және мұрагерліктегі маңыздылығын алғаш рет 1890 жылы Вайсман сипаттады, егер хромосомалардың санын сақтау үшін бір диплоидты жасушаны төрт гаплоидты жасушаға айналдыру үшін екі жасуша бөлінуі қажет екенін атап өтті. Осылайша, бұрынғы цитологтардың жұмысы Вайсман үшін негіз болды, ол эволюцияның салдары туралы ойға келді, бұл цитологтар қарастырмаған мәселе еді. Мұның бәрі Мендельдің еңбектері қайта ашылғанға дейін болды.
Immediately after university, Weismann took on a post as assistant at the Städtische Klinik (city clinic) in Rostock. Weismann successfully submitted two manuscripts, one about hippuric acid in herbivores, and one about the salt content of the Baltic Sea, and won two prizes. The paper about the salt content dissuaded him from becoming a chemist, since he felt himself lacking in apothecarial accuracy. After a study visit to see Vienna's museums and clinics, he visited Italy (1859) and Paris (1860). He returned to Frankfurt as personal physician to the banished Archduke Stephen of Austria at Schaumburg Castle from 1861 to 1863. During the war between Austria, France and Italy in 1859, he became Chief Medical Officer in the military, and on a leave from duty he walked through Northern Italy and the County of Tyrol. After a sabbatical in Paris, he worked with Rudolf Leuckart at the University of Gießen. He graduated as a physician and settled in Frankfurt with a medical practice in 1868. From 1863, he was privatdozent in comparative anatomy and zoology; from 1866 extraordinary professor; and from 1873 to 1912 full professor, first holder of the chair in zoology and director of the zoological institute at Albert Ludwig University of Freiburg in Breisgau. He retired in 1912. His earlier work was largely concerned with purely zoological investigations, one of his earliest works dealing with the development of the Diptera. Microscopical work, however, became impossible to him owing to impaired eyesight, and he turned his attention to wider problems of biological inquiry. and one of the 10 most important discoveries in cell biology. Meiosis was discovered and described for the first time in sea urchin eggs in 1876, by Oscar Hertwig. It was described again in 1883, at the level of chromosomes, by Van Beneden in Ascaris eggs. The significance of meiosis for reproduction and inheritance, however, was first described in 1890 by Weismann, who noted that two cell divisions were necessary to transform one diploid cell into four haploid cells if the number of chromosomes had to be maintained. Thus the work of the earlier cytologists laid the ground for Weismann, who turned his mind to the consequences for evolution, which was an aspect the cytologists had not addressed. All this took place before the work of Mendel had been rediscovered
1868ж.
Вейсманн, көптеген 19 ғасыр ғалымдары сияқты, олардың ішінде Чарльз Дарвин де болды, бір түрдің жекелеген өкілдерінің байқалатын өзгергіштігінің себебі, спорттардың (Дарвиннің термині) мұраға берілуіне байланысты деп ойлады. Ол 1876 жылы жазғандай, түрлердің өзгеруіне қоршаған ортаның әсері тікелей себеп болады деп сенді. Ол сондай-ақ: "Егер әрбір өзгеріс организмнің сыртқы жағдайларға реакциясы, ал мұрагерлік даму бағытынан ауытқу ретінде қарастырылса, онда қоршаған орта өзгермейінше эволюция жүрмейді" деп жазды. (Бұл, қоршаған ортаның өзгеруі популяцияға таңдау қысымын түсіруге мүмкіндік береді, соның салдарынан эволюциялық өзгерістер пайда болады деген қазіргі заманғы түсінікке жақын.) Вейсманн сонымен қатар, классикалық Ламарк метафорасын – ағзаның пайдаланылуы мен пайдаланбауы туралы да қолданды.
Weismann started out believing, like many other 19th century scientists, among them Charles Darwin, that the observed variability of individuals of one species is due to the inheritance of sports (Darwin's term). He believed, as written in 1876, that transmutation of species is directly due to the influence of environment. He also wrote, "if every variation is regarded as a reaction of the organism to external conditions, as a deviation of the inherited line of development, it follows that no evolution can occur without a change of the environment". (This is close to the modern use of the concept that changes in the environment can mediate selective pressures on a population, so leading to evolutionary change.) Weismann also used the classic Lamarckian metaphor of use and disuse of an organ.
18821895 жыл
Вайсманның қабылданған белгілердің мұрагерлікке ие болуын алғаш рет жоққа шығаруы 1883 жылы "Мұрагерлік туралы" ("Über die Vererbung") атты лекциясында болды. Ол жаратылыс пен эволюция туралы жазбаларындағыдай, жеке мысалдарды екі теорияның бірімен түсіндіруге тырысады. Мысалы, жұмысшылер мен сарбаздар сияқты көбеймейтін құмырсқалардың болуын қабылданған қасиеттердің мұрагерлігімен түсіндіру мүмкін емес. Ал герм плазма теориясы оны оңай түсіндіреді. Вейсманн осы теорияны Ламарк берген "қолдану және қолданбау" мысалдарын түсіндіру үшін пайдаланды, мысалы, үйректердің қанаттарының нашарлауы мен аяқтарының күшею тенденциясы.
Weismann's first rejection of the inheritance of acquired traits was in a lecture in 1883, titled "On inheritance" ("Über die Vererbung"). Again, as in his treatise on creation vs. evolution, he attempts to explain individual examples with either theory. For instance, the existence of non reproductive castes of ants, such as workers and soldiers, cannot be explained by inheritance of acquired characters. Germ plasm theory, on the other hand, does so effortlessly. Weismann used this theory to explain Lamark's original examples for "use and disuse", such as the tendency to have degenerate wings and stronger feet in domesticated waterfowl.
1896-1910 жылдар
Вайсманн теңіз кірпісінің жұмыртқаларының эмбриологиясымен айналысты және осы процесте әртүрлі жасуша бөліну түрлерін байқады, атап айтқанда экваторлық бөліну және редукциялық бөліну, осы терминдерді ол өзі енгізді (сәйкесінше Äquatorialteilung және Reduktionsteilung). Оның ұрық плазмасы теориясы көпжасушалы организмдердің мұраға берілетін ақпаратты қамтитын ұрық жасушаларынан және дене функцияларын атқаратын соматикалық жасушалардан тұратынын айтады. Ұрық жасушаларына қоршаған ортаның әсері де, организмнің өміріндегі оқу немесе морфологиялық өзгерістер де ықпал етпейді, бұл ақпарат әр ұрпақтан кейін жоғалады. Ол ұсынған концепция сол кезде Вейсманизм деп аталды, мысалы, Джордж Романның «Вейсманизмді зерттеу» кітабында. Вейсман осы эксперименттің шектеулерін білген және осы кезде жануарлардың мүжілістерді мұраға алатыны туралы көптеген талаптар болғандықтан экспериментке кіріскенін түсіндірді (ол құйрығын жоғалтқан мысықтың көптеген құйрықсыз балалары болғаны туралы талапқа сілтеме жасайды). Сондай-ақ, терісіз туған еврейлер туралы да таластар болды. Оның айтуынша, бұл талаптарды ата-ананың мүжілістерге ұшырағанын растайтын сенімді дәлелдермен қолдау көрсетілмеген, сондықтан өзгерген ұрпақтар мутациялық геннің нәтижесі болуы мүмкін деген қорытындыға келді. Оның экспериментінің мақсаты – мұраға берілген мүжілістер туралы таластарды жоққа шығару еді. Нәтижелер Вейсманның ұрық плазмасы теориясымен сәйкес келді.
Weismann worked on the embryology of sea urchin eggs, and in the course of this observed different kinds of cell division, namely equatorial division and reductional division, terms he coined (Äquatorialteilung and Reduktionsteilung respectively). His germ plasm theory states that multicellular organisms consist of germ cells containing heritable information, and somatic cells that carry out ordinary bodily functions. The germ cells are influenced neither by environmental influences nor by learning or morphological changes that happen during the lifetime of an organism, which information is lost after each generation. The concept as he proposed it was referred to as Weismannism in his day, for example in the book An examination of Weismannism by George Romanes Weismann was aware of the limitations of this experiment, and made it clear that he embarked on the experiment precisely because, at the time, there were many claims of animals inheriting mutilations (he refers to a claim regarding a cat that had lost its tail having numerous tail less offspring). There were also claims of Jews born without foreskins. None of these claims, he said, were backed up by reliable evidence that the parent had in fact been mutilated, leaving the perfectly plausible possibility that the modified offspring were the result of a mutated gene. The purpose of his experiment was to lay the claims of inherited mutilation to rest. The results were consistent with Weismann's germ plasm theory.
Сыйлықтар мен марапаттар
1906 жылы Вайсман Америка философиялық қоғамының шетелдік мүшесі болып сайланды. 1908 жылы ол Лондон Линнеев қоғамының Дарвин-Уоллес медалімен марапатталды. 1913 жылы Вайсман АҚШ Ұлттық ғылым академиясының шетелдік мүшесі болып сайланды.
Weismann was elected an International Member of the American Philosophical Society in 1906. He was awarded the Linnean Society of London's Darwin Wallace Medal in 1908. He was elected an International Member of the United States National Academy of Sciences in 1913.