Британдық эволюциялық биолог Дэвид Лэк және оның ғылыми еңбектері

Кіріспе

Британдық эволюциялық биолог

Лак принципі
Дарвиннің финктері (16 шілде 1910 – 12 наурыз 1973) – британдық эволюциялық биолог, орнитология, экология және этиология ғылымдарына үлес қосқан. Оның 1947 жылы жарық көрген «Дарвиннің финктері» атты кітабы, Галапагос аралдарындағы финктер туралы еңбек болды және «Құбыжық құстың өмірі» мен «Мұнарадағы шаяндар» сияқты басқа да ғылыми-танымдық кітаптарымен бірге маңызды жұмыстар саналды. Ол қазір Лак принципі деп белгілі принципті жасады, ол құстардың жұмыртқа санының эволюциясын жеке таңдау арқылы түсіндірді, бұл түрлердің игілігі үшін (топтық таңдау деп те аталады) дамыды деген қазіргі заманғы идеяға қарсы болды. Оның тірі құстардың өмір тарихын зерттеулері орнитологияның сипатын өзгертуге көмектесті. Ол Оксфорд университетінің Эдвард Грей атындағы далалық орнитология институтының көп жылдық директоры болды.

Білім және ерте өмір

Лак Лондонда дүниеге келді, доктор Гарри Ламберт Лактың төрт баласының ең үлкені, кейін Британдық Медициналық Ассоциацияның президенті болды. "Лак" есімі "Лок" сөзінен туындаған. Оның әкесі Норфолк шаруа отбасында өсіп, Лондон ауруханасында құлақ, мұрын және тамақ хирургі болды. Әкесі бала кезінде құстарға қызығушылық танытса да, ол Дәуіттің осы салаға деген қызығушылығына ықпал еткен жоқ. Оның анасы Кэтлин – Үндістан армиясының лейтенант-полковнигі МакНил Риндтің қызы. Кэтлиннің әкесі шотланд, ал анасының тарапынан ирланд, грек және грузин тегі бар. Ол Кембридж университетіндегі Магдалена колледжінде оқып, 1933 жылы ботаника, зоология және геологиядан I бөлімді, ал зоологиядан II бөлімді бітіргеннен кейін екінші сыныпты бакалавр дәрежесін алды. Он бес жасқа дейін Лак Лондонның Девоншир-Плейс ауданындағы үлкен үйде тұрды. Отбасы жаздарын Нью-Ромни, Кентте өткізді, онда Лак жергілікті құстармен, әсіресе Ромни батпағында танысты. Тоғыз жасқа келгенде ол көптеген құстардың аттарын біліп, оларды әліпбилік тәртіппен тізімге енгізді. 1928 жылы «Менің сүйікті құстарым» атты эссесімен ол Корольдік құстарды қорғау қоғамы ұйымдастырған мектеп эссе конкурсында ұлттық жеңімпаз атанды (күміс медаль). Дәуіт әкесінің медицинадағы жолын жалғастыруды қаламай, зоологияға қызығушылық танытты. Әкесі сол кезде зоологиядағы жалғыз кәсіби сала болған энтомологияны қарастырды және 1929 жылдың жазында Дәуітке Франкфурт мұражайында жұмыс тапты. Ол төрт ай бойы Сенкенберг мұражайында жәндіктерді тіркеп, оны «өте» жалықтырды. Ол Кембридж орнитологиялық клубына қосылды, оның құрамында Питер Скотт, Артур Дункан, Доминик Сервенти және Том Харрисон болды. Оның алғашқы ғылыми жұмысы түнгі құстар туралы болды және 1932 жылы «Ibis» журналында жарияланды. Ол Кембридж зерттеушілерімен бірнеше экспедицияға қатысты, соның ішінде Арктикаға екі рет барды. Лак «Кембриджшир құстары» (1934) кітабын жазды, оны Кембридж құс клубы басып шығарды. Бұл еңбегінде ол қазіргі стильден ерекшеленді, сирек және кездейсоқ құстарға баса назар аудармады. Лак 1948 жылы Кембридж университетінен ғылым докторы (Sc. D.) дәрежесін алды.

Lack was born in London, the oldest of four children of Harry Lambert Lack MD FRCS, who later became President of the British Medical Association. The name 'Lack' is derived from 'Lock'. His father grew up in a farming family from Norfolk and became a leading ear, nose and throat surgeon at the London Hospital. Although his father had some interest in birds as a boy it does not appear that he influenced David's interest. His mother Kathleen was the daughter of Lt. Col. McNeil Rind of the Indian army. Kathleen's father was Scottish and on her mother's side was part Irish, Greek and Georgian. He went to Magdalene College, Cambridge and received a BA second class in 1933 after studying botany, zoology and geology for part I of the Tripos and zoology for part II. Until the age of fifteen, Lack lived in a large house in Devonshire Place, London. The family spent their summers in New Romney Kent where Lack became familiar with the local birds especially on Romney Marsh. By the age of nine, he had learnt the names of most birds and had written out an alphabetically arranged life list. In 1928, with an essay on 'My favourite birds' he was the national winner of the senior prize (a silver medal) in the Public School Essay Competition, organised by the Royal Society for the Protection of Birds. David did not wish to follow his father's profession in medicine and took an interest in zoology. His father then considered entomology which was then the only professional field in zoology and found work for David at the Frankfurt museum in the summer of 1929. He spent four months pinning insects in the Senckenberg Museum and found it “extremely” boring. He joined the Cambridge Ornithological Club whose members included Peter Scott, Arthur Duncan, Dominic Serventy, and Tom Harrisson. His first scientific paper was on the display of nightjars, published in the Ibis in 1932. He joined on several expeditions with Cambridge researchers including two to the Arctic. Lack wrote The Birds of Cambridgeshire (1934) which was published by the Cambridge Bird Club. In this work, he departed from the contemporary style with a distinct de emphasis on rare and accidental birds. Lack received an Sc. D. from Cambridge University in 1948.

Мансап және зерттеу

Кембриджді бітірген соң Лак, Джулиан Хакслидің ұсынысымен 1934 жылдан 1938 жылдың жазына дейін Девонширдегі Дартингтон Холл мектебінде ғылым саласындағы тәлімгер болып жұмыс істеді. 1938 жылдың тамызына дейін Галапагос аралдарында құстардың мінез-құлқын зерттеу үшін бір жыл демалыс алды. 1935 жылы Калифорнияға қайтып келе жатқан Дартингтон Холл студентіне сүйемелдеуші ретінде АҚШ-қа алғашқы сапарын жасады. Мұнда ол Джозеф Гриннелл және Роберт Маккейбпен танысып, Купер орнитологиялық клубында баяндама жасады. Нью-Йоркте ол Эрнст Майрмен Америка табиғи тарих мұражайында кездесті. SS Bremen кемесімен Германияға қайтқанда, неміс кемесінде ағылшын тілінде сөйлейтін төрт адамның бірі болды. Галапагос аралдарында ол 1938 жылдың тамызынан бастап сол жылдың бір бөлігін өткізді. Галапагос аралдарында жинаған мәліметтерімен, әсіресе, қырандар туралы мәліметтерімен ол АҚШ-қа барды. 1939 жылдың сәуір-тамыз айларында Гарри Сварт және Эрнст Майрдың Нью-Джерсидегі үйінде бұрын зерттелген Галапагос аралдарындағы шымшықтардың үлкен коллекциясы бар Калифорния ғылым академиясында жұмыс істеді. АҚШ-та Джон Т. Эмленмен бірге үш түсті қара құсты зерттеді. 1939 жылдың қыркүйегінде соғыс басталғаннан кейін үйіне оралды. Лак «Галапагос шымшықтары (Geospizinae), Түрліліктің зерттелуі» деген кітабын жариялады, онда ол аралдардағы түрлердің арасындағы айырмашылықтарды зерттеді және олардың көпшілігі бейімделуге байланысты емес, ал негізін қалаушы әсері мен генетикалық дрейфке байланысты екенін атап өтті. Лактың алғашқы маңызды еңбегі «Қарақұстың өмірі» болды, ол Дартингтон Холл мектебінде оқытушы болып жұмыс істеген кезде жүргізген төрт жылдық далалық зерттеулеріне негізделген. Ол қарақұстың мінез-құлқын, әнін, аумағын, жұптасуын және көбейтуін зерттеді, сондай-ақ жеке құстарды белгілеу және оларды қадағалау үшін сақина тақты. Қолжазба 1942 жылы аяқталды және 1943 жылдан 1970 жылға дейін бес рет қайта басылды. Дартингтон Холлда Лактың студенттерінің бірі – Ева Ибботсон болды. Лак үшін кейбір қарақұстарды түсіруге көмектескен әріптесі – география пәнінің мұғалімі Билл Хантер. 1934 жылы Лак Р. Э. Мороның шақыруымен Танганьикаға барды. Лак бейбітшілікке берілді және Дартингтон Холлда оқыған кезінде колледждің негізін қалаушы Леонард Найт Элмхирстпен философиялық мәселелерді талқылады. Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде Лак британдық армияның бір бөлігінде, Оркни аралдарында радарларды пайдалану бойынша жұмыс істеді. Бұл жұмыста ол соғысқа қатысқан басқа биологтармен, соның ішінде жануарлар популяциясының тығыздығына байланысты реттелу идеясымен оны таныстырған энтомолог Джордж Варлимен кездесті. Лактың құстардың тудырған жалған эхосы туралы байқаулары кейіннен оған құстардың көші-қонын зерттеу үшін радарлық орнитология саласын құруға мүмкіндік берді. Лак 1945 жылдың тамызында соғыстағы қызметінен босатылып, Оксфорд университетінің Эдвард Грей далалық орнитология институтының директоры (В. Б. Александрдың орнын басып) болып тағайындалды, ол 1973 жылы қайтыс болғанға дейін осы лауазымда болды. Лактың орнитологиядағы жұмысы тірі құстарды зерттеуге толығымен негізделген. Ол Ұлыбританиядағы өмір тарихын зерттеудің, әсіресе сандық тәсілдерге негізделген зерттеулердің алғашқы зерттеушілерінің бірі болды, сол кездегі кейбір дәстүрлі орнитологтар морфология мен географиялық таралуды зерттеуге бағытталған. Лактың маңызды ғылыми зерттеулері популяциялық биология және тығыздыққа тәуелді реттелу бойынша жұмысты қамтыды. Оның жұмысы табиғи іріктеу ең көп тірі қалған жас ұрпақтарды қамтамасыз ететін жұмыртқалардың мөлшеріне басымдық беретінін көрсетті. Бұл түсіндіруді В. К. Уинн Эдвардс сынады, ол жұмыртқалардың мөлшері тығыздыққа тәуелсіз екенін айтты. Бұл топтық таңдау туралы алғашқы пікірталастардың бірі болды. Лактың зерттеулері ұялайтын құстарға негізделген, ал кейбір соңғы зерттеулер оның нәтижелері теңіз құстары сияқты басқа топтарға қатысты болмауы мүмкін екенін көрсетті. Көптеген докторанттардың тәлімгері ретінде Лак студенттерге өздерінің зерттеу тақырыптарын өздері шешуге мүмкіндік берді. Ол студенттерді өз ойларын жинап, «ең қарапайым, ең жақсы түсіндірмені» табуға шақырды. Ол студенттерге өздерінің жұмыстарын жазуға көмектесті және дипломдық жұмысына тек бір рет оқып берді, олардан жобаны немесе соңғы нұсқаны тапсыруды сұрады. Ол орнитологиялық журналдарда көптеген мақалалар жазды және есте қаларлық атауларды таңдауға бейімділігі болды: ол бірде «Епископтағы аумақ және көп әйел алу» атты ғылыми мақаласын ұсынған арқылы құстар тобын қайта атауға себепкер болғанын мәлімдеді. 1935 жылы жарық көрген бұл басылым «Ibis» журналында «Еңбек құсының аумағы мен көп әйел алуы, Euplectes hordeacea hordeacea (Linn.)» деп аталды, себебі журнал редакторы атау түсініксіздік тудыруы мүмкін деп ойлады.

After Cambridge, Lack, on the recommendation of Julian Huxley took up a position as a science mentor at Dartington Hall School, Devonshire from 1934 until Summer 1938 when he took a year off to study bird behaviour on the Galapagos Islands. In 1935 he made his first trip to the United States as a chaperone for a Dartington Hall student returning to California. Here he met Joseph Grinnell and Robert McCabe and gave a talk at the Cooper Ornithological Club. In New York, he met Ernst Mayr at the American Museum of Natural History. He returned via the SS Bremen, only one of about four English speakers on the German ship. He was only in the Galapagos for part of that year, starting August 1938. With the data that he collected in the Galapagos, especially on the finches he went to the United States. April to August 1939 was spent at the California Academy of Sciences which held a large collection of the finches of Galapagos that had been studied earlier by Harry Swarth and at Ernst Mayr's home in New Jersey. While in the US he made a study of the tricoloured blackbird with John T. Emlen. He returned home in September 1939, after the outbreak of war. Lack published The Galapagos Finches (Geospizinae), A Study in Variation in which he examined variations within species across islands and considered that many of them were non adaptive and due to founder effect and genetic drift. Lack's first major work was The Life of the Robin, which was based on four years of field work that he conducted while teaching at Dartington Hall School. He examined robin behaviour, song, territory, pairing and breeding using ringing to mark and track individual birds. The manuscript was completed in 1942 and it went through five editions from 1943 to 1970. One of Lack's students at Dartington Hall was Eva Ibbotson. A colleague who helped in filming some of the robins for Lack was the geography teacher Bill Hunter. In 1934 Lack went to Tanganyika on an invitation from R. E. Moreau. Lack was committed to pacificism and debated the philosophy even during his Dartington days with the founder of the college, Leonard Knight Elmhirst. During World War II Lack however served with a British Army unit called the Army Operational Research Group on the Orkney Islands working on radar use. During this work he met other biologists who had been inducted into the war including George Varley, an entomologist who introduced him to the idea of density dependent regulation of animal populations. Lack's observations on spurious echoes produced by birds would later allow him to establish the field of radar ornithology to study bird migration. Lack was released from wartime duty in August 1945 so as to take a position to as Director (succeeding W. B. Alexander) of the Edward Grey Institute of Field Ornithology at Oxford University, a position that he held until his death in 1973. Lack's work in ornithology was almost entirely based on studies of the living bird. He was one of the pioneers of life history studies in Britain, especially those based on quantitative approaches, when some traditional ornithologists of the time were focussing their studies on morphology and geographic distribution. Lack's major scientific research included work on population biology and density dependent regulation. His work suggested that natural selection favoured clutch sizes that ensured the greatest number of surviving young. This interpretation was however debated by V. C. Wynne Edwards who suggested that clutch size was density independent. This was one of the earliest debates on group selection. Lack's studies were based on nidicolous birds and some recent studies have suggested that his findings may not hold for other groups such as seabirds. As a mentor for numerous doctoral students, Lack followed a hands off method, letting students decide their own research topics. He encouraged students to sort out their ideas and find the "simplest explanation, which was probably best." He would make students work on their papers and give only one reading to their thesis asking them to choose either a draft or a final version to submit. He wrote numerous papers in ornithological journals, and had a knack of choosing memorable titles: he once claimed to have single handedly caused the renaming of a group of birds through the submission of a scientific paper with the title "Territory and Polygamy in a Bishop". This 1935 publication was subsequently titled "Territory and polygamy in a bishop bird, Euplectes hordeacea hordeacea (Linn.)" in the journal Ibis as the journal editor felt that the title might cause misunderstanding.

Дарвиннің қоян-қойрықтары

Лактің ең танымал еңбегі — Дарвиннің финктері (Darwin's Finches) — атағы Дарвиннің атын Галапагос түрлер тобымен байланыстырып, 1936 жылы Перси Лоу бұл терминді енгізгенімен, 1947 жылы «Дарвиннің финктері» термині кеңінен танымал болды. Бұл жұмыстың екі нұсқасы бар, олардың қорытындылары күрт өзгеше. Біріншісі — Галапагос аралдарына сапардан кейін жазылған, бірақ 1945 жылға дейін жарияланбаған, кітап көлеміндегі монография. Онда Лак мүңк мөлшерінің айырмашылықтарын түрлерді тану сигналдары ретінде, яғни оқшаулау механизмдері ретінде түсіндіреді. Екіншісі — кейінірек жазылған кітап, онда мүңк мөлшерінің айырмашылықтары белгілі бір тағамдық нишаларға бейімделу ретінде қарастырылады, бұл түсіндірме кейіннен мол дәлелдермен расталды. Лактың кіріспесінде айтылғандай, бұл ойдың өзгеруіне ол соғыс жылдары өз деректерін талдаған кездегі ойлары себеп болды. Бұл түсіндірудегі өзгерістің нәтижесінде түрленуде басты назар оқшаулау механизмінің туындысы ретінде қарастырудың орнына, тиімді тамақтану үшін табиғи іріктеуге ауысты. Осылайша, оның жұмысы қазіргі эволюциялық синтезге үлкен үлес қосты, онда табиғи іріктеу эволюцияның басты қозғаушы күші ретінде қарастырылды, ал кездейсоқ немесе мутациялық оқиғалар емес. Лактың жұмысы Питер мен Розмари Грант және олардың әріптестерінің одан да кең ауқымды зерттеулеріне негіз салды. Лактың еңбегі аралдық биогеографияны зерттеуге септігін тигізді, ол Галапагос фаунасы ұсынған мәселелерді әртүрлі контексте қарастыруды жалғастыруда. Эрнст Майрдың сөзімен айтқанда:

«Түрлердің экологиялық маңыздылығына деген қызығушылықты қайта жандандырған адам – Дэвид Лак. Қазір нақты белгілі болғаны, түрлену процесі оқшаулау механизмдерін қана емес, сонымен қатар әлеуетті бәсекелестермен қатар өмір сүруге мүмкіндік беретін бейімделулерді де қажет етеді».

Лакк принципі

1943 жылы Лак Мороның «Ибис» журналына жіберген қолжазбасын оқығаннан кейін, жұмыртқа санына қызығушылық танытты. Ол кезде Лак «Ибис» журналы редакторының ассистенты болды. Лак қазір Лак принципі деп белгілі болған, «әрбір құс түрінің жұмыртқа саны табиғи іріктеу арқылы ата-анасы орташа есеппен жеткілікті тамақпен қамтамасыз ете алатын ең көп бала санына сәйкес келдірілген» деген қағиданы тұжырымдады.

Халықты реттеу

Лак табиғаттағы популяцияларды реттеуге қатысты механизмдерге үлкен қызығушылық танытты. "Жануарлар санының табиғи реттелуі" – Лактың ең көп сілтеме жасалатын еңбектерінің бірі. Онда ол өндіріс деңгейін анықтауда табиғи іріктеуге басымдық берді және тұрақты популяцияны сақтау үшін өлім-жітім көрсеткіштерімен реттеледі деген пікірге қатысты қарсылық білдірді. Оны Дж. Б. С. Холдейн математикалық тұрғыдан жетілмеген және құстарды зерттеуге бағытталған деп сынады. Тағы бір маңызды сыншы – В. К. Уинн Эдвардс, олармен шамамен он жыл дауласты. Лак өз сыншыларына жауап ретінде "Құстардың популяциялық зерттеулері" (1966) кітабында және басқа да кейінгі еңбектерінде жауап берді.

Жарияланған кітаптары

Лак, Дэвид. 1943. "Қызылқұстың өмірі". Уизерби, Лондон. (4-ші басылым, 1965, суреттерін Роберт Гиллмор салған) Лак, Дэвид. 1947. Дарвиннің финктері. Лактың туғанына 100 жыл толуына орай 2010 жылдың 16 шілдесінде Эдвард Грей институты ұйымдастырған "Дэвид Лактың 100 жылдығына арналған симпозиум" өтті. Бағдарламада Лактың орнитология, экология және эволюция салаларына қосқан ғылыми үлесі талқыланды, сонымен қатар 21-ғасырдағы осы салалардың дамуы бағаланды.

Жеке өмір

Дэвид Лак Элизабет Лакқа (қыз есімі Сильва) үйленді, ол да орнитолог болған. Элизабет Сильва 1916 жылы Гертфордширде дүниеге келді және ерте жасынан музыкаға қызығушылық танытты. Ол Лондондағы Корольдік музыка академиясына түсуді қалаған, бірақ соғыс оны Еуропадағы жедел жәрдем жүргізушісі ретінде Аумақтық көмекші қызметте қызмет етуге мәжбүр етті. Соғыстан кейін ол жұмыс іздеді және құстарға деген қызығушылығы себепті өзінің резюмесін Ричард Фиттерге жіберді, ол оны Дэвид Лакқа "Тағы біреуін қабылдамасқа тиіс" деген жазбамен берді. Бірақ Лак онымен сұхбаттасып, хатшылыққа тағайындады. Оның құстарға деген қызығушылығын байқаған Лак оны Уайтем Вудстарындағы зерттеулерге көмекші ретінде шақырды. Ол шаяндарды зерттеуге де көмектесті. Бір күні Элизабет шаяндарды бақылағаннан кейін кеңсесіне оралмады. Дэвид оның баспалдақтан құлап кеткен болуы мүмкін деп уайымдап, оны бақылаумен айналысып отырғанын тапты. Олар 1948 жылы кездесіп, 1949 жылдың 9 шілдесінде үйленді. Куәгер ретінде Джордж Варли болды. Олардың төрт баласы болды: Питер Лак (1952 жылы туған, биолог), Эндрю Лак (1953 жылы туған, сондай-ақ биолог және ғалым), Пол Лак (1957 жылы туған, жеке тәжірибелі мұғалім) және Кэтрин Лак (1959 жылы туған, университет капелланы). Лак сәулелік терапияға қарамастан, Ходжкин емес лимфомадан қайтыс болды.

Діндік наным-сенімдер

Лактың ата-анасы Англия шіркеуіне жатты, ол жас кезінде агностик болған, бірақ 1948 жылы Англия шіркеуіне қайырылды, мүмкін Дарттингтон Холлдағы достары Дэн мен Мэри Нейланның ықпалымен. Ол ғылым мен дін арасындағы үйлесімді табуға тырысты және 1957 жылы «Эволюциялық теория және христиандық сенім» деген еңбегін жазды, онда христиандық наным мен эволюциялық теория арасындағы қарым-қатынас қарастырылған. Лак эволюцияның мораль, шындық, сұлулық, ерік бостандығы, өзіне-өзі әділеттік және жеке жауапкершілік сияқты құндылықтарды түсіндіре алмайды деп сенді. Бұл кітап, белгілі бір жайттарда, Стивен Джей Гулд кейіннен танымал еткен дін мен ғылым арасындағы қарым-қатынастың бір-біріне араласпайтын салалар тұжырымдамасын болжады. Артур Кейн оның туралы: «Дэвид Лак – сол кездегі мен таныған дінге сенетін жалғыз адам еді, ол өзінің дінінің табиғаттағы табиғи іріктеуге деген көзқарасын анықтауына жол бермеді» деді.