Кіріспе

Теодосий Добжанскийдің 1937 жылғы кітабы "Генетика және түрлердің шығу тегі" – украин-американдық эволюциялық биолог Теодосий Добжанскийдің 1937 жылғы еңбегі. Ол қазіргі синтездің ең маңызды жұмыстарының бірі саналады және осы саланың алғашқы еңбектерінен болып табылады. Кітап популяциялық генетиканың зерттеулерін басқа биологтарға таратып, эволюцияның генетикалық негізін түсінуге ықпал етті. Добжанский кітабында Сеуолл Райттың (1889–1988) теориялық жұмысын табиғи популяцияларды зерттеуде пайдаланды, бұл оған сол кездегі эволюциялық мәселелерді жаңаша қарауға мүмкіндік берді. Добжанский мутация, табиғи іріктеу және түр пайда болу теорияларын қолданып, популяциялардың мінез-құлқы мен оның генетикалық әсерін түсіндіреді. Кітап эволюцияны Жердегі барлық тіршілік әртүрлілігіне себеп болатын уақыт бойынша дамып келе жатқан процесс ретінде тереңінен қарастырады. Эволюцияның зерттелуі сол кезде болғанмен, оған толыққанды назар берілмеген. Добжанский эволюцияның түрлердің пайда болуы мен олардың мәніне қатысты сол кездегі түсініксіздіктерді жойып, осы саланың дамуына зор мүмкіндіктер бар екенін көрсетті.

Өмірбаян

Дарвиннің табиғи іріктеу теориясында, қанша организм туысса, одан әлдеқайда азырақ тірі қалады. Бір бөлегінде бәсекелесуге артықшылық беретін өзгерістер болады, солардың тірі қалу және көбейу мүмкіндігі жоғары. Теорияда кемшілік жасайтын негізгі нәрсе – осы пайдалы өзгерістерді ұрпаққа беруге мүмкіндік беретін механизмнің болмауы еді. Мұндай механизм болмағандықтан, эволюция теориясы нео-ламаркизм сияқты теориялармен бәсекелестікке түсті, онда орта тікелей организмдерге әсер етіп, олардың құрылымын өзгертетін еді. Дарвин монах Грегор Мендельдің, біз қазір ген деп атайтын мұрагерлік бірліктері арқылы мұрагерлік заңдылықтарын түсіндіретін тәжірибелер жүргізіп жатқанын білмеді. Мендель генетикасын бірнеше ғалым қайта ашқанда, ол бастапқыда жағдайды одан әрі ушықтырды. Голланд ботанігі Гюго де Врис мутация теориясын жасады, онда көптеген өзгерістер маңызсыз болып, түрлердің өзгеруіне алып келмейді. Керісінше, жаңа түрлер ірі мутациялар арқылы пайда болды.

Жарияланым

Кітап 1936 жылдың қазан және қараша айларында Колумбия университетінде өткен лекциялар сериясы ретінде басталды. Добжанский 1936 жылғы жазғы кездесуде Америка генетика қоғамының Массачусетс штатындағы Вудс-Холдағы отырысына қатысуға шешім қабылдады. Генетик Лесли Данн бұл туралы білген соң, Добжанскийді Колумбияда бірнеше лекция оқуға шақырды. Ол шақыруды сәуір айында жіберді, ал бір ай ішінде лекциялар эволюциялық генетика туралы толық зерттеу жазуға бастау болуы керек екенін ұсынды. Добжанский ынталы болды және мамыр айында «Генетика және түрлердің пайда болуы» деген атауды ұсынды. Ол екі бөлімді жоспарлады – «I бөлім эволюциялық өзгерістердің көздері туралы деректерді қамтиды, ал II бөлім олардың нәсіл және түрлердің қалыптасуына әкелетін өзара әрекеттесуін талқылайды». Лекциялардан кейін (ол үшін 500 доллар алды) Добжанский Пасаденаға оралды, ал желтоқсанда Колумбия университетінің баспасы оның кітапқа қатысты ұсынысын қабылдады. 1937 жылдың ақпанында аттан құлап, тізесін жарақаттағаннан кейін ол қимылсыз қалды, жазу процесіне көмектесті; және сәуір айында ол Даннға қарау үшін қолжазбаны жіберді.

Бірінші басылымның мазмұны

Генетика және түрлердің пайда болуы екі маңызды ойды жеткізеді. Біріншісі, түр пайда болу – эволюция теориясымен түсіндірілуі қажет нақты мәселе. Табиғатта өте шағын айырмашылықтармен бөлінген бірде-бір организм популяциясы жоқ. Керісінше, табиғи әлем түрлерге бөлінген, әрқайсысының өз өзгеру диапазоны шектеулі. Екіншісі, барлық өзгешеліктер генетика принциптерімен түсіндіріледі. 1937 жылғы басылым тоғыз тараудан тұрады, олардың мазмұны төменде сипатталған.

Органикалық әртүрлілік

Бірінші тарауда кітаптың негізгі ойлары қысқаша сипатталады: Эволюциялық теория жеке тұлға, популяция және түр деңгейіндегі айырмашылықтарды ескеруі керек. Ол репродуктивтік оқшаулану қалай пайда болатынын түсіндіруге тиіс. Мақсаты – генетикалық қағидаларды пайдаланып, зертханада расталатын түсіндірме беру. (Адамдар диплоидты, анасынан және әкесінен теңдей жиынтыр алады.) Ол рафанобрассика, яғни қызылша мен кәдігі капустаның араласуынан пайда болған гибридтің мысалын келтіреді. Бұл "катаклизмік" түр пайда болудың мысалы, түр пайда болу әдетте баяу процесс деген жалпы ережеден туындайтын ерекшелік.

Оқшаулау механизмдері

Оқшаулау механизмі екі түрдің өкілдерінің сәтті ұрпақ тудыруына тосқауыл қояды. Добжанский осы терминді ойлап тапты, дегенмен бұрынғы авторлар оқшаулаудың маңыздылығын мойындағанмен, олардың себептері одан мүлдем өзгеше болды. Джордж Романс оқшаулануды өзгерістің себебі деп есептесе, Добжанский екі қарсы күшті көреді. Оқшаулау зиянды ген комбинацияларының пайда болуын баяулатып, бірақ генетикалық вариацияның көлемін де шектейді. Осылайша, түр белгілі бір фитнес ландшафтындағы шыңға жақын қалып, жаңа бейімделу шыңдарын таба алмайды.

Мутация

Добжанский эксперименттері арқылы гендердің мутациясы белгілі бір түрдің эволюциясына алып келетінін анықтады. Адаптация генетикалық дрейфте маңызды рөл атқарады және белгілі бір ортада гендер мен мутациялар осы генетикалық дрейфке әсер ететіні мәлім. Мутациялар қоршаған ортаның сыртқы факторларынан туындауы мүмкін, әсіресе организм өмір сүру жағдайлары қиын аймақта мекендесе, олар жиірек кездеседі. Организм өзінің қажеттіліктеріне сәйкес ортаға бейімделе алады. Организм сәтті бейімделген жағдайда, оның тірі қалу және көбею мүмкіндігі артады. Сондықтан оның гендері ұрпаққа берілу ықтималдығы жоғарылайды. Сөйтіп, белгілі гендер мен аллельдер болашақ ұрпаққа жетіп, Добжанский кітабында ұсынған қазіргі эволюция үрдісін жалғастырады. Добжанский табиғи іріктеудің әсерімен, мутациялар мен түрленудің көмегімен өзгерістер пайда болатынын айтты. Бұрын мутациялар сирек кездесетін, ал басқа да өзгерістер зиянды деп есептелген. Организмнің жалпы генетикалық құрамы табиғи іріктеудің нәтижесі болғандықтан, зиянды мутациялар іріктеліп алынып тасталған, сондықтан жабайы популяцияларда мутациялар аз деп саналды. Осыдан эволюция салыстырмалы түрде баяу процесс екені айтылды. Добжанскийдің осы кітабындағы маңызды еңбегінің бірі – баяу эволюция туралы пікірдің дұрыс еместігін көрсету болды. Drosophila pseudoobscura-ның жабайы популяцияларындағы хромосома құрылымын зерттеген кезде Добжанский әлі анықталмаған айтарлықтай өзгергіштікке тап болды. Бұл өзгерістер жеке организмдердің сыртқы түрінде байқалған жоқ. Добжанский кең ауқымды өзгергіштікті сақтау, қоршаған ортаның өзгеруіне байланысты популяциялардың жылдам эволюциясына мүмкіндік береді деп болжады. Бұл кітап эволюциялық синтездегі маңызды кезең болды, себебі ол мендельдік генетика мен дарвинистік теорияның бірігуін ұсынды. «Генетика және түрлердің пайда болуы» кітабында полиплоидия мутацияның бір түрі ретінде қарастырылады. Полиплоидты жасушалардың хромосома саны гаплоидты жасушалардың санынан екі есе көп. Екі түрдің арасындағы полиплоидия гибридтелуге және одан да үлкен эволюцияға әкеледі. Синтезтің палеонтология, систематика және ботаниканы қамтитын бірқатар маңызды кітаптарға дейін кеңейтілуіне көп уақыт кетпеді: Эрнст Майрдың «Систематика және түрлердің шығу тегі» (1942); Джордж Гейлорд Симпсонның «Эволюцияның қарқыны мен тәсілі» (1944); Г. Ледиард Степбинстің «Өсімдіктердегі өзгергіштік және эволюция» (1950). Бұл синтезді Джулиан Хаксли өзінің «Эволюция: қазіргі синтез» атты кітабында эволюциялық синтез деп атады. 1947 жылы Принстон қаласында өткен симпозиумда түрлі биологтар жиналып, осы синтезді қабылдағанын жариялады. Дегенмен, ол әлі толыққанды болмады. Даму биологтары теорияның өздерінің байқауларын түсіндіретініне келіспеді, және 1970-ші және 1980-ші жылдарға дейін молекулалық биология ғана бұл алшақтықты жойды. Сонымен қатар, ондаған жылдар бойы таңдаудың бірлігі ген ме, әлде организмнің толыққанды бірлігі ме деген мәселеде пікір таластар болды. 1974 жылы қазіргі синтездің барлық тірі негізін қалаушылары (Симпсон мен Бернхард Ренштен басқа) биология тарихшыларымен кездесіп, өздерінің жұмыстарын бағалау үшін конференция өткізді. Олардың барлығы «Генетика және түрлердің пайда болуы» кітабын барлық келесі жұмыстардың тікелей бастамасы деп мойындады.

Марапаттар

Добжанскийтің соңғы жылдары лейкемияның бір түрімен ауырған, бірақ ол 1975 жылғы 18 желтоқсан күні қайтыс болғанға дейін өте белсенді болды. Оның жарық көргеніне 60 жыл толуына орай Ұлттық ғылым академиясы «Генетика және түрлердің пайда болуы: Дарвинден молекулалық биологияға дейін. Добжанскийден кейін 60 жыл» атты кітап жаздырды. Ол сондай-ақ 1990 жылы шыққан «Батыс әлемінің ұлы кітаптары» жинағына қосылып, Чарльз Дарвиннің «Түрлердің пайда болуы» және «Адамның тегі» атты екі маңызды еңбегімен бірге жарияланды. 1951 жылы оның үшінші басылымы жарық көрді.