Motoo Kimura (1924–1994): neutraalne teooria ja molekulaarne evolutsioon
Selles jaapani nimes on perekonnanimi Kimura.
Motoo Kimura (13. november 1924 - 13. november 1994) oli jaapani matemaatik ja bioloog. Ta on tuntud molekulaarse evolutsiooni neutraalse teooria tutvustajana 1968. aastal. "Evolutsioonikiiruse arvutamine nukleotiidide asenduste järgi näib andvat nii suure väärtuse, et paljud asjaomased mutatsioonid peavad olema neutraalsed".
Temast sai üks mõjukamaid teoreetilisi populatsioonigeneetikuid:
Motoo Kimura teadustöö panuse võib jagada kahte ossa. Esimene on rida teoreetilise populatsioonigeneetika alaseid töid, mille kvaliteet ja hulk asetavad ta suure kolmainsuse, R. A. Fisheri, J. B. S. Haldane'i ja Sewall Wrighti järeltulijaks. Teine on tema neutraalne teooria, mille kohaselt on suurem osa molekulaarsetest evolutsioonilistest muutustest tingitud pigem mutatsioonist ja juhuslikust juhusest kui looduslikust valikust.
Kimura oli tugevalt mõjutatud Sewall Wrightist; peamine erinevus seisneb selles, et Wright oli peamiselt huvitatud populatsioonidest, samas kui Motoo töö keskmes olid muutused molekulaarsel tasandil. Kimura ideede modifitseeritud versioonid on tänapäevalgi kasutusel.
1992. aastal sai Kimura Kuningliku Seltsi Darwini medali ja järgmisel aastal sai ta Kuningliku Seltsi välisliikmeks.
Põhilised teaduslikud panused
Neutraalne teooria (1968) — Kimura pakkus välja, et molekulaarsel tasandil fikseerub suures osas mutatsioone juhusliku geneetilise triiviga, mitte ainult loodusliku valiku kaudu. Selle teooria keskne tulemus on, et neutraalse mutatsiooni fikseerumise kiirus (asenduste kiirus) on võrdne neutraalsete mutatsioonide tekkimise määraga ehk mutatsioonimääraga, sõltumata populatsiooni suurusest. See pakkus loogilise seletuse molekulaarse kella nähtusele, kus molekulaarne muutus toimub ligikaudu konstantsel kiirusel ajas.
Matemaatilised mudelid ja analüüs — Kimura arendas edasi ja kasutas difusioonianalüüse ning muid probabilistlikke meetodeid, et arvutada mutatsioonide fikseerumise tõenäosusi ja aja mõõtmeid populatsioonides. Üks lihtne, laialt levinud tulemus, mis seostub tema tööga: neutraalse alleeli fikseerumise tõenäosus on võrdne selle algse sagedusega (näiteks uue diploidse mutatsiooni fikseerumise tõenäosus on 1/(2N)).
Ülesehitus ja praktilised mudelid — Kimura töötas välja ka põhjalikke asenduse mudeleid nukleotiidide jaoks, mis arvestavad erinevate asenduskiiruste jaotust (näiteks üleminekute ja ülekandumiste erinevus). Selliseid mudeleid kasutatakse tänapäevalgi molekulaarsete kauguste hindamiseks ja filogeneetikas.
The Neutral Theory of Molecular Evolution (raamat, 1983) koondab ja selgitab tema ideid laiemale publikule ning kujunes oluliseks allikaks nii molekulaarbioloogidele kui ka teoreetilistele geneetikutele.
Teaduslik mõju, vaidlused ja pärand
Kimura töö tekitas ja tekitas jätkuvalt aktiivset teaduslikku arutelu. Neutraalse teooria ei tähendanud, et valik oleks tähtsusetu, vaid rõhutas, et molekulaarsete andmete tõlgendamisel tuleb arvestada geneetilise triivi ja mutatsiooni rolli. Tema tulemustest tekkisid ka vastuväited ja alternatiivsed lähenemised — näiteks Tomoko Ohta arendas edasi peaaegu neutraalset teooriat, mis võtab arvesse nõrka valikut ning seda, kuidas populatsiooni tõeline efektiivne suurus mõjutab mutatsioonide käitumist.
Kimura matemaatilised mudelid ja ideed mõjutavad endiselt populatsioonigeneetikat, molekulaarset evolutsiooni ja bioinformaatikat: tema arendatud lähenemisi kasutatakse mutatsioonimäärade hindamiseks, filogeneetiliseks modelleerimiseks ja molekulaarsete kellade kalibreerimiseks. Tema töö näitas, kuidas range matemaatika ja statistika võivad selgitada bioloogilisi protsesse molekulaarsel tasandil.
Isiklik ja teaduslik pärand
Motoo Kimura oli mitmekülgne teadlane — tema taust matemaatikas aitas tal luua selgeid ja üldistavaid mudeleid bioloogiliste nähtuste kirjeldamiseks. Ta avaldas hulga teadusartikleid ja ühe mõjuka monograafia, ning tema ideed on lõimitud nii teoreetilisse kui ka empirilisse evolutsioonibioloogiasse. Kimura suri 13. novembril 1994, oma 70. sünnipäeval; tema töö jätkab mõjutamast põlvkondi teadlasi ja on osa tänapäeva genoomi- ja populatsioonigenetika vundamendist.
Au
- Weldoni mälestuspreemia (Ühendkuningriik), 1965.
- Jaapani Akadeemia auhind, 1968.
- Kultuuri orden (Jaapan), 1976.
- Kuningliku Seltsi (Ühendkuningriik) Darwini medal 1992; välisliige, 1993.
Küsimused ja vastused
K: Mis on selle jaapani nime perekonnanimi?
V: Perekonnanimi on Kimura.
K: Kes oli Motoo Kimura?
V: Motoo Kimura (13. november 1924 - 13. november 1994) oli jaapani matemaatik ja bioloog. Ta oli tuntud molekulaarse evolutsiooni neutraalse teooria tutvustajana 1968. aastal.
K: Milles seisnes Motoo Kimura teadustöö panus?
V: Motoo Kimura teadustöö panust võib jagada kahte ossa. Esimene on rida teoreetilise populatsioonigeneetika alaseid töid, mille kvaliteet ja kvantiteet asetavad ta suure kolmainsuse, R. A. Fisheri, J. B. S. Haldane'i ja Sewall Wrighti järeltulijaks. Teine on tema neutraalne teooria, mille kohaselt on suurem osa molekulaarsetest evolutsioonilistest muutustest tingitud pigem mutatsioonist ja juhuslikust juhusest kui looduslikust valikust.
K: Mille poolest erines Motoo Kimura Sewall Wrightist?
V: Kimura oli tugevalt mõjutatud Sewall Wrightist; peamine erinevus seisneb selles, et Wright oli peamiselt huvitatud populatsioonidest, samas kui Motoo töö keskmes olid muutused molekulaarsel tasandil.
K: Kas Motoo Kimura ideede modifitseeritud versioonid on tänapäevalgi kasutusel?
V: Jah, Kimura ideede modifitseeritud versioonid on tänapäevalgi kasutusel.
K: Milliseid auhindu sai ta oma eluajal?
V: 1992. aastal sai Kimura Kuningliku Seltsi Darwini medali ja järgmisel aastal sai ta Kuningliku Seltsi välisliikmeks.
K: Mida ta ütles evolutsioonikiiruse arvutamise kohta?
V: "Evolutsioonikiiruse arvutamine nukleotiidide asenduste järgi näib andvat nii suure väärtuse, et paljud asjaomased mutatsioonid peavad olema neutraalsed".
