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20세기의 사상, 유전학 연구, 진화론, 인간진화에 중요한 영향을 끼쳤다.

수학교사의 아들로 태어나서 10세 때부터 키예프에서 살았고, 키예프대학에서 교수로 있었다(1917~21). 1924년 상트페테르부르크로 거처를 옮겼다.

1927년 그는 토머스 헌트 모건과 함께 연구하기 위해서 록펠러 펠로(Rockefeller Fellow)로서 뉴욕 시에 있는 컬럼비아대학교에 갔다. 모건과 함께 패서디나에 있는 캘리포니아공과대학의 교수로 있으면서 1937년 미국 시민권을 얻었다. 1940년에 컬럼비아대학교로 다시 돌아와 1962년까지 동물학 교수로 있었고, 그후 록펠러 연구소(지금의 록펠러대학교)로 자리를 옮겼다.

은퇴한 후 1971년에 캘리포니아대학교(데이비스)로 갔다.

1920~35년 수학자와 실험자들은 다윈의 진화와 멘델 유전학을 종합하는 학설에 대한 기본원리에 전념하기 시작했는데, 도브잔스키는 초창기부터 이런 계획에 참여했다. 그의 저서인 〈유전학과 종의 기원 Genetics and the Origin of Species〉(1937)은 이 주제에 대해 최초로 실질적인 통합을 한 것으로 진화유전학을 독립적인 분야로 확립시켰다.

1930년대까지 일반적으로 갖고 있던 견해는, 자연선택이 최선에 가장 가까운 것을 만들어내며 이런 변화는 한 세대에 나타나지 않고 여러 세대에 걸쳐 드물고 느리게 나타난다는 것이었다.

도브잔스키의 가장 중요한 업적은 이런 견해에 변화를 준 것이었다. 초파리의 한 종인 드로소필라 프슈도옵스쿠라의 야생개체군을 관찰하여 광범위한 유전적 변이성을 발견하였고, 1940년경 어떤 일정 지역의 개체군에서는 특정 유전자들이 계절에 따라 그 빈도가 규칙적으로 변한다는 증거들을 얻었다.

예를 들어, 어떤 유전자가 봄에는 개체군 내의 모든 개체 중 40％에서 나타나지만, 늦여름이 되면서 같은 염색체좌에 있는 다른 유전자를 희생시켜 60％까지 증가하고, 겨울을 나면 다시 40％가 된다는 것이다. 초파리의 한 세대가 1개월이라는 것을 감안하면 이러한 변화는 빠른 것이며, 이는 서로 다른 기후 조건 아래에서 여러 형태를 보이는 생식적 적응도에 큰 영향을 끼친다.

또 도브잔스키는 새로운 먹이를 계속적으로 공급함으로써 작은 시험관 안에서 여러 해 동안 유지할 수 있는 실험개체군에서 많은 변화과정을 관찰할 수 있었고, 또다른 실험에서는 유전적으로 이형인 것이 동형인 것보다 생존과 생식에서 더 우월하다고 밝혔다.

이형접합자의 우월성이 개체군 내 유전자의 양쪽 쌍을 모두 보존시켜준다는 것은 이미 알려져 있었다. 그는 새로 나타난 유전자는 처음에는 드물고, 다음 세대의 개체들이 양친의 양쪽 모두로부터 이런 유전자를 물려받을 가능성은 극히 적다고 지적했다. 따라서 '유리한 입장'이 될 수 있으며 개체군 내에 좀더 널리 퍼질 수 있는 유전자만이 '좋은 혼합형', 즉 적은 숫자의 유전자가 개체군 내의 다른 유전자와 무작위로 결합되었을 때 우월한 유전자형을 만들어낼 수 있다는 것이다(유전자풀). 그가 제안한 유전자 체계는 환경조건이 변한다면 자연선택에 반응하여 매우 빠르게 변화할 수 있다.

각 세대에서 나타나는 다양한 유전자형 중에서 많은 것들이 환경에 적응하고 더 많은 후손을 남기게 됨으로써 이 유전자들은 다음 세대에서 좀더 흔히 볼 수 있게 된다. 반면에, 대부분의 유전자 변이가 드물게 일어나는 상당히 균일한 개체군을 가정한 그 이전의 생각에 의하면, 변이들이 새로운 환경에 적응하고 일반적으로 되기에는 더욱 많은 시간을 필요로 하는 동시에 지역적 개체군들은 수가 감소할 위험성과 심지어는 절멸할 위험성까지도 있다.

그의 또다른 중요한 업적은 종분화를 다룬 것인데, 이 과정으로 1종은 시간에 따라 단순히 특징만 변하는 것이 아니라 실제로 2종 이상으로 갈라진다.

그는 연구를 인류유전학과 인류고생물학으로 확장하여 인간의 가계에 관해서도 서적을 남겼다. 〈유전학과 종의 기원〉이 생물진화에 큰 영향을 주었듯이 〈인류진화 Mankind Evolving〉(1962)는 인류진화를 연구하는 인류학자와 학생들에게 큰 영향을 주었다. 자연철학적 경향과 인류진화가 미래에도 일어날 것이라는 데 대한 그의 관심은 마침내 인간의 본성과, 삶과 죽음의 목적에 대한 견해로 그를 유도해갔다. 이런 견해들은 〈인간 자유의 생물학적 기초 The Biological Basis of Human Freedom〉(1956)·〈궁극적 관심인 생물학 The Biology of Ultimate Concern〉(1967) 등에 담겨 있다.

〈진화과정의 유전학 Genetics of the Evolutionary Process〉(1970)은 33년 에 걸친 그의 진화 연구의 과학적 진행과정을 반영하고 있다.

그는 실험 생물학자와 저술가로서 뿐만 아니라 야외 연구가로도 유명하다. 그는 알래스카에서 티에라델푸에고까지 남극을 제외한 모든 대륙에서 채집활동을 했다. 또한 감동적인 강연가이며 교수였던 그는 많은 해외 학자들의 방문을 끊임없이 받았는데, 그들은 그로부터 많은 연구 경험을 배워갔다.

1918년부터 400편이 넘는 연구 논문을 냈는데, 이는 현대 진화론의 실질적인 증거의 중요한 부분이 되었다. 그의 탁월성은 문헌상에서 실험적·이론적 자료들을 취사선택하여 광범위하고 포괄적인 견해로 종합하는 능력에 있었다.