Питер и Розмари Грант

Питер и Розмари Грант изучают птиц в 2007 году.

Питер Рэймонд Грант FRS FRSC (род. 26 октября 1936 г.) и Барбара Розмари Грант FRS FRSC (род. 8 октября 1936 г.) — британская супружеская пара, биологи-эволюционисты из Принстонского университета . Каждый в настоящее время занимает должность почетного профессора. Они известны своей работой с дарвиновскими вьюрками на Дафне-Майор , одном из Галапагосских островов . С 1973 года Гранты проводят шесть месяцев в году, отлавливая, маркируя и беря образцы крови у вьюрков на острове. Они работали над тем, чтобы показать, что естественный отбор можно наблюдать в течение одной жизни или даже в течение нескольких лет. Чарльз Дарвин первоначально думал, что естественный отбор — это долгий и затяжной процесс, но Гранты показали, что эти изменения в популяциях могут происходить очень быстро.

В 1994 году они были награждены премией Лейди Академии естественных наук Филадельфии. Гранты стали темой книги Клюв вьюрка: история эволюции в наше время» « Джонатана Вайнера , получившей Пулитцеровскую премию в области научной литературы в 1995 году.

В 2003 году Гранты стали совместными лауреатами Премии Лойя и Олдена Миллеров за исследования . В 2005 году они выиграли премию Бальзана в области популяционной биологии. В цитате из премии Бальзана говорится:

Питер и Розмари Грант известны своими замечательными долгосрочными исследованиями, демонстрирующими эволюцию в действии галапагосских вьюрков. Они продемонстрировали, как очень быстрые изменения размера тела и клюва в ответ на изменения в снабжении пищей вызываются естественным отбором. Они также выяснили механизмы возникновения новых видов и то, как поддерживается генетическое разнообразие в природных популяциях. Работа Грантов оказала плодотворное влияние в области популяционной биологии, эволюции и экологии.

Оба Гранта являются членами Королевского общества : Питер в 1987 году и Розмари в 2007 году. В 2008 году Гранты были среди тринадцати получателей медали Дарвина-Уоллеса , которая вручается каждые пятьдесят лет Лондонским Линнеевским обществом . В 2009 году они стали лауреатами ежегодной Киотской премии в области фундаментальных наук — международной награды, присуждаемой за значительный вклад в научное, культурное и духовное улучшение человечества. В 2017 году они получили Королевскую медаль по биологии «за исследования экологии и эволюции дарвиновских вьюрков на Галапагосских островах, продемонстрировавшие, что естественный отбор происходит часто и в результате эволюция происходит быстро».

Ранние годы

Барбара Розмари Грант родилась в Арнсайде , Англия, в 1936 году. В юности она собирала окаменелости растений и сравнивала их с живыми двойниками. В 12 лет она прочитала книгу Дарвина «Происхождение видов» . Несмотря на то, что ее директриса сказала, что продолжать образование в области, где доминируют мужчины, было бы глупо, помимо заражения серьезным случаем эпидемического паротита, который временно остановил ее академическую деятельность, она решила продолжить свое образование. В 1960 году она окончила Эдинбургский университет по специальности зоология . В течение следующего года она изучала генетику у Конрада Уоддингтона , а позже написала диссертацию, посвященную изучению изолированных популяций рыб. Этот проект был приостановлен, когда она согласилась биологию преподавать в Университете Британской Колумбии . где она встретила Питера Гранта.

Питер Рэймонд Грант родился в 1936 году в Лондоне , но переехал в английскую сельскую местность, чтобы избежать бомбардировок во время Второй мировой войны . Он посещал школу на границе Суррея и Хэмпшира, где собирал ботанические образцы, а также насекомых. Он учился в Кембриджском университете , а затем переехал в Ванкувер , Британская Колумбия , Канада , и начал работу над докторской степенью по зоологии в Университете Британской Колумбии . Питер встретил Розмари после того, как начал там свои исследования, и через год они поженились.

Образование и карьера

Питер Грант

• Бакалавр (с отличием) – Кембриджский университет – 1960 г.
• Доктор философии - Университет Британской Колумбии, 1964 г.
• Постдокторская стипендия - Йельский университет, 1964–1965 гг.
• Доцент - Университет Макгилла - 1965–1968 гг.
• Доцент - Университет Макгилла - 1968–1973 гг.
• Профессор - Университет Макгилла - 1973–1977 гг.
• Профессор – Мичиганский университет – 1977–1985 гг.
• Приглашенный профессор – Уппсальский и Лундский университеты – 1981, 1985 гг.
• Профессор – Принстонский университет – 1985 г.
• Выпуск 1877 г., профессор зоологии, Принстонский университет, 1989 г.
• Почетный профессор зоологии - Принстонский университет, 2008 г.

Розмари Грант

• Бакалавр наук (с отличием), Эдинбургский университет, 1960 г.
• Доктор философии (эволюционная биология), Уппсальский университет, 1985 г.
• научный сотрудник, Йельский университет, 1964 г.
• научный сотрудник, Университет Макгилла, 1973 г.
• научный сотрудник, Мичиганский университет, 1977 г.
• Научный сотрудник и преподаватель, Принстонский университет, 1985 г.
• Старший научный сотрудник в звании профессора, Принстонский университет, 1997 г.
• Старший научный сотрудник в звании почетного профессора Принстонского университета, 2008 г.

Исследовать

В своей докторской степени Питер Грант изучал взаимосвязь между экологией и эволюцией и их взаимосвязь. Гранты отправились на острова Трес-Мариас у Мексики, чтобы провести полевые исследования птиц, населявших остров. Они сравнили различия в длине клюва и размерах тела между популяциями, живущими на островах и близлежащем материке. Из исследованных птиц одиннадцать видов существенно не отличались между материком и островами; четыре вида были значительно менее изменчивы на островах, а один вид - значительно более изменчив. В среднем у птиц на островах клювы были крупнее. Гранты объяснили эти различия тем, какие продукты были доступны, а то, что было доступно, зависело от конкурентов. Более крупные клювы указывали на большее разнообразие продуктов питания, присутствующих в окружающей среде.

В 1965 году Питер Грант принял должность в Университете Макгилла в Монреале. Он создал метод проверки гипотезы конкуренции, чтобы увидеть, работает ли она сегодня так же, как в прошлом. Исследование проведено на луговых полевках и лесных мышах. В исследовании рассматривалась конкуренция между популяциями грызунов и между видами грызунов. В своей статье «Межвидовая конкуренция среди грызунов» он пришел к выводу, что конкурентное взаимодействие за пространство характерно для многих видов грызунов, а не только для тех видов, которые подробно изучены. Грант также утверждает, что существует множество причин усиления конкуренции: воспроизводство, ресурсы, количество пространства и вторжение других видов.

Дафна Мейджор на Галапагосских островах была идеальным местом для проведения экспериментов и изучения изменений внутри птиц. Он был изолирован и необитаем; любые изменения, которые должны были произойти с землей и окружающей средой, будут вызваны природными силами без каких-либо разрушений со стороны человека. Остров предоставил лучшие условия для изучения естественного отбора; сезоны сильных дождей сменились сезонами длительной засухи. Эти изменения окружающей среды повлекли за собой изменения в типах пищи, доступной птицам. Гранты будут изучать это в течение следующих нескольких десятилетий своей жизни.

В 1973 году Гранты отправились на, как они думали, двухлетнее исследование на остров Дафна Мейджор. Там они изучат эволюцию и в конечном итоге определят, что движет образованием новых видов. тринадцать видов вьюрков На острове обитают ; пять из них - древесный вьюрок, один певчий зяблик, один зяблик-вегетарианец и шесть видов наземных вьюрков. Эти птицы предоставляют отличный способ изучения адаптивной радиации . Их клювы зависят от типа диеты, которую они едят, что, в свою очередь, отражает доступную пищу. Зябликов легко поймать, и они представляют собой хорошее животное для изучения. Гранты метили, маркировали, измеряли и брали образцы крови птиц, которых они изучали. Двухлетнее исследование продолжалось до 2012 года.

За сезон дождей 1977 года выпало всего 24 миллиметра дождя. Два основных вида вьюрков пострадали исключительно сильно, и многие из них погибли. Отсутствие дождей привело к тому, что основные источники пищи стали скудными, что вызвало необходимость поиска альтернативных источников пищи. Меньшие и более мягкие семена закончились, остались только более крупные и жесткие семена. Виды вьюрков с меньшими клювами изо всех сил пытались найти альтернативные семена для еды. Следующие два года показали, что естественный отбор может происходить очень быстро. Поскольку более мелкие виды вьюрков не могли съесть крупные семена, они вымерли. Зяблики с более крупными клювами могли поедать семена и размножаться. Популяция в годы после засухи 1977 года имела клювы «значительно больше», чем у предыдущих птиц.

В 1981 году Гранты наткнулись на птицу, которую они никогда раньше не видели. Он был тяжелее других наземных вьюрков более чем на пять граммов. Эту птицу назвали Большая Птица. У него было много отличий от местных вьюрков: странный зов, очень блестящие перья, он мог питаться как крупными, так и мелкими семенами, а также нектаром, пыльцой и семенами кактусов, растущих на острове. Хотя гибриды случаются, многие птицы, живущие на острове, склонны придерживаться своего вида. Большая Птица прожила тринадцать лет, первоначально скрещиваясь с местными видами. Его потомки спаривались внутри себя только последние тридцать лет, всего семь поколений.

Первоначально предполагалось, что Большая Птица была иммигрантом с острова Санта-Крус . Однако в 2015 году анализ полного генома связал его происхождение с птицей, которая возникла на острове Эспаньола , более чем в 100 километрах от Дафны Майор, — испанском кактусовом вьюрке ( G. conirostris ). Потомки G. conirostris и местных вьюрков ( G. fortis ) стали отдельным видом, что стало первым примером видообразования , непосредственно наблюдаемым учеными в этой области. Полногеномные исследования позволили ученым проследить изменения в геноме по мере того, как виды стали различаться. Было установлено, что гены формы клюва (ALX1) и размера клюва (HMGA2) имеют решающее значение для отделения гибридизированных видов от местных вьюрков. Также могут быть задействованы гены, связанные с песней вьюрков.

В течение 1982–1983 годов Эль-Ниньо приносило дожди, продолжавшиеся восемь месяцев. В обычный сезон дождей в Дафне Мейджор обычно бывает два месяца дождя. Сильный дождь привел к смене видов растительности, произрастающей на острове. Семена изменились от крупных, трудно раскалываемых семян до множества различных типов мелких и мягких семян. Это дало птицам с меньшими клювами преимущество, когда в следующем году разразилась очередная засуха. Вьюрок с маленьким клювом мог съесть все мелкие семена быстрее, чем птицы с более крупными клювами могли добраться до них.

В 2003 году на острове произошла засуха, аналогичная по силе засухе 1977 года. Однако в период между засухами (начиная с конца 1982 года) большого наземного вьюрка ( Geospiza magnirostris на острове образовалась гнездовая популяция ). Рацион этого вида частично совпадает с рационом среднего наземного вьюрка ( G. fortis ), поэтому они являются потенциальными конкурентами. Засуха 2003 года и, как следствие, сокращение запасов пищи, возможно, усилили конкуренцию этих видов друг с другом, особенно за более крупные семена в рационе среднеземельных вьюрков. После засухи средний размер клюва средней популяции наземных вьюрков уменьшился, в отличие от увеличения размера, обнаруженного после засухи 1977 года. Предполагалось, что это произошло из-за присутствия большого наземного вьюрка; особи среднего наземного вьюрка с меньшим клювом, возможно, смогли выжить лучше из-за отсутствия конкуренции с большим наземным вьюрком за крупные семена. Это пример смещения персонажа .

Важные выводы

В книге «Эволюция: обретение смысла жизни » выводы 40-летнего исследования Грантов можно разбить на три основных урока. Во-первых, естественный отбор — это переменный, постоянно меняющийся процесс. Тот факт, что они изучали остров как во время сильных дождей, так и во время засухи, дает лучшее представление о том, что происходит с населением с течением времени. Следующий извлеченный урок заключается в том, что эволюция на самом деле может быть довольно быстрым процессом. Это не займет миллионы лет; эти процессы можно будет увидеть уже через два года. И наконец, что самое главное, как утверждает автор, выбор может меняться со временем. В некоторые годы отбор будет отдавать предпочтение птицам с более крупными клювами. В другие годы со значительным количеством более мелких семян отбор будет отдавать предпочтение птицам с меньшими клювами.

В своей статье 2003 года Гранты завершают свое многолетнее исследование, заявляя, что отбор колеблется в определенном направлении. По этой причине ни средний наземный вьюрок, ни кактусовый вьюрок не остались морфологически прежними на протяжении всего эксперимента. Средний размер клюва и тела сегодня не такие же, как в начале исследования. Гранты также заявляют, что эти изменения в морфологии и фенотипах нельзя было предсказать вначале. Они смогли непосредственно стать свидетелями эволюции видов вьюрков в результате непостоянной и суровой среды обитания Дафны Майор.

Награды и признание

Питер Грант

Награды и признание включают в себя:

Общества и академии:

• Королевское общество Лондона
• Королевское общество Канады
• Американское философское общество
• Американская академия искусств и наук
• Американское общество натуралистов (президент – 1999 г.)
• Американская академия наук
• Общество изучения эволюции
• Экологическое общество Америки
• Союз американских орнитологов
• Линнеевское общество Лондона
• Общество поведенческой экологии
• Фонд Чарльза Дарвина

Почетные степени

• Почетный доктор Уппсальского университета, Швеция, 1986 г.
• Университет Сан-Франциско, Кито, 2005 г.
• Университет Цюриха – 2008 г.
• Университет Торонто-2017

Заместитель редактора научных журналов

• Экология – 1968–1970 гг.
• Эволюционная теория – 1973–
• Биологический журнал Линнеевского общества – 1984–.
• Философские труды Лондонского королевского общества - 1990–1993 гг.

Почетный гражданин Пуэрто-Бакерисо, И. Сан-Кристобаль, Галапагосские острова – 2005–

Розмари Грант

Награды и признание включают в себя:

Общества и академии:

• Американская академия искусств и наук
• Фонд Чарльза Дарвина
• Американское общество натуралистов
• Королевское общество Канады
• Королевское общество Лондона
• Американское философское общество

Почетные степени:

• Университет Макгилла, 2002 г.
• Университет Сан-Франциско, Кито, 2005 г.
• Цюрихский университет, 2008 г.
• Университет Торонто, 2017 г.

Почетный гражданин Пуэрто-Бакерисо, И. Сан-Кристобаль, Галапагосские острова – 2005–

ежегодно удостаивает ее С 2010 года Общество по изучению эволюции премии Розмари Грант за исследования для аспирантов, которая поддерживает «студентов на ранних этапах их докторских программ, позволяя им собирать предварительные данные... или расширить масштабы своих исследований за пределы текущих ограничений финансирования».

Получено совместно

• 2017 Королевская медаль , Королевское общество
• 2009 г. Киотская премия , Фонд Инамори
• 2009 Медаль Дарвина-Уоллеса , Лондонское Линнеевское общество
• муниципалитета Пуэрто-Рико, 2006 г. Айора Научная премия
• 2005 г. Премия Бальзана в области популяционной биологии
• Премия выдающимся ученым 2005 г., Американский институт биологических наук
• 2003 года Премия Гриннелла , Калифорнийский университет в Беркли
• 2003 Премия Лойя и Олдена Миллеров , Орнитологическое общество Купера
• 2002 Медаль Дарвина , Королевское общество
• 1998 года Премия Э.О. Вильсона , Американское общество натуралистов.
• 1994 Медаль Лейди , Академия естественных наук Филадельфии.

Книги

• Грант, Б. Розмари; Грант, Питер Р. (1989). Эволюционная динамика естественной популяции: большой кактусовый вьюрок с Галапагосских островов . Чикаго: Издательство Чикагского университета. ISBN  978-0-226-30590-5 . OCLC   1149015572 - через Интернет-архив.
• Грант, Питер Р.; Грант, Б. Розмари (2007). Как и почему размножаются виды: радиация дарвиновских вьюрков . Принстон: Издательство Принстонского университета. дои : 10.1515/9781400837946 . ISBN  978-0-691-13360-7 . JSTOR   j.ctvx5wc23 . OCLC   474218839 .
• Грант, Питер Р.; Грант, Б. Розмари (2014). 40 лет эволюции: дарвиновы зяблики на острове Дафна Мейджор . Принстон, Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета. ISBN  978-1-4008-5130-0 . JSTOR   j.ctt5hhncc . OCLC   870597475 .
• Грант, Б. Розмари (2024). Один шаг в сторону, три шага вперед: путь одной женщины к становлению биологом . Принстон, Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета. дои : 10.2307/jj.9446867 . ISBN  978-0-691-26069-3 . JSTOR   jj.9446867 . OCLC   1437724652 .

Гранты стали предметом Пулитцеровской премии в области научной литературы в 1995 году: Вайнер, Джонатан (1994). Клюв зяблика: история эволюции в наше время . Нью-Йорк: Knopf: Распространяется Random House. ISBN  978-1-101-87296-3 . OCLC   971624928 .

Внешние ссылки

• Веб-страница Питера Гранта
• Веб-страница Розмари Грант
• Королевская медаль 2017 г.