Кіріспе
Британдық эволюциялық биологтар Питер Реймонд Грант (26 қазан 1936 жылы туған) және Барбара Розмари Грант (8 қазан 1936 жылы туған) – Принстон университетіндегі эволюциялық биологтар. Қазіргі уақытта олардың әрқайсысы зейнеткер профессор лауазымында. Олар Галапагос аралдарының бірі – Дафне-Майордағы Дарвиннің қанатқазымен жүргізген жұмыстарымен танымал. 1973 жылдан бері Гранттар жыл сайын алты ай бойы аралдағы қанатқазыларды ұстап, таңбалап, қан үлгілерін алып келеді. Олар табиғи іріктеудің бір өмір бойында немесе тіпті бірнеше жылдың ішінде байқалатынын көрсетті. Чарльз Дарвин табиғи іріктеудің ұзаққа созылатын процесс деп ойлаған, бірақ Гранттар популяциядағы осы өзгерістердің өте жылдам болатынын дәлелдеді. 1994 жылы олар Филадельфияның Табиғи ғылымдар академиясынан Лейди сыйлығын алды. Гранттар Джонатан Вайнердің «Финктың мүсіні: біздің замандағы эволюцияның тарихы» атты кітабының тақырыбы болды, ол 1995 жылы Пулитцер сыйлығының жалпы танымдық емес әдебиет номинациясында жеңіске жетті. 2003 жылы Гранттар Лой және Алден Миллер ғылыми-зерттеу сыйлығының бірлескен иегерлері атанды. 2005 жылы олар популяциялық биология саласындағы Балзан сыйлығын жеңіп алды. Балзан сыйлығының мақтау қағазында былай делінген: Питер және Розмари Грант Галапагос аралдарындағы қанатқазыларда эволюцияның іс жүзінде жүзеге асырылуын көрсететін ұзақ мерзімді зерттеулерімен ерекше көзге түсті. Олар табиғи іріктеудің нәтижесінде тамақ қорының өзгеруіне байланысты дене және мүсіннің мөлшерінің өте жылдам өзгеруін көрсетті. Сондай-ақ, олар жаңа түрлердің қалай пайда болатыны және табиғи популяцияларда генетикалық әртүрліліктің қалай сақталуын анықтады. Гранттардың жұмысы популяциялық биология, эволюция және экология салаларына маңызды үлес қосты.
Peter Raymond Grant (born October 26, 1936) and Barbara Rosemary Grant (born October 8, 1936) are a British married couple who are evolutionary biologists at Princeton University. Each currently holds the position of emeritus professor. They are known for their work with Darwin's finches on Daphne Major, one of the Galápagos Islands. Since 1973, the Grants have spent six months of every year capturing, tagging, and taking blood samples from finches on the island. They have worked to show that natural selection can be seen within a single lifetime, or even within a couple of years. Charles Darwin originally thought that natural selection was a long, drawn out process but the Grants have shown that these changes in populations can happen very quickly. In 1994, they were awarded the Leidy Award from the Academy of Natural Sciences of Philadelphia. The Grants were the subject of the book The Beak of the Finch: A Story of Evolution in Our Time by Jonathan Weiner, which won the Pulitzer Prize for General Non Fiction in 1995. In 2003, the Grants were joint recipients of the Loye and Alden Miller Research Award. They won the 2005 Balzan Prize for Population Biology. The Balzan Prize citation states:
Peter and Rosemary Grant are distinguished for their remarkable long term studies demonstrating evolution in action in Galápagos finches. They have demonstrated how very rapid changes in body and beak size in response to changes in the food supply are driven by natural selection. They have also elucidated the mechanisms by which new species arise and how genetic diversity is maintained in natural populations. The work of the Grants has had a seminal influence in the fields of population biology, evolution, and ecology.
Алғашқы жылдар
Барбара Розмари Грант 1936 жылы Англияның Арнсайд қаласында дүниеге келген. Жастық шағында ол өсімдіктердің қазбаларын жинап, оларды тірі өсімдіктермен салыстырған. 12 жасында Дарвиннің «Түрлердің пайда болуы» еңбегін оқыды. Мектеп директрисасының айтуынша, ерлер басымдылық ететін мамандық бойынша білім алу ақымақтық болар еді, сонымен қатар, ол оқуын уақытша тоқтатқан ауыр сіреспеге шалдықты, бірақ білімін жалғастыруға шешім қабылдады. 1960 жылы Эдинбург университетін зоология мамандығы бойынша бітірді. Келесі жылы ол Конрад Уоддингтонның генетикасын оқыды, кейіннен балықтардың оқшауланған популяцияларын зерттеу үшін диссертация қорғады. Алайда, Британдық Колумбия университетінде биология пәнінен сабақ беруге орналасқаннан кейін бұл жоба тоқтап қалды. Питер Реймонд Грант 1936 жылы Лондонда дүниеге келді, бірақ Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде бомбалаудан қашу үшін Англияның ауылдық жерлеріне көшіп кетті. Ол Суррей және Гэмпшир шекарасындағы мектепке барып, ботаникалық үлгілер мен жәндіктер жинады. PhD (Эволюциялық биология), Уппсала университеті, 1985 жыл. Аралдардағы құстардың мүңкілері орташа есеппен ірілеу болған. Гранттар осы айырмашылықты қол жетімді азық-түлікке және бәсекелестікке байланысты деп түсіндірді. Ірі мүңкілер ортада азық-түліктің көптеген түрлерінің бар екенін көрсетеді. «Кеміргіштер арасындағы түрлік бәсекелестік» атты мақаласында ол кеңістік үшін бәсекелестік көптеген кеміргіш түрлер арасында, егжей-тегжейлі зерттелген түрлер ғана емес, кең таралған екенін көрсетті. Арал табиғи сұрыпталуды зерттеу үшін ең қолайлы ортаны ұсынды: ылғалды маусымдар ұзақ құрғақшылықтармен алмасып отырды. Осы экологиялық өзгерістер құстарға қол жетімді азық-түлік түрлерінің өзгеруіне әкелді. Гранттар бұл мәселені өмірінің келесі ондаған жылдарында зерттеді. 1973 жылы Гранттар Дафне-Майор аралында екі жылдық зерттеу жүргізу үшін аттанды. Олар эволюцияны зерттеп, жаңа түрлердің қалыптасуына не ықпал ететінін анықтамақ болды. Жаңбырдың аз болуы негізгі азық-түлік көздерінің азаюына әкелді, соның салдарынан балама азық-түлік іздеу қажет болды. Кішкентай, жұмсақ тұқымдар бітіп, тек үлкен, қатты тұқымдар ғана қалды. Кішкентай мүңкілер балама тұқымдарды табу үшін күресті. Олар бұл құсты «Үлкен құс» деп атады. Оның жергілікті мүңкілерден ерекшеліктері бар: ерекше дауысы, жарқыраған қауырсыны, үлкен және кішкентай тұқымдарды жеу қабілеті, сондай-ақ аралда өсетін кактустардың нектарын, тозаңын және тұқымдарын жеуге болады. «Үлкен құс» он үш жыл өмір сүрді, бастапқыда жергілікті түрлермен шағылысты. Оның ұрпақтары соңғы 30 жыл бойы тек өзара жұптасып келеді, жалпы жеті буынды құрайды. Бүкіл геномдық зерттеулер ғалымдарға түрдің ерекшеленуімен геномдағы өзгерістерді анықтауға мүмкіндік берді. Тұмсықтың пішініне (ALX1) және мөлшеріне (HMGA2) жауапты гендер гибридтелген түрлерді жергілікті мүңкілерден ажыратуда маңызды екені анықталды. Мүңкілердің әнімен байланысты гендер де рөл атқаруы мүмкін. 1982-1983 жылдары Эль-Ниньо сегіз ай бойы үздіксіз жаңбыр әкелді. Дафна-Майорда әдетте жаңбырлы маусымда екі ай жаңбыр жауады. Көп жауған жаңбыр аралда өсетін өсімдіктердің түрлерін өзгертті. Тұқымдар үлкен, жаруға қиын тұқымдардан әр түрлі кішкентай, жұмсақ тұқымдарға ауысты. Бұл кішкентай мүңкілерге келесі жылы құрғақшылық қайталанғанда артықшылық берді.
Peter Raymond Grant was born in 1936 in London, but relocated to the English countryside to avoid encroaching bombings during World War II. He attended school at the Surrey Hampshire border, where he collected botanical samples, as well as insects. PhD (Evolutionary Biology), Uppsala University, 1985 On average, the birds on the islands had larger beaks. The Grants attributed these differences to what foods were available, and what was available was dependent on competitors. The bigger beaks indicated a greater range of foods present in the environment. In his article "Interspecific Competition Among Rodents", he concluded that competitive interaction for space is common among many rodent species, not just the species that have been studied in detail. The island provided the best environment to study natural selection; seasons of heavy rain switched to seasons of extended drought. With these environmental changes brought changes in the types of foods available to the birds. The Grants would study this for the next few decades of their lives. In 1973, the Grants headed out on what they thought would be a two year study on the island of Daphne Major. There they would study evolution and ultimately determine what drives the formation of new species. The lack of rain caused major food sources to become scarce, causing the need to find alternative food sources. The smaller, softer seeds ran out, leaving only the larger, tougher seeds. The finch species with smaller beaks struggled to find alternate seeds to eat. They called this bird Big Bird. It had many different characteristics than those of the native finches: a strange call, extra glossy feathers, it could eat both large and small seeds, and could also eat the nectar, pollen, and seeds of the cacti that grow on the island. Big Bird lived for thirteen years, initially interbreeding with local species. His descendants have only mated within themselves for the past thirty years, a total of seven generations. Whole genome studies have enabled scientists to trace changes in the genome as the species became distinct. Genes for beak shape (ALX1) and beak size (HMGA2) have been determined to be crucial in separating the hybridized species from local finches. Genes relating to the finches' song may also be involved. Over the course of 1982–1983, El Niño brought a steady eight months of rain. In a normal rainy season Daphne Major usually gets two months of rain. The excessive rain brought a turnover in the types of vegetation growing on the island. The seeds shifted from large, hard to crack seeds to many different types of small, softer seeds. This gave birds with smaller beaks an advantage when another drought hit the following year.
Маңызды тұжырымдар
Эволюция: Өмірдің мәнін табуда Гранттардың 40 жылдық зерттеуінен алынған негізгі ойларды үш маңызды сабаққа бөлуге болады. Біріншісі – табиғи іріктеу өзгермелі, үнемі өзгеріп отыратын процесс. Олар аралды мол жаңбыр және құрғақшылық шаруашылығының екі кезеңінде зерттегендіктен, халықтарға уақыт өте келе не болатынын жақсырақ түсінуге мүмкіндік алды. Келесі сабақ – эволюция шын мәнінде жылдам процесс болуы мүмкін. Ол миллиондаған жылдарды қажет етпейді; мұндай процестерді екі жылдың ішінде де байқауға болады. Соңында, автордың айтуынша, ең маңыздысы – іріктеу уақыт өте келе өзгеруі мүмкін. Кейбір жылдары үлкен мүсікке ие құстарға артықшылық беріледі. Ал кішкентай тұқымдар көп болған жылдары кішкентай мүсікке ие құстарға артықшылық беріледі. 2003 жылғы мақаласында Гранттар он жылдық зерттеулерін қорытындылап, іріктеу белгілі бір бағытта ауытқуы мүмкін екенін айтады. Осы себепті орташа топырақты қарлы құс немесе кактус қарлы құсы эксперимент барысында морфологиялық тұрғыдан өзгермеген. Екі түрдің де қазіргі орташа мүсігі мен дене мөлшері зерттеу басталған кездегіден өзгеше. Гранттар сондай-ақ морфология мен фенотиптердегі бұл өзгерістерді бастапқыда болжау мүмкін болмағанын айтады. Олар Дафна Майордың тұрақсыз және қатал ортасының тікелей нәтижесінде қарлы құстардың эволюциясын бақылап көрді.