Британдық эволюциялық биолог Артур Джеймс Кейн өмірі мен ғылыми еңбектері

Кіріспе

Британдық биолог Артур Джеймс Кейн (25 шілде 1921 – 20 тамыз 1999) – британдық эволюциялық биолог және эколог. 1989 жылы Корольдік қоғамның мүшесі сайланды.

Өмір

1939 жылы Артур Джеймс Кейн Оксфордтың Магдален колледжіне ашық стипендиямен (Деймишип) марапатталды, ол 1941 жылы зоологиядан үздік дипломмен бітірді. 1941 жылдың желтоқсанында Ұлыбритания армиясына қабылданып, Корольдік армия қару-жарақ корпусының (инженерлік) екінші лейтенанты болып тағайындалды, ал кейіннен жаңа құрылған Корольдік электр және механикалық инженерлерге (REME) ауыстырылды. 1942 жылы капитандық шеніне көтерілді. 1945 жылдың қарашасында әскери қызметтен босатылғаннан кейін Кейн Оксфордқа оралып, Зоология кафедрасында ғылыми зерттеулермен айналысты. 1946 жылдың қазанында кафедралық демонстратор болып жұмыс істеді және 1947 жылдың қарашасында магистр дәрежесін алды. 1949 жылдың қаңтарынан 1964 жылға дейін Кейн жануарлар таксономиясы саласында университет демонстраторы (қазір лектор) қызметін атқарды.

Мансап

Кейннің негізгі қызығушылығы эволюциялық биология, экологиялық генетика, жануарлар таксономиясы және түрленуге қатысты болды. Ол Джон Бейкермен бірге липидтердің гистохимиясы бойынша зерттеулер жүргізгенімен, оның негізгі жұмысы Э. Б. Фордтың дамытқан экологиялық генетика саласында болды. П. М. Шепардпен бірге Кейн шаяндардағы түс және жолақты полиморфизмдердің экологиялық генетикасын зерттеді. Кейін мен Шепардтың Cepaea nemoralis туралы жұмысы, түсті полиморфизмге жыртқыштардың табиғи іріктеуін көрсеткен алғашқы зерттеулердің бірі ретінде, қазір классикалық туынды саналады. Бұл Кейннің түрленістің формалды генетикалық талдауы, аймақтық эффектілерді ашу және климаттық факторларды талдауды қамтитын, ұзақ зерттеулер сериясын тудырды. Джон Кэрримен бірге ол уақыт және кеңістіктегі өзгерістерді бақылау үшін субфоссилдік материалдарды тиімді пайдаланды. Кейін ол қабық пішінінің өзгеруін зерттеуге көшті. Популяциялық генетикада ол адаптивтік құндылық тұжырымын нақтылады. Ол таксономия теориясы мен тәжірибесіне, гомология, филетикалық салмақ және таксономиялық маңыздылық мәселелеріне, түрдің статусына және таксономиялық категориялар арасындағы өзгерісті түсінуде табиғи іріктеудің рөліне маңызды үлес қосты. Кейін 1954 жылы Оксфорд университеті мұражайының зоологиялық коллекциялар кураторы болып тағайындалды және он жыл бойы университет оқытушысы және 1958–1961 жылдары Сент-Питер колледжінде зоология оқытушысы болып қызмет етті. 1964 жылы Оксфордты қысып, Манчестер университетінде зоология профессоры болды, ал кейіннен (1968) Ливерпуль университетінде зоология профессоры болып тағайындалды. 1989 жылы зейнетке шыққаннан кейін Ливерпульде зейнеткерлік статусын алды.

Кейін соғыстан бұрынғы Оксфорд туралы еске алады

Өмірінің соңында Кейн соғыстан бұрынғы Оксфордтағы табиғи іріктелудің мәртебесі туралы және оның қазіргі эволюциялық синтездің жылдарында қалай өзгергені туралы естеліктерге көндірілді. Жалпы көзқарас табиғи іріктелуге күмәнді болды. Экология ғылымының қалыптасуына жетекшілік еткен Чарльз Элтон солтүстік палеоарктиканың барлық үш тундра биомында кездесетін Арктикалық түлкінің полиморфизмін көрсетті. Арктикалық түлкілер (Alopex lagopus) диморфты: ең көп таралған морф ("ақ") қыста ақ, ал жазда арқасы қоңыр сұр түсті; екінші морф ("көк") қыста ашық қоңыр/көк, ал жазда қара қоңыр. Екі морф та еркін шағылысады. Ақ түстің жыртқыштардан қорғанудағы айқын артықшылығына қарамастан, Исландияда көк морф жиірек кездеседі. Элтон сондай-ақ табиғи іріктелумен түсіндірілмейтін көптеген басқа мысалдар келтірді. Фишер мен Фордтың табиғи іріктелуді зерттеуде пайдаланған осы құбылыс, мұнда нақты аргументтер мен далалық зерттеулердің фактілері арқылы [көрінетіндей] іріктеумен түсіндірілмейтіндігі көрсетілді. Бірақ Элтон басқа да көптеген белгілердің де сондай әсерге ие екенін білген, атап айтқанда, жақын туысқан түрлер арасындағы барлық немесе дерлік барлық айырмашылықтар (полиморфты емес). Кейн. Сондай-ақ, Робсон мен Ричардс "табиғи іріктелудің кез келген мысалын мойындауға таңқаларлық қарсылық танытты; олардың кейіпкерлердің бейімделуіне қатысты сақтықпен жасаған қорытындылары, көрінетінше, олардың бейімделмегендігіне сенімділікке айналды; ал олардың аргументтері кейде бір жақты болды". Кейн кінәні олардың "виталистік немесе, мүмкін, теистік көзқарастарына" жапты. Робсон мен Ричардс жалғыз емес еді. Алистер Харди шыншыл унитарий және, әрине, виталист болды" (7-бет). Кембриджде жағдай тіпті нашар болды" (8-бет, мысал ретінде В. Х. Торп, Чарльз Рейвен, сэр Джеймс Грей және Дж. У. С. Прингл келтірілген). Мен осы ұлы адамдардан сұрағым келген нәрсе – кейіпкердің бейімделуге жарамсыз немесе бейтарап екенін олар қалай білді? Олар білмеді, және біле алмайтын еді. Кейн. Осы мәселе Каиннің табиғи қоғамдастардағы эволюцияны зерттеуіне түрткі болды. Дэвид Лак сол кездегі мен білгендерімнің ішінде діні табиғи іріктелу туралы көзқарасына ықпал етпеген жалғыз діншіл адам еді. Кейн. Ол, егер оларды білген болса, Рональд Фишер мен Теодосий Добжанскийді де қосуға болар еді, олар да сенімді христиандар еді: Фишер мансабының басынан бастап табиғи іріктелудің жетекші жақтаушысы болды. Көптеген басқалардан айырмашылығы, Э. Б. Форд кейіпкердің өзі бейімделмеген болса да, оны анықтайтын ген немесе гендер басқа, бейімделуге жарамды кейіпкерлерге әсер етуі мүмкін екенін түсінді, олар әрқашан іріктеудің ықпалында болады. Форд плейотропизмнің маңыздылығын түсінді және Фишердің бір ғана мутациядан туған бейтарап геннің пайда болғаннан берігі ұрпақтардың санымен шамалас болуы мүмкін екенін көрсеткенін білді. Сондай-ақ, Каиннің зерттеулері көрсеткендей, түрдің ареалындағы ортаның әртүрлілігіндегі дифференциалдық іріктеу көптеген полиморфизмдерді сақтап қалады.

Towards the end of his life Cain was persuaded to reminisce about the status of natural selection in pre war Oxford and how it changed over the years of the modern evolutionary synthesis. The general attitude was sceptical of natural selection. Charles Elton, who led the emergence of ecology as a discipline, pointed out the Arctic fox polymorphism, which can be found in all three tundra biomes of the northern palaeoarctic. Arctic foxes (Alopex lagopus) are dimorphic: the common morph ('white') is white in winter and brownish grey dorsally in summer; the other morph ('blue') is light brown/blue in winter and dark brown in summer. The two morphs interbreed freely. Despite the obvious advantage of white in avoiding predation, blue is actually the most frequent morph in Iceland. Elton also gave a number of other examples which he claimed could not be explained by natural selection. That very phenomenon which was to be used by Fisher & Ford in studies on natural selection is here shown by cogent argument and the facts of field natural history to be [apparently] inexplicable by selection. But Elton knew that a far greater range of other characters have the same implications, namely, all, or nearly all, the differences (non polymorphic) between closely related species. Cain. Also, Robson and Richards "showed a surprising reluctance to allow any example of natural selection; their cautious qualification that characters were non adaptive as far as they could see became, too often, a certainty that they were non adaptive; and their arguments were sometimes one sided." Cain laid the blame on their "vitalistic or perhaps theistic attitudes Robson and Richards were far from alone. Alister Hardy was an earnest Unitarian and certainly a vitalist" (p7) In Cambridge matters were even worse" (p8, giving as examples W. H. Thorpe, Charles Raven, Sir James Gray and J. W. S. Pringle). What I wanted to know from all these great people was, how exactly did they know that a character was non adaptive or neutral? They didn't know, and they couldn't know. Cain. This was the stimulus for Cain's research on evolution in natural communities. David Lack was the only religious man I knew at that period who did not allow his religion to dictate his view of natural selection. Cain. He might have added, had he known them, Ronald Fisher and Theodosius Dobzhansky, who were also believing Christians: Fisher from the start of his career was a leading proponent of natural selection. In contrast to many others, E. B. Ford appreciated that, even if a character was in itself non adaptive, the gene or genes determining it might affect other, adaptive, characters which were always under selective influence. Ford understood the significance of pleiotropism, and knew of Fisher's demonstration that a neutral gene derived from a single mutation could only be in about the same number of individuals as there had been generations since its inception. Also, as Cain's own research showed, much polymorphism is maintained by differential selection in the diversity of environments within a species' range.

Белгілі басылымдар

Кейін А. Дж. 1954 жыл. Жануарлар түрлері және олардың эволюциясы. Хатчинсон, Лондон. Кейін А. Дж. 1968 жыл. Сепея V туралы зерттеулер. Phil. Trans. R. Soc. B 253, 499–517. Кейін А. Дж. 1971 жыл. Cepaea шаянының субфоссильді үлгілеріндегі бояу және жолақтылық морфтары. Creed R. (ред.) Экологиялық генетика және эволюция. Блэкуэлл, Оксфорд. Кейін А. Дж. 1977 жыл. Табиғи іріктеудің тиімділігі жабайы популяцияларда. Табиғи ғылымдар саласындағы өзгеріп жатқан ахуал. Арнайы басылым №12, 111–133. Табиғи ғылымдар академиясы. Кейін А. Дж. 1983 жыл. Құрлықтық моллюскалар популяцияларының экологиясы және экогенетикасы. Рассел Хантер В. Д. (ред.) The Mollusca vol 6, 597–647 беттер. Academic Press, N. Y.

Кейін А. Дж. және Currey J. D. 1963a. Сепеядағы аймақтық әсерлер. Phil. Trans. Roy. Soc. B 246, 269–299. Кейін А. Дж. және Currey J. D. 1963b. Сепеядағы Ларкхилл артиллериялық полигонындағы, Солсбери жазығындағы аймақтық әсерлер. J. Linnaean Soc. London (Zoology) 45, 1–15. Кейін А. Дж. және Currey J. D. 1968 жыл. Cepaea nemoralis популяциясының экогенетикасы, күшті аймақтық әсерге ұшыраған. Phil. Trans. Roy. Soc. B 253, 447–482. Кейін А. Дж., King J. M. B. және Sheppard P. M. 1960 жыл. Cepaea nemoralis шаянының полиморфизмінің генетикасы туралы жаңа мәліметтер. Genetics 45, 393–411. Кейін А. Дж. және Provine W. B. 1991 жыл. Тарихтағы гендер мен экология. Berry R. J. және басқалар (ред.) Экологиядағы гендер: Британдық Экологиялық Қоғамның 33-ші симпозиумы. Blackwell, Oxford. Кейін А. Дж. және Sheppard P. M. 1950 жыл. Полиморфты құрлық шағалдағы (Cepaea nemoralis (L.)) таңдауы. Heredity 4, 275–294. Кейін А. Дж. және Sheppard P. M. 1954 жыл. Сепеядағы табиғи іріктеу. Genetics 39, 89–116. Кейін А. Дж., Sheppard P. M. және King J. M. B. 1968 жыл. Сепея I зерттеулері. Cepaea nemoralis (L.) кейбір морфтарының және сорттарының генетикасы. Phil. Trans. R. Soc. B 253, 383–396. Clarke B. C. 1979 жыл. Генетикалық әртүрліліктің эволюциясы. Proc. Roy. Soc. B 205, 453–474. [Жалпы шолу]

Currey J. D. және Cain A. J. 1968 жыл. Климат және Cepaea-дағы жолақты морфтардың таңдауы, климаттық оптимумнан бүгінгі күнге дейін. Phil. Trans. R. Soc. B 253, 483–498.