Введение

Британские биологи-эволюционисты Питер Реймонд Грант (род. 26 октября 1936 года) и Барбара Розмари Грант (род. 8 октября 1936 года) — британская супружеская пара, являющиеся биологами-эволюционистами в Принстонском университете. В настоящее время оба занимают должность профессоров на пенсии. Они известны своими работами с дарвиновскими вьюрками на острове Дафне-Майор, одном из Галапагосских островов. С 1973 года Гранты ежегодно проводят шесть месяцев, отлавливая, метая и беря образцы крови у вьюрков на острове. Они показали, что естественный отбор можно наблюдать в течение жизни одного поколения, или даже в течение нескольких лет. Чарльз Дарвин изначально полагал, что естественный отбор — это длительный процесс, но Гранты продемонстрировали, что эти изменения в популяциях могут происходить очень быстро. В 1994 году они были удостоены премии Лейди от Академии естественных наук Филадельфии. Гранты стали героями книги Джонатана Вайнера «Клюв вьюрка: история эволюции в наше время», удостоенной Пулитцеровской премии в категории «Общая нехудожественная литература» в 1995 году. В 2003 году Гранты совместно получили премию Лоя и Олдена Миллера за исследования. В 2005 году они были удостоены премии Балзана по популяционной биологии. В обосновании премии Балзана сказано:
Питер и Розмари Грант отмечены за выдающиеся долгосрочные исследования, демонстрирующие эволюцию в действии у галапагосских вьюрков. Они показали, как очень быстрые изменения в размерах тела и клюва в ответ на изменения в доступности пищи обусловлены естественным отбором. Они также прояснили механизмы возникновения новых видов и поддержания генетического разнообразия в естественных популяциях. Работы Грантов оказали фундаментальное влияние на области популяционной биологии, эволюции и экологии.

Ранние годы

Барбара Розмари Грант родилась в Арнсайде, Англия, в 1936 году. В юности она собирала окаменелости растений и сравнивала их с живыми аналогами. В 12 лет она прочитала книгу Дарвина «О происхождении видов». Несмотря на то, что ее директор считала продолжение образования в области, где доминируют мужчины, неразумным, а также из-за серьезного случая свинки, который временно приостановил ее учебу, она решила продолжить образование. В 1960 году она окончила Эдинбургский университет со степенью по зоологии. В течение следующего года она изучала генетику под руководством Конрада Ваддингтона, а затем разработала диссертацию об изучении изолированных популяций рыб. Этот проект был отложен, когда она приняла предложение о работе преподавателем биологии в Университете Британской Колумбии.

Питер Реймонд Грант родился в 1936 году в Лондоне, но переехал в английскую сельскую местность, чтобы избежать бомбардировок во время Второй мировой войны. Он учился в школе на границе между Сурреем и Хэмпширом, где собирал ботанические образцы и насекомых. Доктор философии (эволюционная биология), Уппсальский университет, 1985 год. В среднем, клювы птиц на островах были крупнее. Гранты связывали эти различия с доступностью пищи, которая, в свою очередь, зависела от конкуренции. Более крупные клювы указывали на более широкий спектр доступной пищи в окружающей среде. В своей статье «Межвидовая конкуренция среди грызунов» он заключил, что конкурентное взаимодействие за пространство распространено среди многих видов грызунов, а не только среди тех, которые были изучены подробно. Остров предоставил идеальную среду для изучения естественного отбора: сезоны сильных дождей сменялись сезонами продолжительной засухи. Эти изменения в окружающей среде приводили к изменениям в типах пищи, доступной для птиц. Гранты посвятили этому исследованию следующие несколько десятилетий своей жизни. В 1973 году Гранты отправились на остров Дафне-Майор, рассчитывая провести двухлетнее исследование. Там они изучали эволюцию и в конечном итоге должны были определить факторы, способствующие образованию новых видов. Недостаток дождей привел к истощению основных источников пищи, что потребовало поиска альтернативных источников. Мелкие, мягкие семена закончились, остались только крупные, твердые. Виды птиц с меньшими клювами испытывали трудности с поиском альтернативной пищи. Они назвали эту птицу Большой Птицей. Она обладала множеством отличительных характеристик от местных вьюрков: необычный крик, особенно блестящие перья, способность есть как крупные, так и мелкие семена, а также нектар, пыльцу и семена кактусов, растущих на острове. Большая Птица прожила тринадцать лет, первоначально скрещиваясь с местными видами. Ее потомки в течение последних тридцати лет спаривались только внутри своей популяции, что составляет семь поколений. Исследования всего генома позволили ученым проследить изменения в геноме по мере того, как вид становился отличным. Гены, определяющие форму клюва (ALX1) и размер клюва (HMGA2), были признаны решающими для отделения гибридного вида от местных вьюрков. Гены, связанные с пением вьюрков, также могут играть роль. В течение 1982–1983 годов Эль-Ниньо принес восемь месяцев непрерывных дождей. В обычный сезон дождей на Дафне-Майор обычно выпадает два месяца дождей. Избыток осадков привел к смене типов растительности, растущей на острове. Семена изменились с крупных, трудно раскалываемых на множество различных видов мелких, мягких семян. Это дало птицам с меньшими клювами преимущество, когда в следующем году наступила очередная засуха.

Знаменательные выводы

В книге "Эволюция: осмысление жизни" основные выводы из 40-летнего исследования Грантов можно свести к трем ключевым урокам. Первый заключается в том, что естественный отбор – это изменчивый, постоянно меняющийся процесс. Тот факт, что они изучали остров как в периоды обильных дождей, так и в периоды засухи, позволяет лучше понять динамику популяций во времени. Второй урок состоит в том, что эволюция может происходить довольно быстро. Для этого не требуются миллионы лет; эти процессы можно наблюдать всего за два года. И, наконец, как отмечает автор, самое важное – отбор может меняться со временем. В одни годы отбор благоприятствует птицам с более крупными клювами, а в другие годы, когда в изобилии мелкие семена, – птицам с более мелкими клювами. В своей статье 2003 года Гранты подвели итог своему многолетнему исследованию, заявив, что отбор колеблется в определенном направлении. По этой причине ни средний земляной вьюрок, ни кактусовый вьюрок не сохранили свою первоначальную морфологию в ходе эксперимента. Средний размер клюва и тела у обоих видов сегодня отличается от того, что был в начале исследования. Гранты также отмечают, что эти изменения в морфологии и фенотипах невозможно было предсказать заранее. Они смогли непосредственно наблюдать эволюцию видов вьюрков, вызванную непостоянной и суровой средой острова Дафне-Майор.