Введение

Американский ботаник и генетик (1906 2000) ботаник Джордж Ледьярд Стеббинс Джордж Ледьярд Стеббинс-младший (6 января 1906 - 19 января 2000) был американским ботаником и генетиком, который широко считается одним из ведущих эволюционных биологов 20-го века. Степбинс получил степень доктора философии. Дипломирован в ботанике в Гарвардском университете в 1931 году. Он продолжил обучение в Калифорнийском университете в Беркли, где его работа с Э. Б. Бэбкоком по генетической эволюции видов растений и его связь с группой эволюционных биологов, известных как Bay Area Biosystematists, привели его к разработке всеобъемлющего синтеза эволюции растений, включающего генетику. Его наиболее важной публикацией была "Изменение и эволюция растений", в которой генетика и теория естественного отбора Дарвина объединились для описания видообразования растений. Он считается одной из основных публикаций, которые сформировали ядро современного синтеза и до сих пор обеспечивают концептуальные рамки для исследований в области эволюционной биологии растений; по словам Эрнста Майра, "Немногие поздние работы, посвященные эволюционной систематике растений, не были очень глубоко затронуты работой Стеббинса". Он также исследовал и широко писал о роли гибридизации и полиплоидии в видообразовании и эволюции растений; его работа в этой области оказала длительное влияние на исследования в этой области. С 1960 года Степбинс сыграл важную роль в создании Департамента генетики в Калифорнийском университете в Дэвисе и был активен в многочисленных организациях, участвующих в продвижении эволюции и науки в целом. Он был избран в Национальную академию наук и Американское философское общество, был награжден Национальной медалью науки, и был вовлечен в разработку программ эволюции, основанных на науке для средних школ Калифорнии, а также сохранение редких растений в этом государстве.

Ранние годы и образование

Стеббинс родился в Лоуренсе, Нью-Йорк, младший из трех детей. Его родителями были Джордж Ледьярд Стеббинс, богатый финансист по недвижимости, который разработал Сил-Харбор, штат Мэн и помог создать Национальный парк Акадия, и Эдит Алден Кэндлер Стеббинс; оба родителя были уроженцами Нью-Йорка и епископалами. Всю жизнь Штеббинс был известен как Ледьярд, чтобы отличить себя от отца. Семья поощряла интерес своих сыновей к естественной истории во время их периодических поездок в Сил-Харбор. В 1914 году Эдит заболела туберкулезом, и Степбин переехала в Санта-Барбару, штат Калифорния, чтобы улучшить ее здоровье. В Калифорнии Стеббинс поступил в школу Кейт в Карпинтерии, где на него повлиял американский инструктор по естественной истории и любитель орнитолога и ботаника Ральф Хоффман. После окончания средней школы он начал изучать политические исследования в Гарварде. На третьем году обучения он решил стать специалистом по ботанике. Степбинс начал аспирантуру в Гарварде в 1928 году, первоначально работая над таксономией и биогеографией цветковых растений, особенно флоры Новой Англии, с Мэрритом Линдоном Фернальдом. Он закончил магистерскую степень в 1929 году в области биологических наук и продолжил работу над своей докторской. D. Он заинтересовался использованием хромосом для таксономических исследований, метод, который Фернальд не поддерживал. Стеббинс решил сосредоточить свою докторскую работу на цитологии репродуктивных процессов растений в роде Antennaria, с цитологом Э. С. Джеффри в качестве своего руководителя и Фернальдом в своей наблюдательной группе. Во время его докторской диссертации. В связи с кандидатурой Стеббинс обратился за советом и руководством к генетику Карлу Саксу. Сакс выявил несколько ошибок в работе Степбинса и не одобрил его интерпретацию результатов, которые, хотя и соответствовали взглядам Джеффри, были несовместимы с работой современных генетиков. Джеффри и Сакс спорили о диссертации Стеббинса, и тезис был пересмотрен много раз, чтобы удовлетворить их различные взгляды. Доктор Степбинса. В 1931 году получил степень доктора философии в Гарварде. В марте того же года он женился на Маргарет Чемберлин, с которой у него было трое детей. В 1932 году он занял преподавательскую должность в области биологии в Колгейтском университете. В Колгейт он продолжил свою работу в области цитогенетики; в частности, он продолжил изучать генетику Antennaria и начал изучать поведение хромосом в гибридных пионов, выращенных биологом Перси Сондерсом. Сондерс и Стеббинс посетили Международный конгресс генетиков 1932 года в Итаке, Нью-Йорк. Здесь интерес Степбинса был захвачен выступлениями Томаса Ханта Моргана и Барбары Макклинток, которые говорили о хромосомном скрещивании. Степбинс воспроизвел кроссоверные эксперименты Макклинтока с пионией и опубликовал несколько статей о цитогенетике пионии, которые закрепили его репутацию генетика. Обзор Степбинса "Значение полиплоидии в эволюции растений", опубликованный в журнале American Naturalist в 1940 году, продемонстрировал, как работа, проведенная над искусственными полиплоидами и природными полиплоидными комплексами, показала, что полиплоидия важна для развития больших, сложных и широко распространенных родов. Однако, изучая историю полиплоидии в семействах растений, он утверждал, что полиплоидия была распространена только у травянистых многолетних растений и редко встречается у древесных растений и однолетних растений. Таким образом, полиплоиды играли консервативную роль в эволюции, поскольку проблемы с фертильностью препятствовали приобретению и репликации нового генетического материала, который мог бы привести к новой линии эволюции. Эта работа продолжилась в 1947 году в статье "Типы полиплоидов: их классификация и значение", в которой подробно описывалась система классификации полиплоидов и были описаны идеи Степбинса о роли палеополиплоидии в эволюции ангиосперм, где он утверждал, что число хромосом может быть полезным инструментом для построения филогенов. Эти обзоры оказали большое влияние и послужили основой для других исследований роли полиплоидии в эволюции. В 1939 году, при поддержке Бэбкока, Стеббинс стал профессором кафедры генетики в университете Беркли, после того, как отдел ботаники не смог его повысить. Степбинсу предстояло преподавать курс по эволюции, и во время подготовки он был взволнован современными исследованиями, объединяющими ...

Растительные виды и эволюция

Лекции Джесупа в Колумбийском университете стали отправной точкой для многих важнейших работ современного эволюционного синтеза. Презентаторы представили связь между двумя важными открытиями - единицей эволюции (генами) с отбором в качестве основного механизма эволюции. В 1941 году Эдгар Андерсон (работа которого по гибридизации в роде Ирис заинтересовала Степбинса с тех пор, как они встретились в 1930 году) и Эрнст Майр представили серию лекций, а Майр позже опубликовал свои лекции как "Систематика и происхождение видов". В 1946 году Стеббинса пригласили по рекомендации Добжанского для проведения престижных лекций. Лекции Стеббинса объединили в себе разрозненные области генетики, экологии, систематики, цитологии и палеонтологии. В 1950 году эти лекции были опубликованы как "Варяция и эволюция растений", которая оказалась одной из самых важных книг в ботанике 20-го века. Книга внесла ботаническую науку в новый синтез эволюционной теории и стала частью канона биологических работ, написанных в период с 1936 по 1950 год, которые сформировали современный синтез эволюции. "Изменение и эволюция растений" была первой книгой, которая дала широкое объяснение того, как эволюционные механизмы работают в растениях на генетическом уровне. Он привёл концепции, связанные с эволюцией растений, в соответствие с эволюцией животных, как это выявилось из генетики Добжанского 1937 года и происхождения видов, и предоставил концептуальную основу для организации разрозненного набора дисциплин в новую область: эволюционная биология растений. В книге Степбинс утверждал, что эволюцию необходимо изучать как динамическую проблему и что эволюцию необходимо рассматривать на трех уровнях: во-первых, индивидуальных вариаций в популяции, входящей в скрещивание; во-вторых, распределения и частоты этих вариаций; и, в-третьих, разделения и расхождения популяций в результате создания изолирующих механизмов, приводящих к образованию видов. Он использовал работу биосистемщиков Клаусена, Кека, Хизи и Турессона, чтобы показать, что можно различать генотипические и фенотипические вариации, то есть генетически идентичные растения могут иметь разные фенотипы в разных средах. В одной из самых оригинальных глав книги использовалась работа по цитогенетике К. Д. Дарлингтона, чтобы показать, что генетические системы, такие как гибридизация и полиплоидия, также подвергаются отбору. Книга положила конец любой серьезной вере в альтернативные механизмы эволюции растений, такие как эволюция Ламарка или мягкое наследование, которые все еще поддерживались некоторыми ботаниками. После публикации этого труда Стеббинс стал экспертом в области современной эволюционной теории и широко известен как основатель науки о биологии эволюции растений. "Варяция и эволюция растений" продолжает широко цитироваться в современной научной ботанической литературе более чем через 50 лет после ее публикации. Степбинс считал свой вклад в современный синтез применением генетических принципов, уже установленных другими работниками в ботанике. "Я не добавил никаких новых элементов [в современную синтетическую теорию], о которых можно говорить. Я просто изменил вещи, чтобы люди могли понять, как все было в растительном мире".

UC Davis и более поздняя жизнь

Степбинс получил назначение в Калифорнийский университет в Дэвисе в 1950 году, где он был ключевой фигурой в создании кафедры генетики университета; он был первым председателем кафедры и занимал эту должность с 1958 по 1963 год. В Дэвисе фокус его исследований изменился, включив новые области, такие как морфология развития и генетика в сельскохозяйственных растениях, включая ячмень. Он продолжал широко и широко публиковать о эволюции растений, написав более 200 статей и несколько книг после 1950 года. Степбинс и Эдгар Андерсон написали статью в 1954 году о важности гибридизации при адаптации к новым условиям. Они предложили новые адаптации, которые облегчат вторжение в места обитания, ранее не используемые ни одним из родителей, и что новые адаптации могут облегчить образование стабилизированных гибридных видов. После этой работы Стеббинс разработал первую модель адаптивного излучения. Он предложил, что высокая степень генетической изменчивости необходима для основных эволюционных достижений, что из-за медленных темпов мутации генетическая рекомбинация является наиболее вероятным источником этой вариации, и что вариация может быть максимизирована с помощью гибридизации. По состоянию на 2006 год ведутся исследования относительно того, является ли гибридизация случайным следствием эволюции или необходимой для создания и эволюции видов растений; было доказано, что современные исследования являются частью интеллектуальной линии, которая началась с работы Стеббинса и Андерсона. Степбинс написал несколько книг во время учебы в UC Davis. В их числе его последующие работы "Варяция и эволюция", "Цветочные растения: эволюция выше уровня видов", которые были опубликованы в 1974 году после его лекций Пратера в Гарварде. Степбинс обсуждает происхождение, генетику и биологию развития ангиосперм. Он утверждает, что адаптивная радиация играет роль в диверсификации ангиосперм и полезность применения нашего нынешнего понимания генетики и экологии видов для получения знаний об эволюции древних видов. Он также написал "Процессы органической эволюции", "Основы прогрессивной эволюции", "Хромосомная эволюция растений" и учебник "Эволюция" с соавторами Добжански, Франсиско Аялой и Джеймсом В. Валентином. Его последняя книга "Дарвин к ДНК, молекулы к человечеству" была опубликована в 1982 году. Степбинс был увлечен преподаванием эволюции, выступая в 1960-х и 70-х годах за преподавание дарвиновской эволюции в государственных школах. Он тесно сотрудничал с исследованием учебных программ биологических наук для разработки учебных программ для средних школ, основанных на эволюции как центральном объединяющем принципе в биологии. Он также выступал против научных креационистических групп. В 1983 году он был удостоен премии Лейди от Академии естественных наук Филадельфии. В течение последующей жизни Стеббинс активно занимался вопросами охраны природы в Калифорнии. В начале 1960-х годов он основал филиал Калифорнийского общества коренных растений в Сакраменто. Через общество он создал активную программу полевых поездок, чтобы повысить интерес к местной флоре Калифорнии и документировать редкие растения. Степбинс был президентом Общества в 1966 году. Общество сыграло важную роль в предотвращении разрушения пляжа на полуострове Монтерей, который он назвал "Эволюционный холм". Область теперь известна как ботаническая зона С. Ф. Б. Морса и управляется фондом леса Дель Монте. Он был одним из основных авторов книги Общества 1996 года "Дикие сады Калифорнии: живое наследие". Степбинс сыграл важную роль в создании Инвентаризации редких и находящихся под угрозой исчезновения сосудистых растений Калифорнии Обществом коренных растений Калифорнии; он все еще используется государственными и федеральными органами в Соединенных Штатах для разработки политики сохранения. Степбинс также был членом Клуба Сьерры. Во время своего пребывания в UC Davis он обучил более 30 аспирантов генетике, биологии развития и сельскохозяйственной науке. В 1973 году Стеббинс дал свои последние лекции в Университете Дэвиса и был назначен почетным профессором. После выхода на пенсию он много путешествовал, преподавал и посещал коллег в течение следующих 20 лет. Его последняя статья "Краткое изложение моих идей об эволюции" была опубликована в американском журнале ботаники в 1999 году. В том же году он был со-получателем с Эрнстом Майром премии за выдающиеся заслуги от Америка�...

Наследие

Степбинс внес огромный вклад в научную мысль и ботанику, разработав интеллектуальную основу для изучения эволюции растений, включая современные концепции видов растений и видообразования растений. Его вклад в литературу эволюционной биологии растений, в дополнение к его семи книгам, включает более 280 журнальных статей и глав книг, компиляция которых была опубликована в 2004 году. Научные работы Г. Ледьярда Стеббинса (1929-2000) Бетти Смоковитис, историк науки, которая готовит биографию Стеббинса в виде книги, описала научный вклад Стеббинса следующим образом: В науке, как и во всем, синтезаторы малого масштаба обычно получают кредит от всех составляющих сторон, но действительно великие синтезаторы могут попасть между трещинами в цикле научного кредита. Ледьярд Стеббинс был в последней категории; ни рыба, ни птица, он часто не получал кредита за работу в некоторых областях, обычно от рук более узких коллег. Однако немногие оспаривают его вклад в эволюционную биологию растений, а также его способность синтезировать разрозненную литературу в единую структуру. Его способность быстро читать, распознавать новые идеи, усваивать новый материал, а затем интегрировать знания были отличительными чертами его научного стиля работы. Он был мастерским синтезатором и мастером рецензирующего эссе или синтетической мысли. В 1980 году Калифорнийский университет в Дэвисе назвал участок земли около озера Берриесса в Калифорнии заповедником Степбинса в знак признания его вклада в сохранение природы и эволюционную науку. Заповедник является частью системы природных заповедников Калифорнийского университета. Гербарий UC Davis поддерживает программу студенческих грантов G. Ledyard Stebbins, учрежденную в честь его 90-летия. В честь Стеббинса названы Calystegia stebbinsii, Lomatium stebbinsii, Harmonia stebbinsii, Elymus stebbinsii, Lewisia stebbinsii и другие.