George Ledyard Stebbins — kasvitieteen ja evoluutiogenetiikan uranuurtaja

George Ledyard Stebbins — kasvitieteen ja evoluutiogenetiikan uranuurtaja: teos "Variation and Evolution in Plants" yhdisti genetiikan ja luonnonvalinnan, vaikuttaen kasvien evoluutiotutkimukseen.

George Ledyard Stebbins, Jr (6. tammikuuta 1906 - 19. tammikuuta 2000) oli yhdysvaltalainen kasvitieteilijä ja geneetikko. Hän oli yksi 1900-luvun johtavista evoluutiobiologeista. Stebbins väitteli tohtoriksi kasvitieteestä Harvardin yliopistossa vuonna 1931. Hän jatkoi Kalifornian yliopistossa Berkeleyssä, jossa hänen työnsä johti kasvien evoluution ja genetiikan synteesiin.

Hänen tärkein julkaisunsa oli Variation and Evolution in Plants (ensipainos 1950, laajennettu uudistettu painos 1971), jossa yhdistettiin genetiikka ja Darwinin luonnonvalintateoria kasvien lajiston kuvaamiseksi. Teos koottiin laajasta kirjallisuudesta ja omista havainnoista; se auttoi muodostamaan nykyaikaisen evoluutiosynteesin kasveihin sovellettavan osan, ja se tarjoaa edelleen puitteet kasvien evoluutiobiologian tutkimukselle. Ernst Mayrin mukaan Stebbinsin työ on vaikuttanut hyvin voimakkaasti harvoihin myöhempiin kasvien evolutiivista systematiikkaa käsitteleviin teoksiin.

"Enemmän kuin mikään muu oli Stebbinsin kirja Variation and evolution in plants, joka toi kasvitieteen synteesiin. Sillä oli kasvitieteessä sama vaikutus kuin Dobzhanskyn kirjalla populaatiogenetiikassa, sillä se yhdisti kasvien evoluutiota koskevan hajanaisen kirjallisuuden ja antoi runsaasti ehdotuksia jatkotutkimuksia varten."

Stebbins tarkasteli erityisesti sellaisten prosessien merkitystä, jotka ovat kasvien evoluutiossa poikkeuksellisen tärkeitä: hybridisaatio (lajien risteytyminen) ja polyploidia (kromosomiston moninkertaistuminen). Hän osoitti, että nämä mekanismit voivat toimia tehokkaina uusien lajien synnyttäjinä ja johtaa nopeisiin morfologisiin ja ekologisiin muutoksiin. Stebbins yhdisti perinnöllisyystietoa (kromosomi- ja populaatiogenetiikkaa), taksonomiaa ja ekologiaa, ja korosti, miten kynnysmateriaalin (genetiikan) ja ympäristövalinnan yhteisvaikutus muovaa kasvien monimuotoisuutta.

Tutkimuksen keskeiset teemat

• Polyploidia ja hybridisaatio: Stebbinsin työt selvensivät, miten polyploidiset tapahtumat ja lajiristeymät voivat synnyttää uusia, vakaita perintömuotoja ja edistää sopeutumista erilaisiin elinympäristöihin.
• Kromosomimuutokset: Hän kartoitti, miten kromosomien rakenteelliset muutokset vaikuttavat morfologiaan ja lajiutumiseen.
• Populaatio- ja systeemitason lähestymistapa: Stebbins painotti, että evoluutiota on tutkittava yhdistämällä populaatiogeneettiset mallit, taksonomiset havainnot ja ekologinen konteksti.
• Tieteellisen synteesin rakentaminen: Hän työstään kasvien evoluution "sovitusta" modernin evoluutiosynteesin kanssa teki aiempaa yhtenäisemmän kuvauksen kasvien monimuotoisuuden alkuperästä.

Vaikutus, opetus ja kansalaisvaikuttaminen

Stebbins toimi professorina ja mentorina monille opiskelijoille, ja hänen oppilaistaan tuli myöhemmin itsekin merkittäviä kasvi- ja evoluutiobiologeja. Hän osallistui tieteellisen tiedon välittämiseen kouluille; vaikutti Kalifornian lukiotasoisien evoluutiota käsittelevien opetussuunnitelmien kehittämiseen ja oli aktiivinen harvinaisten kasvilajien suojelussa osavaltiossa. Stebbins korosti tiedon soveltamisen ja luonnon monimuotoisuuden suojelun välistä yhteyttä.

Palkinnot ja tunnustukset

Stebbins valittiin National Academy of Sciences jäseneksi, ja hänelle myönnettiin myös arvostettu National Medal of Science. Nämä tunnustukset heijastavat hänen keskeistä rooliaan evoluutiobiologian kehittäjänä ja kasvitieteen uudistajana.

Perintö

George Ledyard Stebbinsin perintö näkyy nykyisessä kasvien evoluutiotutkimuksessa: hänen ajattelunsa ja näkökulmansa yhdistivät geneettiset mekanismit, taksonomian ja ekologian tavalla, joka mahdollisti syvällisemmän ymmärryksen kasvien monimuotoisuuden synnystä. Monissa oppikirjoissa, tutkimusohjelmissa ja suojelustrategioissa on edelleen nähtävissä hänen vaikutteensa.

Lisäksi hänen kirjansa ja artikkelinsa toimivat edelleen keskeisinä lähteinä tutkijoille, jotka tutkivat kasvien lajiutumista, sopeutumista ja genetiikkaa. Stebbinsin työ muistuttaa, että kasvien evoluutio on dynaaminen prosessi, jossa perinnölliset muutokset ja ympäristövaatimukset vuorovaikuttavat monimutkaisesti.

UC Berkeley

Vuonna 1935 Stebbinsille tarjottiin geneettisen tutkimuksen paikkaa Kalifornian yliopistossa Berkeleyssä geneetikko E.B. Babcockin kanssa. Babcock tarvitsi apua suuressa Rockefellerin rahoittamassa hankkeessa, joka koski Crepis-suvun kasvien genetiikkaa ja evoluutiota. Crepis-kasvit risteytyvät yleisesti, ovat polyploidisia ja pystyvät tuottamaan siemeniä ilman hedelmöitystä (prosessi tunnetaan nimellä apomixis). Babcockin ja Stebbinsin yhteistyö tuotti lukuisia artikkeleita ja kaksi monografiaa.

Stebbinsin katsauksessa The significance of polyploidy in plant evolution (Polyploidian merkitys kasvien evoluutiossa) osoitettiin, miten polyploidia oli tärkeää suurten, monimutkaisten ja laajalle levinneiden sukujen kehittymisessä. Tarkastelemalla polyploidian historiaa kasvisuvuissa hän väitti, että polyploidia oli yleistä vain ruohovartisissa monivuotisissa kasveissa, mutta harvinaista puuvartisissa kasveissa ja yksivuotisissa kasveissa. Polyploideilla oli näin ollen konservatiivinen rooli evoluutiossa, koska hedelmällisyysongelmat estivät uuden geneettisen materiaalin monistumisen, joka voisi johtaa uuteen evoluutiolinjaan. Tämä työ jatkui vuonna 1947 julkaistussa kirjassa Types of polyploids: their classification and significance, jossa kuvattiin Stebbinsin ajatuksia paleopolyploidian roolista angiospermaisten evoluutiossa. Hän väitti, että kromosomiluku voi olla hyödyllinen väline fylogenioiden rakentamisessa. Nämä katsaukset olivat erittäin vaikutusvaltaisia ja auttoivat muita tutkimaan polyploidian roolia evoluutiossa.

Vuonna 1939 Stebbins sai Babcockin tuella professorin viran UC Berkeleyn genetiikan laitoksella, kun kasvitieteen laitos ei ollut onnistunut ylentämään häntä. Stebbins opetti kurssia evoluutiosta. Valmistelun aikana hän innostui genetiikkaa ja evoluutiota yhdistävästä tutkimuksesta. Stebbins suuntautui tutkimuksessaan evoluutioon. Hän liittyi Society for the Study of Evolution -järjestöön vuonna 1946 ja oli yksi harvoista kasvitieteilijöistä uudessa järjestössä.

Hän työskenteli laiduntamiseen tarkoitetun ruohon genetiikan parissa ja tutki polyploidiaa ja Poaceae-heimon (ruohokasvien) evoluutiota. Hän tuotti keinotekoisen autotetraploidisen ruohon diploidista Ehrharta erecta -lajista käsittelemällä sitä kromosomien kaksinkertaistamisaineella, kolkisiinilla. Hän pystyi istuttamaan kasvin pellolle, ja 39 vuotta kestäneiden kenttäkokeiden jälkeen hän havaitsi, että tetraploidi ei menestynyt yhtä hyvin kuin sen diploidi vanhempi muuttumattomassa ympäristössä.

 
Kolmio osoittaa, miten hybridisaatio ja polyploidia ovat synnyttäneet uusia lajeja Brassicassa. Kunkin genomin A, B ja C kromosomit on esitetty eri väreillä. Sarjakuvassa esitetään AABB-, AACC- ja BBCC-lajien synty, joissa on kromosomisarjoja niiden AA-, BB- ja CC-esivanhemmista. Alkuperäinen työ: Mike Jones, Wikipediaa varten.  

Kysymyksiä ja vastauksia

K: Kuka oli George Ledyard Stebbins?

Q: Mistä hän sai tohtorin tutkintonsa?

K: Mikä on hänen tärkein julkaisunsa?

K: Mikä vaikutus tällä kirjalla oli kasvitieteeseen?

K: Mitä muita aloja Stebbins tutki?

K: Mitä palkintoja hän sai uransa aikana?

K: Mihin muuhun toimintaan hän osallistui?

Hae kirjaimella