Peter y Rosemary Grant

Peter y Rosemary Grant estudiando aves en 2007

Peter Raymond Grant FRS FRSC (nacida el 26 de octubre de 1936) y Barbara Rosemary Grant FRS FRSC (nacido el 8 de octubre de 1936) es un matrimonio británico que son biólogos evolutivos en la Universidad de Princeton. Cada uno ocupa actualmente el cargo de profesor emérito. Son conocidos por su trabajo con los pinzones de Darwin en Daphne Major, una de las Islas Galápagos. Desde 1973, los Grant han pasado seis meses de cada año capturando, etiquetando y tomando muestras de sangre de pinzones de la isla. Han trabajado para demostrar que la selección natural puede observarse en el transcurso de una sola vida, o incluso en un par de años. Charles Darwin originalmente pensó que la selección natural era un proceso largo y prolongado, pero los Grant han demostrado que estos cambios en las poblaciones pueden ocurrir muy rápidamente.

En 1994, recibieron el Premio Leidy de la Academia de Ciencias Naturales de Filadelfia. Los Grants fueron el tema del libro El pico del pinzón: una historia de evolución en nuestro tiempo de Jonathan Weiner, que ganó el Premio Pulitzer de no ficción general en 1995.

En 2003, las subvenciones recibieron conjuntamente el premio de investigación Loye y Alden Miller. Ganaron el Premio Balzan de Biología de Poblaciones 2005. La cita del Premio Balzan dice:

Peter y Rosemary Grant se distinguen por sus notables estudios a largo plazo que demuestran la evolución en la acción en los pinzones de Galápagos. Han demostrado que los cambios muy rápidos en el cuerpo y el tamaño del pico en respuesta a los cambios en el suministro de alimentos son impulsados por la selección natural. También han aclarado los mecanismos por los cuales surgen nuevas especies y cómo se mantiene la diversidad genética en las poblaciones naturales. El trabajo de las Becas ha tenido una influencia seminal en los campos de la biología de la población, la evolución y la ecología.

Los Grant son miembros de la Royal Society, Peter en 1987 y Rosemary en 2007. En 2008, los Grant estuvieron entre los trece ganadores de la Medalla Darwin-Wallace, que otorga cada cincuenta años la Sociedad Linneana de Londres. En 2009, recibieron el Premio anual de Kioto en ciencias básicas, un galardón internacional que honra contribuciones significativas al mejoramiento científico, cultural y espiritual de la humanidad. En 2017, recibieron la Medalla Real en Biología "por su investigación sobre la ecología y la evolución de los pinzones de Darwin en las Galápagos, demostrando que la selección natural ocurre con frecuencia y que, como resultado, la evolución es rápida".

Primeros años

Barbara Rosemary Grant nació en Arnside, Inglaterra, en 1936. En su juventud, coleccionó fósiles de plantas y los comparó con réplicas vivas. A los 12 años leyó El origen de las especies de Darwin. A pesar de que su directora le dijo que seguir una educación en un campo de estudio dominado por hombres sería una tontería, además de contraer un caso grave de paperas que paralizó temporalmente su actividad académica, decidió continuar con su educación. En 1960, se graduó en Zoología por la Universidad de Edimburgo. Durante el año siguiente, estudió genética con Conrad Waddington y luego ideó una tesis para estudiar poblaciones aisladas de peces. Este proyecto quedó en suspenso cuando aceptó un puesto de profesora de biología en la Universidad de Columbia Británica, donde conoció a Peter Grant.

Peter Raymond Grant nació en 1936 en Londres, pero se mudó a la campiña inglesa para evitar los bombardeos invasores durante la Segunda Guerra Mundial. Asistió a la escuela en la frontera de Surrey-Hampshire, donde recopiló muestras botánicas e insectos. Asistió a la Universidad de Cambridge y luego se mudó a Vancouver, Columbia Británica, Canadá, y comenzó a trabajar en un doctorado en Zoología en la Universidad de Columbia Británica. Peter conoció a Rosemary después de comenzar su investigación allí y, después de un año, los dos se casaron.

Educación y carrera

Peter Grant

• BA (Hons) – Universidad de Cambridge- 1960
• PhD – Universidad de Columbia Británica- 1964
• Beca postdoctoral – Universidad Yale- 1964–1965
• Profesor Asistente – Universidad McGill- 1965–1968
• Profesor asociado – Universidad McGill- 1968–1973
• Full Professor – McGill University- 1973-1977
• Profesor - Universidad de Michigan- 1977-1985
• Profesor visitante – Universidad de Uppsala y Lund – 1981, 1985
• Profesor – Universidad de Princeton- 1985
• Clase de 1877 Profesor de Zoología-Universidad Princeton- 1989
• Profesor de Zoología Emérito - Universidad de Princeton- 2008

Beca Romero

• BSc (Hons), Universidad de Edimburgo, 1960
• Doctorado (Biología Evolutiva), Universidad de Uppsala, 1985
• Research Associate, Yale University, 1964
• Research Associate, McGill University, 1973
• Research Associate, University of Michigan, 1977
• Research Scholar and lecturer, Princeton University, 1985
• Senior Research Scholar with rank of Professor, Princeton University, 1997
• Senior Research Scholar with rank of Professor Emeritus, Princeton University, 2008

Investigación

Para su doctorado, Peter Grant estudió la relación entre ecología y evolución y cómo se interrelacionaban. Los Grant viajaron a las Islas Tres Marías frente a México para realizar estudios de campo de las aves que habitaban la isla. Compararon las diferencias entre la longitud del pico y el tamaño corporal entre las poblaciones que viven en las islas y el continente cercano. De las aves estudiadas, once especies no mostraron diferencias significativas entre el continente y las islas; cuatro especies fueron significativamente menos variables en las islas y una especie fue significativamente más variable. En promedio, las aves de las islas tenían picos más grandes. Los Grant atribuyeron estas diferencias a los alimentos disponibles, y lo que estaba disponible dependía de los competidores. Los picos más grandes indicaron una mayor variedad de alimentos presentes en el medio ambiente.

En 1965, Peter Grant aceptó la plaza titular en la Universidad McGill de Montreal. Creó un método para probar la hipótesis de la competencia y ver si funcionaba hoy como en el pasado. Esta investigación se realizó en ratones de campo de pastizales y ratones de bosque. El estudio analizó la competitividad entre poblaciones de roedores y entre especies de roedores. En su artículo "Competencia interespecífica entre roedores", concluyó que la interacción competitiva por el espacio es común entre muchas especies de roedores, no sólo entre las especies que se han estudiado en detalle. Grant también afirma que hay muchas causas para una mayor competencia: reproducción, recursos, cantidad de espacio e invasión de otras especies.

Daphne Major, en las Islas Galápagos, era un lugar perfecto para realizar experimentos y estudiar cambios dentro de las aves. Estaba aislada y deshabitada; cualquier cambio que ocurriera en la tierra y el medio ambiente se debería a fuerzas naturales sin destrucción humana. La isla proporcionó el mejor entorno para estudiar la selección natural; Las temporadas de fuertes lluvias cambiaron a temporadas de sequía prolongada. Estos cambios ambientales trajeron cambios en los tipos de alimentos disponibles para las aves. Los Grant estudiarían esto durante las próximas décadas de sus vidas.

En 1973, los Grant emprendieron lo que pensaban que sería un estudio de dos años en la isla de Daphne Major. Allí estudiarían la evolución y, en última instancia, determinarían qué impulsa la formación de nuevas especies. Hay trece especies de pinzones que viven en la isla; cinco de ellos son pinzones arbóreos, un pinzón reinita, un pinzón vegetariano y seis especies de pinzones terrestres. Estas aves proporcionan una excelente manera de estudiar la radiación adaptativa. Sus picos son específicos del tipo de dieta que consumen, que a su vez refleja la comida disponible. Los pinzones son fáciles de capturar y constituyen un buen animal para estudiar. Los Grant marcaron, etiquetaron, midieron y tomaron muestras de sangre de las aves que estaban estudiando. El estudio de dos años continuó hasta 2012.

Durante la temporada de lluvias de 1977 sólo cayeron 24 milímetros de lluvia. Dos de las principales especies de pinzones sufrieron un impacto excepcionalmente fuerte y muchos de ellos murieron. La falta de lluvia provocó que las principales fuentes de alimentos escasearan, lo que provocó la necesidad de encontrar fuentes de alimentos alternativas. Las semillas más pequeñas y blandas se acabaron, dejando sólo las semillas más grandes y duras. Las especies de pinzones con picos más pequeños lucharon por encontrar semillas alternativas para comer. Los dos años siguientes sugirieron que la selección natural podría ocurrir muy rápidamente. Debido a que las especies de pinzones más pequeños no podían comer las semillas grandes, murieron. Los pinzones con picos más grandes pudieron comer las semillas y reproducirse. La población en los años posteriores a la sequía de 1977 tenía una población "considerablemente mayor" picos que tenían las aves anteriores.

En 1981, los Grant se encontraron con un pájaro que nunca antes habían visto. Pesaba más de cinco gramos que los otros pinzones terrestres. A este pájaro lo llamaron Big Bird. Tenía muchas características diferentes a las de los pinzones nativos: un canto extraño, plumas extra brillantes, podía comer semillas tanto grandes como pequeñas, y también podía comer el néctar, el polen y las semillas de los cactus que crecían en la isla. Aunque existen híbridos, muchas de las aves que viven en la isla tienden a permanecer dentro de su propia especie. Big Bird vivió durante trece años, inicialmente cruzándose con especies locales. Sus descendientes sólo se han apareado entre sí durante los últimos treinta años, un total de siete generaciones.

Originalmente se asumió que Big Bird era un inmigrante de la isla de Santa Cruz. Sin embargo, en 2015, un análisis del genoma completo vinculó su ascendencia a un ave originaria de la Isla Española, a más de 100 kilómetros de Daphne Major, el pinzón cactífero de Española (G. conirostris). Descendientes de G. conirostris y los pinzones locales (G. fortis) se han convertido en una especie distinta, el primer ejemplo de especiación observado directamente por los científicos en el campo. Los estudios del genoma completo han permitido a los científicos rastrear cambios en el genoma a medida que las especies se volvieron distintas. Se ha determinado que los genes para la forma del pico (ALX1) y el tamaño del pico (HMGA2) son cruciales para separar las especies hibridadas de los pinzones locales. Genes relacionados con los pinzones' La canción también puede estar involucrada.

En el transcurso de 1982-1983, El Niño trajo ocho meses constantes de lluvia. En una temporada de lluvias normal, Daphne Major suele recibir dos meses de lluvia. Las lluvias excesivas provocaron un cambio en los tipos de vegetación que crecen en la isla. Las semillas pasaron de ser semillas grandes y difíciles de romper a muchos tipos diferentes de semillas pequeñas y más suaves. Esto dio a las aves con picos más pequeños una ventaja cuando se produjo otra sequía al año siguiente. Los pinzones de pico pequeño podían comerse todas las semillas pequeñas más rápidamente que los pájaros de pico más grande.

En 2003, se produjo en la isla una sequía similar en gravedad a la de 1977. Sin embargo, en el período entre las sequías (que comenzó a finales de 1982), el gran pinzón terrestre (Geospiza magnirostris) había establecido una población reproductora en la isla. Esta especie tiene una dieta que se superpone con la del pinzón terrestre mediano (G. fortis), por lo que son competidores potenciales. La sequía de 2003 y la consiguiente disminución del suministro de alimentos pueden haber aumentado la población de estas especies. competencia entre sí, particularmente por las semillas más grandes en los pinzones terrestres medianos' dieta. Después de la sequía, la población de pinzones terrestres medianos tuvo una disminución en el tamaño promedio del pico, en contraste con el aumento de tamaño observado después de la sequía de 1977. Se planteó la hipótesis de que esto se debía a la presencia del gran pinzón terrestre; Es posible que los individuos de pico más pequeño del pinzón terrestre mediano hayan podido sobrevivir mejor debido a la falta de competencia por las semillas grandes con el pinzón terrestre grande. Este es un ejemplo de desplazamiento de carácter.

Hallazgos importantes

En Evolución: Dar sentido a la vida, las conclusiones de las subvenciones' El estudio de 40 años se puede dividir en tres lecciones principales. La primera es que la selección natural es un proceso variable y en constante cambio. El hecho de que estudiaron la isla tanto en épocas de lluvias excesivas como de sequía proporciona una mejor imagen de lo que les sucede a las poblaciones a lo largo del tiempo. La siguiente lección aprendida es que la evolución puede ser en realidad un proceso bastante rápido. No se necesitan millones de años; Estos procesos pueden verse en tan solo dos años. Por último, y como afirma el autor, lo más importante es que la selección puede cambiar con el tiempo. Durante algunos años, la selección favorecerá a aquellas aves con picos más grandes. Otros años con cantidades sustanciales de semillas más pequeñas, la selección favorecerá a las aves con picos más pequeños.

En su artículo de 2003, los Grant concluyen su estudio de décadas afirmando que la selección oscila en una dirección. Por esta razón, ni el pinzón terrestre mediano ni el pinzón cactus se mantuvieron morfológicamente iguales a lo largo del experimento. El tamaño promedio del pico y del cuerpo no son los mismos hoy en día para ninguna de las especies que cuando comenzó el estudio. Los Grant también afirman que estos cambios en la morfología y los fenotipos no podrían haberse predicho al principio. Pudieron presenciar directamente la evolución de las especies de pinzones como resultado del entorno inconsistente y duro de Daphne Major.

Premios y reconocimientos

Peter Grant

Sociedades y Academias:

• Royal Society of London
• Royal Society of Canada
• American Philosophical Society
• American Academy of Arts and Sciences
• American Society of Naturalists (Presidente – 1999)
• American Academy of Sciences
• Society for the Study of Evolution
• Ecological Society of America
• American Ornithologist's Union
• Linnean Society of London
• Society for Behavioral Ecology
• Charles Darwin Foundation

Títulos honoríficos

• Honorary Doctorate Uppsala University, Sweden- 1986
• Universidad San Francisco, Quito- 2005
• Universidad de Zurich- 2008
• Universidad de Toronto- 2017

Editor asociado de revistas científicas

• Ecología 1968-1970
• Evolutionary Teoría – 1973–
• Biological Journal of the Linnean Society – 1984–
• Transacciones filosóficas de la Sociedad Real de Londres – 1990–1993

Ciudadano honorario de Puerto Baquerizo, IN. San Cristóbal, Galápagos- 2005–

Beca Romero

Sociedades y Academias:

• American Academy of Arts and Sciences
• Charles Darwin Foundation
• American Society of Naturalists
• Royal Society of Canada
• Royal Society of London
• American Philosophical Society

Títulos honoríficos:

• McGill University, 2002
• Universidad San Francisco, Quito, 2005
• University of Zurich, 2008
• Universidad de Toronto, 2017

Ciudadano honorario de Puerto Baquerizo, IN. San Cristóbal, Galápagos- 2005–

Desde 2010, la Sociedad para el Estudio de la Evolución la honra anualmente con el concurso Rosemary Grant Graduate Student Research Award, que apoya a los "estudiantes en las primeras etapas de sus programas de doctorado permitiéndoles recopilar datos preliminares". datos... o para mejorar el alcance de su investigación más allá de los límites de financiación actuales".

Recibidos conjuntamente

• 2017 Royal Medal, Royal Society
• 2009 Premio Kioto, Fundación Inamori
• 2009 Darwin-Wallace Medalla, Linnean Society of London
• 2006 Premio Municipal de Ciencias de Puerto Rico
• 2005 Premio Balzan de Biología de Población
• 2005 Premio Scientists excepcional, American Institute of Biological Sciences
• 2003 Premio Grinnell, Universidad de California en Berkeley
• 2003 Premio Loye y Alden Miller, Cooper Ornithological Society
• 2002 Darwin Medal, Royal Society
• 1998 Premio E.O. Wilson, Sociedad Americana de Naturalistas
• 1994 Medalla de Leidy, Academia de Ciencias Naturales de Filadelfia

Libros

• Dinámica Evolutiva de una Población Natural: Cactus grandes Finca de las Galápagos – Rosemary " Peter Grant – (Universidad de Chicago Press, 1989) ISBN 978-0-226-30590-5 (Recibido el Premio de Publicación de Vida Silvestre, Sociedad de Vida Silvestre, 1991)
• Cómo y por qué las especies se multiplican: La radiación de los anfitriones de Darwin – Peter & Rosemary Grant – (Princeton University Press,2008/2011) ISBN 978-0-691-14999-8
• 40 años de evolución: los pinzones de Darwin en Daphne Major Island – Peter & Rosemary Grant – (Princeton University Press,2014) ISBN 978-0-691-16046-7

Los Grant fueron el tema del libro El pico del pinzón: una historia de evolución en nuestro tiempo de Jonathan Weiner (Alfred A. Knopf, 1994), ISBN 0-679-40003- 6, que ganó el Premio Pulitzer de No Ficción General en 1995.