بيتر وروزماري غرانت

بيتر وروزماري غرانت يدرسان الطيور في عام 2007

بيتر ريموند غرانت، زميل الجمعية الملكية وزميل الجمعية الملكية الكندية (مواليد 26 أكتوبر 1936)، وباربرا روزماري غرانت، زميلة الجمعية الملكية وزميلة الجمعية الملكية الكندية (مواليد 8 أكتوبر 1936)، زوجان بريطانيان يعملان في علم الأحياء التطوري بجامعة برينستون . يشغل كل منهما حاليًا منصب أستاذ فخري . اشتهر الزوجان بأبحاثهما حول عصافير داروين في دافني الكبرى ، إحدى جزر غالاباغوس . منذ عام 1973، أمضى الزوجان غرانت ستة أشهر من كل عام في اصطياد العصافير في الجزيرة، ووضع علامات عليها، وأخذ عينات دم منها. وقد أثبتا أن الانتقاء الطبيعي يمكن ملاحظته خلال حياة طائر واحد، أو حتى خلال بضع سنوات. كان تشارلز داروين يعتقد في الأصل أن الانتقاء الطبيعي عملية طويلة ومعقدة، لكن الزوجين غرانت أثبتا أن هذه التغيرات في التجمعات السكانية يمكن أن تحدث بسرعة كبيرة.

في عام 1994، حصلوا على جائزة ليدي من أكاديمية العلوم الطبيعية في فيلادلفيا . ^{[ 1 ]} كان آل غرانت موضوع كتاب " منقار العصفور: قصة التطور في عصرنا" لجوناثان واينر ، والذي فاز بجائزة بوليتزر للأعمال غير الروائية العامة في عام 1995.

في عام 2003، حصل آل غرانت على جائزة لوي وألدن ميلر للبحوث مناصفةً . وفازوا بجائزة بالزان لعلم الأحياء السكاني لعام 2005. ^{[ 2 ]} وجاء في حيثيات جائزة بالزان ما يلي:

يُعرف بيتر وروزماري غرانت بدراساتهما المتميزة طويلة الأمد التي تُظهر التطور عمليًا في عصافير غالاباغوس . وقد أثبتا كيف أن التغيرات السريعة جدًا في حجم الجسم والمنقار استجابةً لتغيرات إمدادات الغذاء مدفوعة بالانتقاء الطبيعي. كما أوضحا الآليات التي تنشأ من خلالها الأنواع الجديدة، وكيف يُحافظ على التنوع الجيني في التجمعات الطبيعية. كان لعمل عائلة غرانت تأثيرٌ بالغ الأهمية في مجالات بيولوجيا السكان، والتطور، وعلم البيئة. ^{[ 2 ]}

ينتمي كل من بيتر وروزماري غرانت إلى زمالة الجمعية الملكية ، بيتر عام 1987 وروزماري عام 2007. وفي عام 2008، كانا من بين ثلاثة عشر فائزًا بميدالية داروين-والاس ، التي تمنحها جمعية لينيان في لندن كل خمسين عامًا . وفي عام 2009، حصلا على جائزة كيوتو السنوية في العلوم الأساسية، وهي جائزة دولية تُمنح تقديرًا للمساهمات البارزة في الارتقاء العلمي والثقافي والروحي للبشرية. ^{[ 3 ]} وفي عام 2017، حصلا على الميدالية الملكية في علم الأحياء "لأبحاثهما حول بيئة وتطور عصافير داروين في جزر غالاباغوس، والتي أثبتت أن الانتقاء الطبيعي يحدث بشكل متكرر وأن التطور سريع نتيجة لذلك". ^{[ 4 ]}

وُلدت باربرا روزماري غرانت في أرنسايد ، إنجلترا عام ١٩٣٦. في صغرها، كانت تجمع أحافير النباتات وتقارنها بنظائرها الحية. في الثانية عشرة من عمرها، قرأت كتاب داروين " أصل الأنواع" . ورغم تحذير مديرة مدرستها لها بأن متابعة الدراسة في مجال يهيمن عليه الذكور سيكون ضربًا من الحماقة، فضلًا عن إصابتها بحالة خطيرة من النكاف أدت إلى توقف دراستها مؤقتًا، إلا أنها قررت مواصلة تعليمها. ^{[ ٥ ]} في عام ١٩٦٠، تخرجت من جامعة إدنبرة بشهادة في علم الحيوان . في العام التالي، درست علم الوراثة على يد كونراد وادينغتون ، ثم أعدت أطروحة لدراسة تجمعات الأسماك المعزولة. توقف هذا المشروع مؤقتًا عندما قبلت وظيفة تدريس علم الأحياء في جامعة كولومبيا البريطانية ، ^{[ ٥ ]} حيث التقت بيتر غرانت. ^{[ ٦ ]}

وُلد بيتر ريموند غرانت عام ١٩٣٦ في لندن ، لكنه انتقل إلى الريف الإنجليزي هربًا من القصف الجوي خلال الحرب العالمية الثانية . التحق بمدرسة على الحدود بين مقاطعتي سري وهامبشاير، حيث جمع عينات نباتية وحشرات. ^{[ ٦ ]} درس في جامعة كامبريدج ، ثم انتقل لاحقًا إلى فانكوفر ، في مقاطعة كولومبيا البريطانية بكندا ، وبدأ دراسة الدكتوراه في علم الحيوان بجامعة كولومبيا البريطانية . التقى بيتر بروزماري بعد بدء أبحاثه هناك، وبعد عام، تزوجا. ^{[ ٦ ]}

درس بيتر غرانت، في أطروحته للدكتوراه، العلاقة بين علم البيئة والتطور وكيفية ترابطهما. سافر آل غرانت إلى جزر تريس مارياس قبالة سواحل المكسيك لإجراء دراسات ميدانية على الطيور التي تسكن الجزيرة. ^{[ 6 ]} قارنوا الاختلافات في طول المنقار إلى حجم الجسم بين مجموعات الطيور التي تعيش في الجزر والبر الرئيسي المجاور. من بين الطيور التي دُرست، لم تكن هناك فروق ذات دلالة إحصائية بين البر الرئيسي والجزر في أحد عشر نوعًا؛ بينما كانت أربعة أنواع أقل تنوعًا بشكل ملحوظ في الجزر، ونوع واحد أكثر تنوعًا بشكل ملحوظ. ^{[ 7 ]} في المتوسط، كانت مناقير الطيور في الجزر أكبر حجمًا. عزا آل غرانت هذه الاختلافات إلى أنواع الغذاء المتاحة، والتي كانت بدورها تعتمد على المنافسين. يشير كبر حجم المنقار إلى وجود نطاق أوسع من الأطعمة في البيئة. ^{[ 6 ]}

في عام ١٩٦٥، حصل بيتر غرانت على التثبيت الأكاديمي في جامعة ماكجيل في مونتريال. وابتكر طريقة لاختبار فرضية التنافس لمعرفة ما إذا كانت فعّالة اليوم كما كانت في الماضي. ^{[ ٦ ]} أُجري هذا البحث على فئران الحقول وفئران الغابات. ودرست الدراسة التنافس بين مجموعات القوارض وبين أنواعها. ^{[ ٨ ]} في مقالته "التنافس بين أنواع القوارض"، خلص إلى أن التفاعل التنافسي على المساحة شائع بين العديد من أنواع القوارض، وليس فقط الأنواع التي دُرست بالتفصيل. ^{[ ٨ ]} ويذكر غرانت أيضًا أن هناك العديد من الأسباب لزيادة التنافس: التكاثر، والموارد، ومساحة الأرض، وغزو الأنواع الأخرى. ^{[ ٨ ]}

كانت جزيرة دافني الكبرى ، في جزر غالاباغوس ، مكانًا مثاليًا لإجراء التجارب ودراسة التغيرات التي تطرأ على الطيور. كانت معزولة وغير مأهولة؛ فأي تغيرات قد تطرأ على الأرض والبيئة ستكون ناتجة عن قوى طبيعية دون أي تدخل بشري. ^{[ 9 ]} وفرت الجزيرة أفضل بيئة لدراسة الانتقاء الطبيعي؛ إذ تحولت مواسم الأمطار الغزيرة إلى مواسم جفاف ممتدة. ومع هذه التغيرات البيئية، طرأت تغيرات على أنواع الغذاء المتاحة للطيور. وقد أمضى آل غرانت العقود القليلة التالية من حياتهم في دراسة هذا الأمر.

في عام ١٩٧٣، انطلق آل غرانت في رحلة بحثية ظنوا أنها ستستغرق عامين في جزيرة دافني الكبرى. كان هدفهم دراسة التطور وتحديد العوامل المحفزة لنشوء أنواع جديدة. ^{[ ٩ ]} تضم الجزيرة ثلاثة عشر نوعًا من العصافير ؛ خمسة منها عصافير شجرية، ونوع واحد من عصافير مغردة، ونوع واحد من العصافير النباتية، وستة أنواع من العصافير الأرضية. تُعد هذه الطيور وسيلة ممتازة لدراسة التكيف الإشعاعي ، إذ تتميز مناقيرها بخصائص تتناسب مع نوع غذائها، مما يعكس بدوره وفرة الغذاء المتاح. يسهل اصطياد هذه العصافير، مما يجعلها حيوانات مثالية للدراسة. قام آل غرانت بوضع علامات على الطيور التي يدرسونها، وتصنيفها، وقياسها، وأخذ عينات دم منها. استمرت الدراسة التي استمرت عامين حتى عام ٢٠١٢. ^{[ ٩ ]}

خلال موسم الأمطار عام 1977، لم تتجاوز كمية الأمطار 24 مليمترًا. تضررت اثنتان من أهم أنواع العصافير بشدة، ونفق العديد منها. ^{[ 10 ]} تسبب نقص الأمطار في ندرة مصادر الغذاء الرئيسية، مما استدعى البحث عن مصادر بديلة. نفدت البذور الصغيرة والطرية، ولم يتبق سوى البذور الكبيرة والصلبة. كافحت أنواع العصافير ذات المناقير الصغيرة للعثور على بذور بديلة. ^{[ 10 ]} أشارت السنتان التاليتان إلى أن الانتقاء الطبيعي قد يحدث بسرعة كبيرة. ولأن أنواع العصافير الصغيرة لم تستطع أكل البذور الكبيرة، فقد انقرضت. أما العصافير ذات المناقير الأكبر حجمًا فقد تمكنت من أكل البذور والتكاثر. وقد لوحظ أن مناقير الطيور في السنوات التي تلت الجفاف عام 1977 كانت "أكبر حجمًا بشكل ملحوظ" من مناقير الطيور السابقة.

في عام ١٩٨١، عثر آل غرانت على طائر لم يروه من قبل. كان أثقل من عصافير الأرض الأخرى بأكثر من خمسة غرامات. ^{[ ١١ ] [ ١٢ ] [ ١٣ ]} أطلقوا عليه اسم "الطائر الكبير". تميز هذا الطائر بخصائص عديدة تختلف عن عصافير الجزيرة: صوت غريب، وريش لامع للغاية، وقدرة على أكل البذور الكبيرة والصغيرة، بالإضافة إلى رحيق وحبوب لقاح وبذور الصبار التي تنمو في الجزيرة. ^{[ ٩ ]} على الرغم من حدوث تهجين، إلا أن العديد من الطيور التي تعيش في الجزيرة تميل إلى البقاء ضمن نوعها. ^{[ ١٤ ]} عاش "الطائر الكبير" ثلاثة عشر عامًا، وتزاوج في البداية مع الأنواع المحلية. ولم يتزاوج نسله إلا فيما بينهم خلال الثلاثين عامًا الماضية، أي ما مجموعه سبعة أجيال. ^{[ ١٤ ]}

كان يُعتقد في البداية أن الطائر الكبير مهاجر من جزيرة سانتا كروز . إلا أنه في عام ٢٠١٥، ربط تحليل الجينوم الكامل أصله بطائر نشأ في جزيرة إسبانيولا ، التي تبعد أكثر من ١٠٠ كيلومتر عن دافني الكبرى، وهو عصفور الصبار الإسبانيولا ( G. conirostris ). وقد أصبح نسل هذا العصفور وعصافير محلية ( G. fortis ) نوعًا متميزًا، وهو أول مثال على التطور النوعي الذي لاحظه العلماء مباشرةً في بيئته الطبيعية. ^{[ ١٥ ]} وقد مكّنت دراسات الجينوم الكامل العلماء من تتبع التغيرات في الجينوم مع تطور هذا النوع. وتبين أن جينات شكل المنقار (ALX1) وحجمه (HMGA2) حاسمة في فصل هذا النوع المهجن عن العصافير المحلية. وقد تكون الجينات المتعلقة بتغريد العصافير متورطة أيضًا. ^{[ ١١ ] [ ١٦ ]}

خلال الفترة 1982-1983، جلب ظاهرة النينيو ثمانية أشهر متواصلة من الأمطار. في حين أن موسم الأمطار المعتاد في جزيرة دافني الكبرى لا يتجاوز شهرين. ^{[ 17 ]} وقد أدى هذا الهطول الغزير للأمطار إلى تغيير في أنواع النباتات التي تنمو في الجزيرة، حيث تحولت البذور من بذور كبيرة يصعب كسرها إلى أنواع عديدة من البذور الصغيرة والطرية. وقد منح هذا التغيير الطيور ذات المناقير الصغيرة ميزةً عند حلول جفاف آخر في العام التالي. ^{[ 17 ]} إذ استطاعت طيور الحسون ذات المناقير الصغيرة التهام جميع البذور الصغيرة أسرع من قدرة الطيور ذات المناقير الكبيرة على الوصول إليها.

في عام ٢٠٠٣، شهدت الجزيرة جفافًا مماثلًا في شدته لجفاف عام ١٩٧٧. مع ذلك، وخلال الفترة الفاصلة بين الجفافين (بدءًا من أواخر عام ١٩٨٢)، استوطن طائر الحسون الأرضي الكبير ( Geospiza magnirostris ) الجزيرة. يتشارك هذا النوع في نظامه الغذائي مع طائر الحسون الأرضي المتوسط ​​( G. fortis )، مما يجعلهما منافسين محتملين. ربما يكون جفاف عام ٢٠٠٣ وما نتج عنه من انخفاض في الإمدادات الغذائية قد زاد من حدة التنافس بين هذين النوعين، لا سيما على البذور الكبيرة التي يتغذى عليها الحسون الأرضي المتوسط. بعد الجفاف، انخفض متوسط ​​حجم منقار الحسون الأرضي المتوسط، على عكس الزيادة التي لوحظت بعد جفاف عام ١٩٧٧. يُفترض أن هذا يعود إلى وجود الحسون الأرضي الكبير؛ إذ ربما تمكنت الطيور ذات المناقير الأصغر من بقاء أفضل نظرًا لقلة المنافسة على البذور الكبيرة مع الحسون الأرضي الكبير. يُعد هذا مثالًا على إزاحة الصفات . ^{[ ١٨ ]}

في كتاب "التطور: فهم الحياة" ، يمكن تلخيص أهم نتائج دراسة عائلة غرانت التي استمرت أربعين عامًا في ثلاثة دروس رئيسية. أولها أن الانتقاء الطبيعي عملية متغيرة باستمرار. فدراسة الجزيرة في فترات الأمطار الغزيرة والجفاف تُعطي صورة أوضح لما يحدث للمجموعات السكانية بمرور الوقت. الدرس الثاني هو أن التطور قد يكون عملية سريعة نسبيًا، إذ لا يستغرق ملايين السنين، بل يمكن ملاحظة هذه العمليات في غضون عامين فقط. وأخيرًا، وكما ذكر المؤلف، وهو الأهم، أن الانتقاء الطبيعي يتغير بمرور الوقت. ففي بعض السنوات، يُفضل الانتقاء الطيور ذات المناقير الأكبر حجمًا، بينما في سنوات أخرى تكثر فيها البذور الصغيرة، يُفضل الطيور ذات المناقير الأصغر حجمًا. ^{[ 19 ]}

في ورقتهم البحثية المنشورة عام ٢٠٠٣، اختتم غرانت وزميله دراستهما التي امتدت لعقود بالإشارة إلى أن الانتقاء الطبيعي يتذبذب في اتجاه معين. ولهذا السبب، لم يحافظ كل من عصفور الأرض المتوسط ​​وعصفور الصبار على شكلهما المورفولوجي نفسه طوال فترة التجربة. فمتوسط ​​حجم المنقار والجسم ليس هو نفسه اليوم لأي من النوعين كما كان عليه عند بدء الدراسة. ^{[ ٢٠ ]} كما ذكر غرانت أن هذه التغيرات في الشكل والنمط الظاهري لم يكن من الممكن التنبؤ بها في البداية. ^{[ ٢ ]} لقد تمكنوا من مشاهدة تطور أنواع العصافير بشكل مباشر نتيجةً لبيئة دافني الكبرى القاسية وغير المستقرة.

• جرانت، ب. روزماري؛ جرانت، بيتر ر. (1989). الديناميكيات التطورية لجماعة طبيعية: عصفور الصبار الكبير في جزر غالاباغوس . شيكاغو: مطبعة جامعة شيكاغو. ISBN 978-0-226-30590-5. OCLC 1149015572 – عبر أرشيف الإنترنت. 
• جرانت، بيتر ر.؛ جرانت، ب. روزماري (2007). كيف ولماذا تتكاثر الأنواع: انتشار عصافير داروين . برينستون: مطبعة جامعة برينستون. doi : 10.1515/9781400837946 . ISBN 978-0-691-13360-7JSTOR j.ctvx5wc23 . OCLC 474218839 .​  
• جرانت، بيتر ر.؛ جرانت، ب. روزماري (2014). أربعون عامًا من التطور: عصافير داروين في جزيرة دافني الكبرى . برينستون، نيوجيرسي: مطبعة جامعة برينستون. ISBN 978-1-4008-5130-0JSTOR j.ctt5hhncc . OCLC 870597475 .​  
• جرانت، بيتر ر. (2023). مفتون بدافني: حياة عالم طبيعة تطوري . برينستون، نيوجيرسي: مطبعة جامعة برينستون. ISBN 978-0-6912-4624-6
• جرانت، ب. روزماري (2024). خطوة جانبية، ثلاث خطوات للأمام: مسيرة امرأة لتصبح عالمة أحياء . برينستون، نيوجيرسي: مطبعة جامعة برينستون. doi : 10.2307/jj.9446867 . ISBN 978-0-691-26069-3. جستور jj.9446867 . او سي ال سي 1437724652 .  

كانت عائلة غرانت موضوع جائزة بوليتزر للأعمال غير الروائية العامة عام 1995: ^{[ 23 ]} وينر، جوناثان (1994). منقار العصفور: قصة التطور في عصرنا . نيويورك: كنوبف : توزيع راندوم هاوس. ISBN  978-1-101-87296-3. OCLC 971624928 . {{cite book}}: CS1 maint: publisher location ( link )

• صفحة بيتر غرانت الإلكترونية
• صفحة روزماري غرانت على الإنترنت
• الميدالية الملكية 2017