Войти
| Томас Хант Морган. ForMemRS | |
|---|---|
 Ежегодник Джонса Хопкинса 1891 года | |
| Родился | ( 1866-09-25) 25 сентября 1866 г.. Лексингтон, Кентукки |
| Умер | 4 декабря 1945 (1945-12-04) (79 лет). Пасадена, Калифорния |
| Национальность | США |
| Alma mater | |
| Известен |
|
| Награды | |
| Научная карьера | |
| Филдс | |
| Учреждения | |
| Докторанты | |
| Подпись | |
 | |
Томас Хант Морган (25 сентября 1866 г. - 4 декабря 1945 г.) был американским биологом-эволюционистом, генетик, эмбриолог и научный автор, получивший Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 1933 году за открытия, разъясняющие роль, которую хромосома играет в.
Морган получил докторскую степень. из Университета Джона Хопкинса в зоологии в 1890 году и исследовал эмбриологию во время своей работы в Брин-Моур. После повторного открытия менделевской наследственности в 1900 году Морган начал изучать генетические характеристики плодовой мухи Drosophila melanogaster. В своей знаменитой «Комнате мух» в Колумбийском университете Морган продемонстрировал, что гены переносятся на хромосомы и являются механической основой наследственности. Эти открытия легли в основу современной науки генетики.
За свою выдающуюся карьеру Морган написал 22 книги и 370 научных статей. В результате его работы дрозофила стала основным модельным организмом в современной генетике. Отделение биологии, которое он основал в Калифорнийском технологическом институте, выпустило семь лауреатов Нобелевской премии.
Морган родился в Лексингтоне, Кентукки, Чарльтону Ханту Моргану и Эллен Ки Ховард Морган. Часть линии Южных плантаций и рабовладельцев по отцовской линии, Морган был племянником Конфедерации генерала Джона Ханта Моргана ; его прадед Джон Уэсли Хант был первым миллионером к западу от гор Аллегейни. Через свою мать он был правнуком Фрэнсиса Скотта Ки, автора «Усеянного звездами знамени », и Джона Игера Ховарда, губернатора и сенатор от Мэриленда. После Гражданской войны для семьи наступили тяжелые времена, когда те, кто помогал Конфедерации, временно лишились гражданских прав и некоторых имущественных прав. Его отцу было трудно найти работу в политике, и он проводил большую часть своего времени, координируя встречи ветеранов.
Начиная с 16 лет на подготовительном отделении, Морган поступил в Государственный колледж Кентукки (ныне Университет Кентукки ). Он сосредоточился на науке; ему особенно нравилась естественная история, и он работал с США. Геологическая служба летом. В 1886 году он получил диплом с прощальным словом со степенью бакалавра наук. После лета в Школе морской биологии в Аннискваме, Массачусетс, Морган поступил в аспирантуру по зоологии в недавно основанном Университете Джона Хопкинса, первом исследовательском центре. Американский университет. После двух лет экспериментальной работы с морфологом Уильямом Кейт Брукс и написания нескольких публикаций, Морган имел право на получение степени магистра естественных наук в Государственном колледже Кентукки в 1888 году. годы обучения в другом учреждении и сдача экзамена на факультете колледжа. Колледж предложил Моргану стать профессором; однако он решил остаться в Johns Hopkins и получил относительно большую стипендию, чтобы помочь ему финансировать его исследования.
Под Бруксом Морган завершил свою диссертационную работу по эмбриологии морских пауков - собраны летом 1889 и 1890 годов в Морской биологической лаборатории в Вудс-Хоул, Массачусетс - для определения их филогенетической связи с другими членистоногими. Он пришел к выводу, что в отношении эмбриологии они были более близки к паукам, чем к ракообразным. На основании публикации этой работы Морган получил степень доктора философии от Университета Джона Хопкинса в 1890 году, а также стипендию Брюса в области исследований. Он использовал стипендию для поездок на Ямайку, Багамы и Европу для проведения дальнейших исследований.
Почти каждое лето с 1890 по 1942 год. Морган вернулся в Морскую биологическую лабораторию для проведения исследований. Он активно участвовал в управлении учреждением, в том числе работал попечителем MBL с 1897 по 1945 год.
Карьера и исследования Моргана можно разбить на несколько этапов:
В 1890 году Морган был назначен адъюнкт-профессором (и заведующим кафедрой биологии) в сестринской школе Джонса Хопкинса Колледж Брин-Маур, заменив своего коллегу Эдмунда Бичер Уилсон. Морган вел все курсы, связанные с морфологией, в то время как другой член отдела, Жак Лоеб, читал физиологические курсы. Хотя Леб остался там всего на год, это стало началом их дружбы на всю жизнь. Морган читал лекции по биологии пять дней в неделю, читая по две лекции в день. Он часто включал в свои лекции свои недавние исследования. Хотя он был увлеченным учителем, он больше всего интересовался исследованиями в лаборатории. В течение первых нескольких лет в Брин-Мауре он провел описательные исследования морских желудей, асцидиевых червей и лягушек.
В 1894 году Моргану было предоставлено годовое отсутствие для проведения исследований в лабораториях Stazione Zoologica в Неаполе, где Уилсон работал двумя годами ранее. Там он работал с немецким биологом Гансом Дришем, чьи исследования в области экспериментального изучения развития вызвали интерес Моргана. Среди других проектов в том же году Морган завершил экспериментальное исследование эмбриологии гребневиков. В Неаполе и через Леба он познакомился со школой экспериментальной биологии Entwicklungsmechanik (грубо говоря, «механика развития»). Это была реакция на виталистическую натурфилософию, которая оказала огромное влияние на морфологию XIX века. Морган изменил свою работу с традиционной, в основном описательной морфологии на экспериментальную эмбриологию, которая искала физические и химические объяснения развития организма.
В то время велись серьезные научные дебаты по вопросу о том, как развивается эмбрион. Следуя мозаичной теории развития Вильгельма Ру, некоторые полагали, что наследственный материал был разделен между эмбриональными клетками, которым было предопределено сформировать определенные части зрелого организма. Дриш и другие считали, что развитие было связано с эпигенетическими факторами, когда взаимодействие между протоплазмой и ядром яйца и окружающей средой могло повлиять на развитие. Морган был в последнем лагере; его работа с Дришем продемонстрировала, что бластомеры, выделенные из морского ежа и яиц гребневиков, могут развиваться в полноценные личинки, вопреки предсказаниям (и экспериментальным данным) сторонников Ру. Связанная дискуссия касалась роли эпигенетических и факторов окружающей среды в развитии; на этом фронте Морган показал, что яиц морского ежа можно заставить делиться без оплодотворения, добавляя хлорид магния. Леб продолжил эту работу и стал широко известен созданием лягушек без отца, используя этот метод.
Когда Морган вернулся в Брин-Мор в 1895 году, он получил звание профессора. Основные направления экспериментальной работы Моргана включали регенерацию и развитие личинок; в каждом случае его целью было различить внутренние и внешние причины, чтобы пролить свет на дебаты Ру-Дриша. Он написал свою первую книгу «Развитие лягушачьего яйца» (1897). Он начал серию исследований способности различных организмов к регенерации. Он изучал прививку и регенерацию головастиков, рыб и дождевых червей; в 1901 году он опубликовал свое исследование под названием «Регенерация».
Начиная с 1900 года, Морган начал работать над проблемой определения пола, которую он ранее отклонил, когда Нетти Стивенс обнаружила влияние Y-хромосомы на пол. Он также продолжал изучать эволюционные проблемы, которые были в центре его ранних работ.
Позже, в 1904 году, Э.Б. Уилсон, все еще прокладывающий путь своему младшему другу, пригласил Моргана присоединиться к нему в Колумбийском университете. Этот шаг позволил ему полностью сосредоточиться на экспериментальной работе.
В типичном генетическом эксперименте дрозофилы самцов и самок мух с известным фенотипом помещают в сосуд для спаривания; женщины должны быть девственницами. В кашу закладываются яйца, которыми питается личинка; когда жизненный цикл завершен, потомство оценивается на предмет наследования интересующего признака. Когда Морган стал профессором экспериментальной зоологии, он все больше сосредоточивался на механизмах наследственности и эволюции. Он опубликовал «Эволюция и адаптация» (1903); как и многие биологи того времени, он видел доказательства биологической эволюции (например, общее происхождение подобных видов), но отверг предложенный Дарвином механизм естественного отбора, действующего на небольшие, постоянно производимые вариации..
Обширная работа в области биометрии, по-видимому, указывает на то, что непрерывная естественная изменчивость имеет определенные пределы и не представляет наследственных изменений. По мнению Моргана, эмбриологическое развитие представляет собой дополнительную проблему, поскольку отбор не может воздействовать на ранние, незавершенные стадии очень сложных органов, таких как глаз. Общее решение ламарковского механизма наследования приобретенных признаков, которое занимало видное место в теории Дарвина, все чаще отвергалось биологами. Согласно биографу Моргана Гарланду Аллену, ему также мешали его взгляды на таксономию: он считал виды полностью искусственными творениями, искажающими постоянно изменяющийся диапазон реальных форм, в то время как он придерживался «типологического» взгляда на более крупные таксоны и не видел возможности трансформации одной такой группы в другую. Но в то время как Морган скептически относился к естественному отбору в течение многих лет, его теории наследственности и изменчивости радикально изменились благодаря его обращению к менделизму.
В 1900 году трое ученых, Карл Корренс, Эрих фон Чермак и Хуго Де Фрис заново открыли работы Грегора Менделя, а вместе с ними и основу генетики. Де Фрис предположил, что новые виды были созданы путем мутации, минуя необходимость в ламаркизме или дарвинизме. Поскольку Морган отверг обе эволюционные теории, он стремился доказать теорию мутаций своей экспериментальной работой по наследственности. Первоначально он скептически относился к законам наследственности Менделя (а также к связанной с ним хромосомной теории определения пола), которые рассматривались как возможная основа для естественного отбора.
Наследование белоглазой мутации, сцепленное с полом. Согласно C. У. Вудворт и Уильям Э. Кастл, около 1908 года Морган начал работать над плодовой мушкой Drosophila melanogaster, и побуждал к этому студентов. С помощью Фернандуса Пейна он мутировал дрозофилу с помощью физических, химических и радиационных средств. Он начал эксперименты по скрещиванию, чтобы найти наследуемые мутации, но они не имели значительного успеха в течение двух лет. Каслу также было трудно идентифицировать мутации у дрозофилы, которые были крошечными. Наконец, в 1909 году появилась серия наследуемых мутантов, некоторые из которых демонстрировали менделевские модели наследования; в 1910 году Морган заметил белоглазого мутанта самца среди красноглазых диких типов. Когда белоглазых мух скрещивали с красноглазыми самками, все их потомки были красноглазыми. В результате скрещивания второго поколения были получены белоглазые самцы - сцепленный с полом рецессивный признак, ген, для которого Морган назвал белым. Морган также обнаружил мутанта с розовыми глазами, у которого был другой образец наследования. В статье, опубликованной в Science в 1911 году, он пришел к выводу, что (1) некоторые черты были связаны с полом, (2) эта черта, вероятно, была у одного из пола. хромосомы и (3) другие гены, вероятно, также были перенесены на определенные хромосомы.
Иллюстрация Моргана скрещивания из его «Критики теории эволюции» 1916 года Морган и его ученики стали более успешными в поиске мух-мутантов; они подсчитали мутантные характеристики тысяч плодовых мушек и изучили их наследование. Накопив несколько мутантов, они объединили их для изучения более сложных моделей наследования. Наблюдение за мутантом с миниатюрным крылом, который также находился на половой хромосоме, но иногда независимо сортируется по мутации белого глаза, привело Моргана к идее генетической связи и к гипотезе феномена переход. Он опирался на открытие Франса Альфонса Янссенса, бельгийского профессора Левенского университета, который описал это явление в 1909 году и назвал его хиазматипией. Морган предположил, что количество кроссинговеров между сцепленными генами различается, и что частота кроссовера может указывать на расстояние, разделяющее гены на хромосоме. Поздний английский генетик Дж. Б. С. Холдейн предложил называть единицу измерения сцепления морганом. Студент Моргана Альфред Стертевант разработал первую генетическую карту в 1913 году.
Томас Хант Морган Drosophila melanogaster карта генетического сцепления. Это была первая успешная работа по картированию генов , которая обеспечивает важные доказательства теории наследования хромосом. На карте показаны относительные положения аллельных характеристик на второй хромосоме дрозофилы. Расстояние между генами (единицы карты) равно проценту событий кроссинговера, которые происходят между разными аллелями. В 1915 году Морган, Стертевант, Кальвин Бриджес и Х. Дж. Мюллер написал основополагающую книгу «Механизм менделевской наследственности». Генетик Курт Стерн назвал книгу «фундаментальным учебником новой генетики», а К. Х. Уоддингтон отметил, что «теория хромосомы Моргана представляет собой большой скачок воображения, сравнимый с Галилеем или Ньютоном».
В последующие годы большинство биологов пришли к выводу, что Менделирующая хромосома теория, которая была независимо предложена Уолтером Саттоном и Теодором Бовери в 1902/1903 годах и развита и расширена Морганом и его учениками. Гарланд Аллен охарактеризовал период после 1915 года как один из нормальной науки, в котором «деятельность« генетиков »была направлена на дальнейшее выяснение деталей и значений менделевской хромосомы. теория развивалась между 1910 и 1915 годами ». Но детали все более сложной теории, а также концепция гена и его физическая природа все еще оставались спорными. Критики, такие как У. Э. Кастл указал на противоположные результаты у других организмов, предполагая, что гены взаимодействуют друг с другом, в то время как Ричард Гольдшмидт и другие считали, что нет веских причин рассматривать гены как отдельные единицы, находящиеся на хромосомах.
Благодаря поразительному успеху Моргана с дрозофилой многие другие лаборатории по всему миру занялись генетикой плодовых мух. Колумбия стала центром неформальной сети обмена, через которую многообещающие мутантные штаммы дрозофилы передавались из лаборатории в лабораторию; Дрозофила стала одним из первых и в течение некоторого времени наиболее широко используемым модельным организмом. Группа Моргана оставалась очень продуктивной, но Морган в основном отказался от работы с мухами и предоставил членам своей лаборатории значительную свободу в разработке и проведении собственных экспериментов.
Он вернулся к эмбриологии и работал над поощрением распространения генетических исследований на другие организмы и распространения механистического экспериментального подхода (Enwicklungsmechanik) во всех областях биологии. После 1915 года он также стал ярым критиком растущего движения евгеники, которое приняло генетические подходы в поддержку расистских взглядов на «улучшение» человечества.
Моргана fly-room в Колумбии стало всемирно известным, и ему было легко привлечь финансирование и приглашенных ученых. В 1927 году, проучившись 25 лет в Колумбии и приближаясь к пенсионному возрасту, он получил предложение от Джорджа Эллери Хейла основать школу биологии в Калифорнии.
Рисунок Томаса Ханта Моргана 1931 года Морган переехал в Калифорнию, чтобы возглавить отдел биологии в Калифорнийском технологическом институте в 1928 году. Создавая биологический отдел, Морган хотел отличить свою программу от программ, предлагаемых Джоном Хопкинсом и Колумбией, с исследованиями, сосредоточенными на генетике и эволюции; экспериментальная эмбриология; физиология; биофизика и биохимия. Он также сыграл важную роль в создании Морской лаборатории в Корона-дель-Мар. Он хотел привлечь лучших людей в Отделение Калифорнийского технологического института, поэтому взял Бриджеса, Стертеванта и Альберта Тайлера из Колумбии и взял на себя Феодосия Добжанского в качестве международного научного сотрудника. В отдел пришло больше ученых, в том числе Джордж Бидл, Борис Эфрусси, Эдвард Л. Татум, Линус Полинг, Фритс Уэнт и Сидни В. Фокс.
В соответствии со своей репутацией Морган занимал множество престижных должностей в американских научных организациях. С 1927 по 1931 год Морган занимал пост президента Национальной академии наук; в 1930 г. он был президентом Американской ассоциации развития науки ; а в 1932 году он председательствовал на Шестом Международном генетическом конгрессе в Итаке, Нью-Йорк. В 1933 году Моргану была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине ; он был номинирован в 1919 и 1930 годах за ту же работу. В знак признания группового характера своего открытия он отдал свои призовые деньги Бриджесу, Стертеванту и своим собственным детям. Морган отказался присутствовать на церемонии награждения в 1933 году, а в 1934 году. Повторное открытие в 1933 году гигантских политенных хромосом в слюнной железе дрозофилы могло повлиять на его выбор. До этого момента результаты лаборатории основывались на фенотипических результатах, видимая политенная хромосома позволяла им подтверждать свои результаты на физическом уровне. В своей нобелевской речи Моргана, озаглавленной «Вклад генетики в физиологию и медицину», преуменьшался вклад генетики в медицину, помимо генетического консультирования. В 1939 году он был награжден медалью Копли Королевским обществом.
Он получил два продления своего контракта в Калтехе, но в конце концов ушел на пенсию в 1942 году, став профессором и почетным председателем. Джордж Бидл вернулся в Калифорнийский технологический институт, чтобы сменить Моргана на посту председателя отдела в 1946 году. Хотя он вышел на пенсию, Морган сохранил офисы через дорогу от отделения и продолжал работать в лаборатории. Уйдя на пенсию, он вернулся к вопросам половой дифференциации, регенерации и эмбриологии.
Морган на протяжении всей своей жизни страдал от хронической язвы двенадцатиперстной кишки. В 1945 году в возрасте 79 лет он пережил тяжелый сердечный приступ и умер от разрыва артерии.
Морган интересовался эволюцией на протяжении всей своей жизни. Он написал диссертацию по филогении морских пауков (пикногонид ) и написал четыре книги об эволюции. В своей работе «Эволюция и адаптация» (1903) он аргументировал антидарвинистскую позицию, согласно которой отбор никогда не может произвести полностью новые виды, воздействуя на небольшие индивидуальные различия. Он отверг дарвиновскую теорию полового отбора и неоламаркистскую теорию наследования приобретенных признаков. Морган был не единственным ученым, выступавшим против естественного отбора. Период 1875–1925 гг. Был назван «затмением дарвинизма ». Обнаружив множество небольших стабильных наследственных мутаций у дрозофилы, Морган постепенно изменил свое мнение. Значение мутаций для эволюции состоит в том, что только наследуемые признаки могут иметь влияние на эволюцию. Поскольку Морган (1915) «решил проблему наследственности», он получил уникальную возможность критически исследовать теорию естественного отбора Дарвина.
В «Критике теории эволюции» (1916) Морган обсуждал такие вопросы, как: «Играет ли отбор какую-либо роль в эволюции? Как отбор может произвести что-то новое? Разве отбор не более чем устранение непригодных? ? Является ли отбор творческой силой? " После устранения некоторых недоразумений и подробного объяснения новой науки о менделевской наследственности и ее хромосомной основе, Морган заключает, что «данные ясно показывают, что признаки диких животных и растений, а также признаки одомашненных рас наследуются как в дикой природе. и в одомашненных формах в соответствии с законом Менделя ". «Эволюция произошла путем включения в расу тех мутаций, которые полезны для жизни и воспроизводства организма». Повреждающие мутации практически не имеют шансов закрепиться. Морган не только не отвергал эволюцию, как можно понять из названия его книги 1916 года, но и заложил основы генетики. Он также заложил теоретические основы механизма эволюции: естественный отбор. Наследственность была центральной опорой теории естественного отбора Дарвина, но Дарвин не мог предоставить работающую теорию наследственности. Дарвинизм не мог бы развиваться без правильной теории генетики. Создав этот фундамент, Морган внес вклад в неодарвинистский синтез, несмотря на его критику Дарвина в начале его карьеры. Еще предстоит проделать большую работу по эволюционному синтезу.
Морган оставил важное наследие в области генетики. Некоторые из студентов Моргана из Колумбии и Калифорнийского технологического института получили свои собственные Нобелевские премии, в том числе Джордж Уэллс Бидл и Герман Джозеф Мюллер. Лауреат Нобелевской премии Эрик Кандел писал о Моргане: «Подобно тому, как понимание Дарвина эволюции видов животных впервые привело к согласованности биологии девятнадцатого века как описательной науки, открытия Моргана о генах и их расположении в хромосомах помогли превратить биологию в экспериментальную науку ».
4 июня 1904 года Морган женился на Лилиан Воан Сэмпсон (1870–1952), которая поступил в аспирантуру по биологии в Брин-Моур в том же году, когда Морган присоединился к факультету; она отложила научную работу на 16 лет брака, когда у них родилось четверо детей. Позже она внесла значительный вклад в работу Моргана по дрозофилам. Одним из их четырех детей (один мальчик и три девочки) была Изабель Морган (1911–1996) (мар. Маунтин), которая стала вирусологом в Johns Hopkins, специализируясь на полиомиелит исследование. Морган был атеистом.
.
 | Викискладе есть медиафайлы, связанные с: Томас Хант Морган (категория ) |
, включая Нобелевскую лекцию 4 июня 1934 г. Связь генетики с физиологией и медициной