伊夫林·贝投(G. Evelyn Hutchinson)对自然历史的狂喜

通过 劳拉·马丁

生态学家最广为人知的是将实验工作带到了广泛的观察领域,尽管如此,人们还是喜欢并促进了生物描述。

生物学 植物学

当前的问题

这篇文章从发行

2016年7月至8月

第104卷第4期
第242页

DOI: 10.1511 / 2016.121.242

自然历史,对生物体中生物的密切观察 环境,曾经是生物教育的核心组成部分。 自然历史学家进入该领域研究生物 分布,行为,互动和生活史。但是今天 很容易获得生物学学位而无需涉足。

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很少有大学提供有关物种鉴定的课程,而生物学研究馆藏正在努力维持资金。甚至在生态学(自然历史研究中出现的生物学的一个子学科)中,研究人员也更可能专注于经验方法或理论问题,而不是研究我们周围的生活。结果,大多数人,甚至是受过训练的生态学家,都比红枫和银枫的叶子更容易区分本田和现代的徽标。同时,由于地球第六次重大灭绝事件,物种继续从地球上消失。

对于某些生态学家来说,他们的学科远离自然历史令人不安,他们已经开始捍卫描述性,观察性和基于生物的研究。例如,华盛顿大学的生态学家约书亚·图克斯伯里(Joshua Tewksbury)就自然历史知识为医学,粮食安全,生物多样性保护和生态预测提供了信息。其他公司已经开发了数字工具,包括现场指南应用程序和数据存储库,旨在使公众可以获取自然历史记录,并增加对公众收集的数据的访问。例如,通过eBird(实时在线检查清单程序),康奈尔大学鸟类学实验室和美国国家奥杜邦学会使成千上万的观鸟者可以将其观察结果收集并存储在一个统一的数据库中。国家科学基金会的“支持生物学研究计划”计划是另一项举措,旨在使自然历史对学生和资助机构更具吸引力。

大多数人,甚至是受过训练的生态学家,都比红枫和银枫的叶子更容易区分本田和现代的徽标。

当我们重新构想自然历史与生态的关系时,值得重新研究该领域历史上最具影响力的生态学家之一G. Evelyn Hutchinson(1903–1991),他将生态学的关注点从单个生物转移到了抽象生物上。生态系统。贝投在建立林学(内陆水域研究),种群生物学和生态系统生态学方面在科学界享有盛誉,但从本质上讲,他受其他物种之美的动力远胜于学科界限。

美国科学家 与贝投和他的爱好有着特殊的关系。他探索了对自然美景的热爱 边际,他从1943年到1955年定期为该杂志撰写的专栏。第二次世界大战后,包括贝投在内的美国研究人员质疑科学在社会中的作用,尤其是科学家是否应对其研究在战时的应用负责。许多人得出结论,科学和政治是分开的领域,科学家应该脱离研究对象。贝投采取了截然不同的立场,他更倾向于将科学视为一种照亮美丽的方式,甚至将其视为“一种爱的技术”。

通过 class=图片由G. Evelyn Hutchinson Papers(MS 649)提供。耶鲁大学图书馆手稿和档案馆。">

成长期

贝投因在生态系统和生态位等抽象概念上的工作而闻名,他的职业生涯建立在对微小生物的深入观察和描述上。贝投(Hutchinson)早年踏上自然史。他于1903年出生于英国剑桥,一个学术家庭。他的父亲亚瑟(Arthur)是剑桥大学的矿物学家,母亲伊娃琳(Evaline)是选举人,也是有争议的1936年著作的作者 创意性。长大后,贝投与父母一起进行了频繁的化石狩猎之旅。十几岁的时候,他和他的叔叔阿瑟·希普利(Arthur Shipley)在剑桥动物学博物馆度过了下午,他叔叔研究了无脊椎动物的形态,或者和他在剑桥植物园的朋友们一起收集collected和水甲虫。他将这些兴趣带入了高中,并在15岁时发表了关于游泳蚱first的第一篇科学论文。到1922年,贝投在剑桥大学伊曼纽尔学院(Emmanuel College)的第二年成为英国昆虫学会的会员。

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在伊曼纽尔学院(Emmanuel College)期间,贝投(Hutchinson)通过研究盐代谢的生理学家J. B. S. Haldane(现在因其自然选择的数学理论而闻名)发现了生物化学的新领域。贝投(Hutchinson)在动物学专业获得学士学位后,在意大利那不勒斯著名的Stazione Zooologica追求了对生物化学的兴趣。从那以后,他在南非约翰内斯堡的威特沃特斯兰德大学接受了生物学讲座。他的搭档格里斯·皮克福德(Grace Pickford)是来自剑桥的动物学的同伴,也加入了他的行列。 Hutchinson和Pickford共同从开普敦附近的沿海湖泊中收集了无脊椎动物,以便确定湖中无脊椎动物种类的数量与其水化学之间是否存在关系。通过这个项目,贝投首先结合了他在昆虫学和生物化学领域的兴趣。

贝投从威特沃特斯兰德(Witwatersrand)申请研究生奖学金,与耶鲁大学的胚胎学家罗斯·格兰维尔·哈里森(Ross Granville Harrison)合作。尽管是为研究金而进行的,但哈里森还是为他提供了奥斯本动物学实验室的指导职位。贝投迅速接受了。到达纽黑文后,他的任务是教授淡水生物学。同时,皮克福德(Pickford)攻读博士学位,并于1931年加入耶鲁大学的宾厄姆海洋学实验室,从事比较内分泌学的基础工作。动物学系主任于1932年将贝投选为耶鲁北印度探险队的首席生物学家。贝投在果阿和拉达克采样湖泊的经验是他第一本书的基础, 透明镜,于1936年出版,为他后来对语言学的贡献打下了基础。这种经验也使他在耶鲁大学获得了永久职位。缺乏博士学位的贝投(Hutchinson)令他的一些同事感到cha恼,回国后获得了教授职位。

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耶鲁大学的职业生涯

贝投感兴趣的是对自然世界的结构进行广泛的概括,但是他也被经典的野外观察所吸引。在他职业生涯的初期,构成水文学的学科被分别教授,如水生物学,生理学,动物学,化学和地质学。贝投想在这些领域架起桥梁,以研究无脊椎动物对湖泊中不同化学条件的适应性。在1930年代,贝投(Hutchinson)和一些研究生开始研究生物地球化学循环,即营养素通过生态系统的进程。到目前为止,生物学家已经研究了单个生物体内的碳和氮等元素的循环,但是还没有 其中 他们。

生物地球化学循环研究工作以不可预测的方式与美国战时的努力相交。 1939年,耶鲁大学制造了回旋加速器,这是一种粒子加速器,使物理学家能够产生放射性同位素,并在几年后在其他实验室制造了原子弹。贝投建议,在他的机构中使用这项新技术,可以将放射性磷和氮用于“探索浮游生物的新陈代谢”。多年以来,贝投一直对他的观察感到困惑,因为他的观点是每年夏天湖泊经常经历几次浮游生物的爆发。在他看来,早花应该已经耗尽了水中的所有可用磷,从而使得晚花不可能了。 1941年,贝投(Hutchinson)能够获得少量的放射性磷32,他和他的研究生WT埃德蒙森(WT Edmondson)用“带手动绞盘的小型划艇”将其取出,倾倒入校园附近的水壶池塘林斯利池塘。这是科学家第一次有意向环境中添加放射性同位素。贝投(Hutchinson)和埃德蒙森(Edmondson)的最初结果令人鼓舞:他们能够以与藻类吸收可用磷然后落到湖底的模式一致的方式,检测后来的水样中的放射性。本届会议是实验性生态系统生态学的开始,尽管距离还需要三十年 生态系统 成了家常便饭。

贝投在耶鲁大学指导了数十名学生。这些人中的许多人在多个学科上都具有影响力,包括爱德华·戴维(Edward Deevey,1914–1988年;古生态学),罗伯特·麦克阿瑟(Robert MacArthur,1930–1972年;人口生物学)和唐娜·哈拉威(Donna Haraway,1944年;科学技术研究)。正如Nancy Slack所说的那样 G·伊夫林·贝投与现代生态学的发明,贝投(Hutchinson)是一位受人敬重的老师,尽管很古怪。一位前学生戈登·赖利(Gordon Riley)解释说:

伊夫林(Evelyn)生活在那宏伟,井井有条的头脑中,这对他来说是个好地方,因为他被混乱所包围。他的衣服简陋,汽车破旧。他办公室的每个表面都堆满了书和纸,尽管他可以立即找到想要的任何东西。他在实验室的表现简直是一场灾难,经常伴随着玻璃器皿的崩溃和狂热的……广泛的英语-“哦,布拉赫斯特”。

并非所有学生都能轻松地与Hutchinson相处。当敖德姆(1924–2002;生态系统生态学)的霍华德(“ H. T.”或“汤姆”)在1948年开始在耶鲁大学攻读博士学位时,他写了一封信给他的兄弟尤金(1913–2002;生态系统生态学):

去年,我意识到[贝投]与学生打交道的真实方法和习惯。它是耶鲁大学教授的典型代表,也是最免费的。他们竭尽全力为学生提供帮助。只要他们能为自己找到一个角度,他们就会有所帮助……。贝投(Hutchinson)努力工作,因为他的杂乱无章和艺术性的喜怒无常气质。他总是暗示或钓鱼而不是直接讲话。

贝投并没有把重点放在科学上的军事或商业应用上,而是将科学描绘成一种狂喜的实践。

贝投(Hutchinson)曾在耶鲁大学(Yale)工作14年, 美国科学家,乔治·拜塞尔(George Baitsell)要求他审阅最近的出版物,这些出版物将“对不止一个科学领域的工人感兴趣”。那是1943年,美国最近派兵参加了欧洲战争。联邦政府不为美国公众所知,他正在努力研发一种原子武器,其中第一枚将在1945年在新墨西哥州引爆。贝投的读者可能会在1943年7月的专栏中看到他对战争的第一本倾斜的参考:

作者认为,科学现在可以提供的最实用的持久收益是,教人如何避免破坏自己的环境,以及如何以真正的谦卑和自豪感来了解自己,从而找到避免目前造成的伤害的方法。充满毁灭性的能量

在他的前几个 边际 Hutchinson专栏文章密切关注他对生物化学的兴趣,总结了有关血液蛋白结构,细菌对镁的吸收以及丘脑对代谢的调控等主题的论文。但是很快他就开始通过生物体的视角研究其他学科,包括地质学,考古学和天文学。他在宏观和微观之间得出的某些联系是微妙的和令人信服的。其他人是深刻的。

贝投的 边际

在美国向广岛和长崎的日本城市投放原子弹之后,贝投与许多其他科学家一起开始公开辩论科学研究与国民健康,国防和经济之间的关系。贝投在1945年10月的专栏中评论了“科学,无边际”,他称其为“有史以来关于科学与社会关系的最重要文献之一。”战时科学研究与发展办公室主任范内瓦尔·布什(Vannevar Bush)撰写的这份报告建议联邦政府扩大对研究的支持(并导致1950年成立了国家科学基金会)。布什的报告对战后科学的形态做出了回应,并引发了疑问。科学家对其研究应用有多大责任?科学研究应该有多独立?

贝投并没有把重点放在科学上的军事或商业应用上,而是将科学描绘成一种狂喜的实践:

如光合作用,引力,氧化还原,行星的内部结构,天狼星的黑暗伴侣,银河外星云红移,超数,类逻辑,中世纪复音,莫扎特,拜占庭马赛克,莱德和胡安·格里斯,维吉尔,约翰·多恩,TS艾略特,以及各种各样的人,都不是公民和文明的问题,那么他充其量不过是文明文明的先驱。
Hutchinson, class=图片由G. Evelyn Hutchinson Papers(MS 649)提供。耶鲁大学图书馆手稿和档案馆。">

布什的报告发表后,贝投开始使用他的 边际 专栏探讨科学好奇心,艺术与社会之间的联系。他将海形容为“在最灿烂,最奇特的装饰性海洋生物中,它们似乎很容易滑入和滑出日本图案。” 1954年,他写道:“没有动物比灭绝的渡渡鸟在真实和虚构的边界上更加不稳定地平衡了”。贝投的主题包括假化石,人类祖先,大气的最外层区域,鸟类行为,飞碟,文艺复兴时期的艺术和冶金学。当许多美国人开始接受科学家应成为远离社会的无情观察员的想法时,贝投敦促相反。

随着时间的流逝,边缘现象开始成为贝投一些最伟大研究成就的核心。在他将生命周期概念推广到中国之前的三十多年 人口生态学导论贝投(Hutchinson)撰写了一篇有关人类历史周期性的专栏。在1947年 边际 在专栏文章中,他指出了物理学家威拉德·利比(Willard Libby)在大气碳14方面的工作前景。十年后,贝投与爱德华·戴维(Edward Deevey)和保罗·西尔斯(Paul Sears)合作,建立了放射性碳测年法作为古生态学的主要工具。因此,贝投的沉思 边际 最终塑造了20世纪和21世纪生态学中一些最具影响力的概念。

这样的概念之一就是自然世界被构造成生态系统的想法。今天 生态系统 出现在高中教科书和汽车广告中,它们为美国联邦环境法的171条规定辩护。六十年前,情况并非如此。贝投的广泛兴趣导致邀请参加梅西会议,这是1946年至1953年间一系列有关“生物和社会系统中的循环因果和反馈机制”的跨学科会议。梅西会议提出了将复杂系统视为自调节反馈系统的观点。在1949年的评论中 边际 控制论一位与会的与会者,贝投的诺伯特·维纳(Norbert Wiener)写的一本书指出,“无线电工程师的语言和生理学家的语言相互接近。”贝投在自己的工作中越来越努力地在相同的模型中描述生命和非生命过程(生理和人口统计,化学和物理过程)。这项工作影响了贝投的许多学生,包括H. T. Odum,他们将使生态系统科学成为生态学的中心。

贝投在1955年1月最后的计划专栏中写道:“应用科学的巨大声望”“导致人们对科学作为照明方法的重要性的持续和不断的忽视。”他专心致志于法国神学家和哲学家西蒙妮·威尔(Simone Weil),据他的说法,他“完全摒弃了科学的社会意义,众所周知,”她因对20世纪科学家对方法论的非常规批评而受到非常规批评。热爱大自然:

她的一生是对痛苦的心理荒野的一次激烈而绝望的探索,从荒野中她强烈地哭泣着,我们应该以一种无限深远的未来和过去的智慧之爱的方式进入整个宇宙,除了我们以外短暂的罪过。她构思科学是这行为的一部分,因此, 边际 ……致力于她的记忆。

狂喜与解释

1979年,进化生物学家史蒂芬·杰伊·古尔德(Stephen Jay Gould)回顾了贝投(Hutchinson)的自传,将贝投(Hutchinson)的职业描述为狂喜和解释的独特例子:

生态学家必须在两种生活多样性之间处于紧张状态。一方面,他们倾向于沉迷于一切的不可还原性和荣耀-狂喜和记录。但是,另一方面,他们承认科学是对重复模式的探索。法律和法规是显示器的基础。
许多生态学家通过将工作重点放在单一的方法(狂喜或解释)上,并通过对领土的怀疑和克减来对待另一侧,从而避免了这种紧张状态。贝投一生都在实践和热爱。

自古尔德发表他的评论以来,生态学已转向讲究而不是以狂喜为代价的,而如今,贝投最常被人们记住是将生态学变成了抽象科学。但是,如果我们仔细观察他的著作,它几乎总是集中在有机生命的具体细节上。例如,考虑一下贝投(Hutchinson)对利基概念的著名贡献。在Hutchinson之前,生态学家曾想到过 利基市场 作为有机体的地址或职业–作为物种所占据的环境空间,或者诸如物种以自己独特的方式进行的筑巢等活动。例如,可以说北极狐占据了“北极生态位”或“食腐动物生态位”。贝投(Hutchinson)通过将利基市场作为一个物种的属性,彻底改变了这些想法。

在许多美国人拥护科学家应该是热情洋溢的观察者这一观念的时候,贝投敦促相反。

根据贝投(Hutchinson)的表述,每个物种都有自己的利基,只有一个,可以用一个物种生存的环境条件和资源来描述。通过这种想象,贝投希望将生物进化变化(或“生态位”变化)的影响与物种竞争和其他环境变化的影响区分开。贝投(Hutchinson)的利基概念现在构成了物种分布建模的核心,在模型中,建模人员可以预测过去在何处发现物种,或者在现在或将来可能发现某个物种。对于贝投来说,生物始终处于中心位置,而从未处于边缘。概论是理解个人自然历史的一种手段,而不是相反。

呼吁振兴自然历史的生态学家将重点放在机构和技术解决方案上,主张建立新的专业协会,并致力于在基因组学,计算和环境监测方面采用新兴方法。但是,这个论点中包含了一个更深层的问题,即科学家应该如何与他们的研究对象联系起来。几十年来,我们一直认为理想的科学家是超脱而充满激情的。我们曾经想象过科学和艺术处于光谱的两端。也许要振兴自然历史,就必须想象一种不同的科学方法。

在他的最后一栏中 美国科学家贝投(Hutchinson)题为“科学的意义是什么?”写道,“消极地抱怨破坏性趋势是人的本性是毫无用处的,”他坚持认为“人类最迫切的需求是学习产生一种爱的技术。 ”对自然世界(包括人类和非人类)的热爱迫使许多科学家去做他们所做的事情。在寻求解答重大问题的过程中,贝投对其他物种的详尽,神秘的生活保持敬畏之情。

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