Эрвин Бюннинг - Erwin Bünning

Эрвин Бюннинг (23 января 1906 - 4 октября 1990) был немецким биологом . Его самый известный вклад был в область хронобиологии , где он предложил модель эндогенных циркадных ритмов, управляющих фотопериодизмом растений . Благодаря этим вкладам Бюннинг считается соучредителем хронобиологии наряду с Юргеном Ашоффом и Колином Питтендрайгом .

Жизнь

ранняя жизнь и образование

Бюннинг родился 23 января 1906 года в Гамбурге , Германия, в семье Генриха Бюннинга и Гермине Бюннинг (урожденная Винклер). Учитель немецкого, английского языка, математики и биологии, отец Бюннинга оказал основное академическое влияние на раннюю жизнь Эрвина, передав Эрвину страсть к ботанике . Бюннинг получил начальное образование в Гамбурге с 1912 по 1925 год. Затем Бюннинг учился в Геттингенском и Берлинском университетах с октября 1925 года по июль 1928 года, где изучал биологию, химию, физику и философию. Бюннинг получил степень доктора философии в Берлинском университете в мае 1929 года. В это время Бюннинг женился на своей жене Элеоноре; у этих двоих позже родится трое детей.

Академическая карьера

В 1930 году Бюннинг стал ассистентом Отто Реннера в Йенском университете , который в то время был одним из крупнейших ботанических институтов Германии. Во время подъема нацистской партии в Германии в начале 1930-х годов Реннер открыто выступал против нацистов, публично защищая еврейских ученых. Точно так же Бюннинг считался сторонником коммунистов , и на эту позицию, вероятно, повлиял отец Бюннинга, социал-демократ, выступавший против нацистов. Политические убеждения Бюннинга создавали напряженность между ним и некоторыми из его учеников. В ответ на это напряжение Бюннинг уехал из Йены для чтения лекций в Кенигсбергском университете Восточной Пруссии . В 1936 году Бюннинг опубликовал свою модель фотопериодизма растений, в которой он предположил, что эндогенные (внутренние) циркадные ритмы позволяют растениям измерять продолжительность дня. Модель фотопериодизма Бюннинга оставалась практически незамеченной научным сообществом до 1960 года, когда он возглавил симпозиум по биологическим часам в Колд-Спринг-Харбор в 1960 году . Там Колин Питтендрай обратил внимание на работу Бюннинга и назвал свою модель фотопериодизма растений 1936 года гипотезой Бюннинга .

Бюннинг провел большую часть своей академической карьеры в Тюбингенском университете.

В 1938 году Бюннинг провел год, путешествуя по Яве и Суматре . Его наблюдения на островах привели к книге Tropische Regenwalder (Тропические тропические леса). По возвращении в Германию в 1939 году Бюннинг был призван в немецкую армию ( Вторая мировая война ). Военные власти назначили Бюннинга адъюнкт-профессором Страсбургского университета . После войны Бюннинг стал профессором Кельнского университета в 1945 году, а в следующем году (1946) перешел в Тюбингенский университет , где он оставался до выхода на пенсию в 1971 году. В Тюбингене Бюннинг вошел в рабочее пространство своей должности. модель Вильгельм Пфеффер , человек, который в 1875 году постулировал, что ориентация растений в пространстве меняется в зависимости от времени суток. Позже Бюннинг опубликует биографию Пфеффера.

Более поздняя жизнь и наследие

За свою карьеру Бюннинг опубликовал более 260 статей в области физиологии растений и общей биологии, а также очень популярный учебник по физиологии растений. Бюннинг страдал от болезни Альцгеймера и умер 4 октября 1990 года в Тюбингене, Германия, после заражения пневмонией . После его смерти немецкая газета Schwäbisches Tagblatt описала Бюннинга как одного из величайших ботаников 20-го века.

Ключевые вклады

Исторический контекст

Изменения в расположении листьев растений в течение дня наблюдались еще в 4 веке до нашей эры Андростеном , историком Александра Великого . Это явление, однако, не исследовалось до 1729 года, когда Жан-Жак д'Орту де Майран предоставил экспериментальные данные о том, что растения мимозы закрывают свои листья ночью, и это движение сохраняется ритмично в постоянной темноте. В 1875 году Вильгельм Пфеффер, образец для подражания Бюннинга, выдвинул предположение, что эти движения могут контролироваться эндогенными биологическими часами. Эта теория легла в основу более поздних работ Бюннинга.

До работы Бюннинга преобладающей гипотезой о циркадных ритмах была гипотеза «песочных часов», которая постулировала, что циркадная ритмичность в организме полностью определяется внешним циклом света-темноты и что «песочные часы» организма сбрасываются каждый день. Бюннинг, однако, предположил, что биологические часы являются эндогенными и синхронизируются с ежедневными стимулами. В отличие от гипотезы песочных часов, гипотеза Бюннинга предполагает, что циркадная ритмичность возникает из-за взаимодействия между светом и кардиостимулятором, а не только от внешних раздражителей. Общая предпосылка гипотезы Бюннинга стала моделью для измерения суточного времени у разных видов, на основе которой многие хронобиологи, даже в настоящее время, основывают свои модели.

Эксперименты

В начале 1930-х годов Бюннинг предположил, что организмы полагаются на циркадный ритм чувствительности к свету для измерения фотопериода. Он продемонстрировал, что растения открывают и закрывают свои листья, а насекомые закрываются в соответствии с циркадными ритмами, даже при постоянном свете или темноте. Его эксперименты по скрещиванию с фасолью разных периодов в 1935 году продемонстрировали, что у следующего поколения были периоды средней продолжительности, подтверждая предположение о наследственности циркадных ритмов. Бюннинг также продемонстрировал, что искусственный световой период может вызвать цветение в неподходящее время, поддерживая свою модель эндогенных осцилляторов, связанных с внешними стимулами. Чтобы создать искусственный фотопериод, Бюннинг подвергал растения циклу свет-темнота, указывающему на определенное время года, например, длинные дни и короткие ночи лета. Привлекая растения к весеннему или летнему световому периоду, Бюннинг смог вызвать цветение, даже если фактический сезон был осенью или зимой. Основываясь на своих результатах, Бюннинг предположил, что биологические часы имеют датчики как для света, так и для темноты, и их взаимосвязь помогает фотопериодическому измерению времени.

Его опубликованные работы обеспечили ключевой синтез существующих данных о биологических часах разных видов, включая растения, мух и грибов. Его работа 1958 года «Физиологические часы» была провозглашена вехой в области хронобиологии, а его более поздние работы по физиологии растений помогли применить его работу по фотопериодизму в практических целях. В 1935 году он продемонстрировал, что растения с разными внутренними периодами будут десинхронизироваться в постоянных условиях. Эта работа предоставила доказательства отклонения гипотезы «Фактора X», согласно которой циркадные ритмы не были эндогенными, а вместо этого зависели от неизвестного внешнего стимула, некоего «Фактора X».

Модель Бюннинга

Бюннинг был пионером «гипотезы Бюннинга», позже известной как модель внешнего совпадения. Эта модель предложила циркадный ритм фотопериодической светочувствительности растений. Например, по мере увеличения продолжительности светового дня с весенним и летним сезонами свет попадает в светочувствительную фазу растения, вызывая физиологическую или поведенческую реакцию. Гипотеза Бюннинга предполагает, что свет выполняет две функции для организма:

1. Свет - это основной Zeitgeber для синхронизации биологических ритмов.

2. Свет вызывает фотоиндуктивные реакции во время определенных фаз циркадного цикла.

Почести

Бюннинг получил много наград в своей жизни как в области хронобиологии, так и в области ботаники. В 1960 году он председательствовал на 25-м симпозиуме в Колд-Спринг-Харбор «Биологические часы». В следующем году Бюннинг был избран членом-корреспондентом Ботанического общества Америки . При жизни он был также избран почетным членом Японского ботанического общества, Немецкого ботанического общества, Американского общества физиологов растений и Швейцарского ботанического общества. Он стал избранным членом Американского философского общества , Гейдельбергской академии наук и гуманитарных наук , Баварской академии наук и гуманитарных наук и Немецкой академии ученых, Леопольдина . Кроме того, он был избран иностранным членом Американской национальной академии наук (1968), иностранным членом Лондонского королевского общества и почетным членом Индийской академии наук (1986).

В 1973 году Бюннинг получил Премию Чарльза Рида Барнса «Пожизненное членство» за «выдающуюся работу в области биологии растений». Университеты Глазго (1974), Фрайбурга (1976) и Эрлангена (1977) присвоили ему почетные докторские степени, как и Геттингенский университет Бюннинга, который многие считают отцом хронобиологии. Его работа по измерению свободного периода ритмов растений и эксперименты с скрещиванием штаммов растений с разными периодами помогли в развитии этой области.

Избранные публикации

• Uber die Erblichkeit der Tagesperiodizitat bei den Phaseolus-Blattern (1932)
• Умереть эндогеном Tagesperiodik als Grundlage der photoperiodischen Reaktion (1936 г.)
• Entwicklungs und Bewegungsphysiologie der Pflanze (1948)
• In den Waldern Nordsumatras: Reisebuch eines Biologen (В лесах Северной Суматры: путешествия биолога, 1949)
• Die Physiologische Uhr ("Физиологические часы", 1958)
• Биологические часы; Обращение председателя; Симпозиум Колд-Спринг-Харбор (1960)
• Вмешательство лунного света в фотопериодическое измерение времени растениями и их адаптивная реакция (1969, с Ильзой Мозер)
• Вильгельм Пфеффер: апотекер, химик, ботаник, физиолог 1845–1920 (1975)
• Взгляды Пфеффера на ритмы (1975, с М.К. Чандрашекаран )
• Пятьдесят лет исследований после Вильгельма Пфеффера (1977)

Смотрите также

• Хронобиология
• Циркадные ритмы
• Фотопериодизм
• Колин Питтендрай
• Юрген Ашофф

использованная литература