Colleen Cavanaugh – Wikipedia

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US-amerikanischer Mikrobiologe

Colleen Cavanaugh ist eine amerikanische akademische Mikrobiologin, die vor allem für ihre Studien zu hydrothermalen Schlotökosystemen bekannt ist.[1] Seit 2016 ist sie Edward C. Jeffrey Professor of Biology am Department of Organismic and Evolutionary Biology der Harvard University und ist dem Rowland Institute angegliedert.[2] Cavanaugh war der erste, der vorschlug, dass der riesige Röhrenwurm der Tiefsee, Riftia pachyptila, bezieht seine Nahrung von Bakterien, die in seinen Zellen leben, eine Erkenntnis, die sie als Doktorandin in Harvard hatte.[3] Bezeichnenderweise stellte sie den Zusammenhang her, dass diese chemoautotrophen Bakterien diese Rolle durch ihre Nutzung der Chemosynthese spielen konnten, der biologischen Oxidation anorganischer Verbindungen (zB Schwefelwasserstoff), um organisches Material aus sehr einfachen kohlenstoffhaltigen Molekülen zu synthetisieren und so Organismen wie wie die Bakterien (und abhängige Organismen wie Röhrenwürmer) in der Tiefsee ohne Sonnenlicht existieren.[4]

Frühes Leben und Ausbildung[edit]

Cavanaugh wurde 1953 in Detroit, Michigan, geboren.[5]

Cavanaugh erhielt 1977 ihren Bachelor-Abschluss an der University of Michigan, wo sie zunächst Musik studierte, aber schließlich Ökologie als Hauptfach studierte.[6] Sie sagt, ihr Leben habe sich in ihrem zweiten Studienjahr verändert, als sie von einem Kurs in Meeresökologie am ozeanischen Zentrum in Woods Hole, Massachusetts, hörte. Dort war ihre Arbeit darin enthalten, in kühles Wasser zu waten, um die Paarungsgewohnheiten von Pfeilschwanzkrebsen zu studieren, und sie beschrieb sich selbst als „[falling] verliebt” mit der lockeren Kameradschaft und dem Gedankenaustausch zwischen Biologen, Geologen und Wissenschaftlern anderer Disziplinen.[3] Cavanaugh landete im Großraum Boston auf der Suche nach einem Job und ersetzte schließlich ein “No Show” in einem Bachelor-Forschungsprogramm der Boston University, das sie zurückbrachte, um mit lokalen Pfeilschwanzkrebsen zu arbeiten.

Cavanaugh zog dann nach Cape Cod, um im Marine Biological Laboratory in Woods Hole zu arbeiten. In den nächsten zwei Jahren verlagerte sich der Fokus ihrer Aufmerksamkeit von Krebstieren auf Bakterien, “Kreaturen, die sie durch ihre Fähigkeit, überall zu leben, beeindruckt haben”.[3]

Absolventenausbildung[edit]

Cavanaugh absolvierte ihr Studium der Biologie an der Harvard University in Zusammenarbeit mit dem Museum of Comparative Zoology. Sie trat im Herbst 1979 in Harvard ein, erwarb 1981 einen MA und schloss 1985 mit ihrem Doktortitel in Biologie ab.[6][7] Ihr Ph.D. Dissertation, mit dem Titel Symbiose von chemoautotrophen Bakterien und marinen Wirbellosen, wurde 1985 angenommen.[8]

Entdeckung der Chemosynthese bei Röhrenwürmern[edit]

Einem Bericht zufolge besuchte Cavanaugh kurz nach Beginn ihres Studiums einen Vortrag von Meredith L. Jones, Kuratorin für Würmer an der Smithsonian Institution. Jones sprach über den riesigen Röhrenwurm, eine Kreatur ohne Mund und Darm, bei der die Herausforderung darin bestand, zu verstehen, wie er überlebt. Jones erwähnte elementare Schwefelkristalle im Darm des Wurms; Cavanaugh sagt: “An diesem Punkt sprang ich auf und sagte: ‘Nun, es ist völlig klar! Sie müssen schwefeloxidierende Bakterien in ihrem Körper haben'”.[6] Jones hat ihr anscheinend gesagt, sie solle sich setzen,[6] aber Cavanaugh mit einem Exemplar versorgt, das von einem Forschungs-U-Boot gefangen wurde, das auf dem Grund des Pazifischen Ozeans arbeitete. Cavanaugh begründete schließlich ihren Fall.

Das Harvard-Zeitung beschreibt Cavanaughs bahnbrechende Studie dieser einzigartigen Kreaturen:

Als Doktorandin im ersten Jahr entdeckte sie, was das Leben möglich macht … wo die Sonne nie scheint, [where] Temperaturen können 250 Grad F überschreiten, und [where] der Ozean übt auf jeden Quadratzentimeter des Körpers eines Tieres einen Druck von Tausenden von Pfund aus. Riesige Würmer, riesige Muscheln und seltsame Garnelen gedeihen unter solchen Bedingungen dank einzelliger Bakterien, die auf und in ihnen leben. Die Bakterien verwandeln Schwefel, Methan und andere Ungenießbare in organische Moleküle, von denen sich ihre Wirte ernähren.[3]

Cavanaugh veröffentlichte die Ergebnisse der weiteren Arbeiten, die die Entdeckung zu untermauern begannen, und schrieb aus dem Museum of Comparative Zoology in Harvard als ersten von fünf Autoren einen kurzen Artikel aus dem Jahr 1981 Wissenschaft Bericht mit Stephen L. Gardiner und Meredith L. Jones von der Smithsonian Institution sowie Holgar W. Jannasch und John B. Waterbury in Woods Hole (siehe Significant Publications).

Cavanaughs erste Ernennung war 1986-1989 als Junior Fellowship in der Society of Fellows an der Harvard University.[9] Es folgte 1989 die Ernennung zur Assistenzprofessur und 1993 die außerordentliche Professorin. 1995 wurde sie als ordentliche Professorin “for [her] Entdeckungen und ihren Ruf als Lehrerin und Mentorin.”[3]

Highlights aus Forschung und Öffentlichkeitsarbeit[edit]

Cavanaugh hat ihre Karriere im Studium der Hydrothermal-Ökologie fortgesetzt. Cavanaugh fuhr fort, ähnliche symbiotische Partnerschaften zwischen Solemyidae-Muscheln zu entdecken, die in flachen Seegrasbetten und Wattflächen entlang der Küste von Neuengland sowie in Garnelen in der Nähe von Unterwasserquellen mitten im Atlantik leben.[3]

Cavanaugh glaubt, dass das Leben auf der Erde unter ähnlichen Bedingungen begonnen haben könnte und sagt: “Die Idee ist sinnvoll, weil einige der ältesten Formen freilebender Bakterien Anzeichen dafür zeigen, dass sie wärmeliebende Organismen sind.”[3] Cavanaughs Arbeit hat die wissenschaftliche Gemeinschaft dazu gebracht, die Theorie der “warmen Hühnersuppe” über die Ursprünge des Lebens zu überdenken, bei der die Ansammlung organischer Moleküle in flachen Gewässern das Ergebnis von Blitzstrom war.

Ruth Turner und Cavanaugh sezieren 1992 von Alvin geborgene Muscheln aus der Tiefsee

Cavanaughs Entdeckungen der Biologie des tiefen Pazifischen Ozeans wurden in einem Labor in Cambridge, Massachusetts (Harvard) gemacht, und sie arbeitete zwölf Jahre lang an Meereslebewesen im Labor und an Bord von Schiffen, bevor sie sich einen Platz auf dem Tiefsee-U-Boot sicherte Alvin; 1992 ging sie zum ersten Mal auf den Grund des Golfs von Mexiko vor der Küste Floridas Harvard-Zeitung Artikel:

Nicht viele Leute haben mit 6 Fuß langen, leuchtend roten Würmern auf dem kochenden Grund des Ozeans besucht. Es klingt wie eine Jules-Verne-Fantasie, aber die frisch gebackene Professorin für Biologie Colleen Cavanaugh hat diese und andere seltsame Kreaturen auf Reisen zum Grund der Tiefsee gesehen.[3]

Später nahm sie an weiteren „Extremexpeditionen“ teil – wie zum Beispiel einem Tauchgang in eine Tiefe von 2.200 Fuß vor der Westküste Mexikos[3] um Röhrenwürmer und ihre Bakterien, die chemiereichen Flüssigkeiten, die aus den Schloten fließen, und Mineralproben vom Meeresboden der Tiefsee zu sammeln.[10] Cavanaugh, der als “wissenschaftlicher Kapitän Nemo” bezeichnet wurde.[3] ist auf ihrem Gebiet der Biologie prominent. Robert Kunzig beschreibt ihre Arbeit für eine 2001 Entdecken Zeitschriftenartikel, schreibt über ihren Besuch in “einem heißen Riss in der Erde unter dem Indischen Ozean”:

Biologen, die die Physiologie von Organismen studieren, stehen unter Zeitdruck: Sie müssen die Organismen zerlegen, bevor sie verderben. Colleen Cavanaugh, eine Mikrobiologin aus Harvard, braucht lebende und nicht verhungerte Tiere; Sobald sie zu lange von ihrem Schlot entfernt waren, beginnen sie, selbst wenn sie in einer Kiste auf dem Meeresboden saßen, die symbiotischen Bakterien zu verdauen, an denen sie interessiert ist.[11]

Wie im Februar 2000 berichtet, ist Cavanaugh der Entdecker einer neuen, tief lebenden Muschelart im Golf von Mexiko, die ihren Körper mit symbiotischen Bakterien teilt, die sich von Methan ernähren.[3] Sie schloss sich Craig Smith von der University of Hawaii und anderen Kollegen in einem Natur Bericht über eine Studie des NOAA National Undersea Research Program am West Coast and Polar Regions Center (an der University of Alaska, Fairbanks) darüber, wie Walkadaver, die auf den Meeresgrund fallen – und insbesondere ihre Knochen – eine wichtige Rolle spielen in der Ökologie des Meeresbodens.[12][13][14]

Cavanaugh-Labor[edit]

Das Cavanaugh Laboratory in Harvard arbeitet an einer Reihe von Projekten im Zusammenhang mit bakterieller Symbiose in marinen Wirbellosen aus Tiefsee-Hydrothermalquellen, Methanquellen und küstenreduzierenden Sedimenten. Die Forscher dort haben ein besonderes Interesse daran, die metabolischen und genetischen Fähigkeiten von Symbionten, ihre evolutionären Beziehungen zu freilebenden Bakterien und die Koevolution von Symbionten und Wirt zu charakterisieren.[15]

  • Fellow der American Association for the Advancement of Science (1996)[16]

Bedeutende Veröffentlichungen[edit]

Verweise[edit]

  1. ^ Gaines, Susan; Eglington, Jeffrey; Rullkötter, Jürgen (2009). Echoes of Life: Was fossile Moleküle über die Erdgeschichte verraten. Oxford University Press. s. 177. ISBN 9780195176193.
  2. ^ “Colleen Cavanaugh”. Cavanaugh-Labor. Harvard Universität. Abgerufen 15. September 2016.
  3. ^ ein b c d e f G ha ich j k l Cromie, William (14. November 1996). “Mikrobiologin-Aquanaut Colleen Cavanaugh erhält Anstellung”. Die Harvard University Gazette. Archiviert vom Original am 3. März 2016. Abgerufen 15. September 2016.CS1-Wartung: Bot: Original-URL-Status unbekannt (Link)
  4. ^ Kirchmann, David (2012). Prozesse in der mikrobiellen Ökologie. Oxford University Press. s. 268. ISBN 9780199586936.
  5. ^ Gray, J. (27. November 1986). “Colleen Cavanaugh: Gewinnerin des IRPE PRIZE 1986 des Ecology Institute in Meeresökologie”. Fortschrittsserie Meeresökologie. 34 (9–10): 9–10. Bibcode:1986MEPS…34….9G. mach:10.3354/meps034009.
  6. ^ ein b c d Kunzig, R. (2000). Kartierung der Tiefe: Die außergewöhnliche Geschichte der Ozeanforschung. WW Norton & Company. s. 141. ISBN 9780393320633.
  7. ^ Shea, Neil (August 2003). „Auf freiem Fuß an der blauen Grenze“. Harvard-Magazin. Abgerufen 15. September 2016.
  8. ^ Cavanaugh, Colleen (1985). “Symbiose von chemoautotrophen Bakterien und marinen Wirbellosen”. Abgerufen 15. September 2016.
  9. ^ “Aufgelistet nach Feld”. socfell.fas.harvard.edu. Abgerufen 2020-01-24.
  10. ^ Cavanaugh, Colleen und UDel EDF Staff (2003). „Extreme 2003: Exploring the Deep Frontier“, „Tubeworms: The „Rose Garden“ on the Sea Floor“ und „Mystery of the „Gutless Wonder“‘“. Ocean.UDel.edu/Extreme2003. Newark, DE: Universität von Delaware, Abteilung für Erde, Ozean und Umwelt. Archiviert von das Original am 2009-05-30. Abgerufen 12. September 2016.
  11. ^ Kunzig, Robert (2001). “Expedition zum Grund des tiefblauen Meeres”. Entdecken (1. Dezember). Archiviert vom Original am 14. Oktober 2007. Abgerufen 12. September 2016.CS1-Wartung: Bot: Original-URL-Status unbekannt (Link)
  12. ^ Goldman, Jana (17. Februar 2000). “OCEANOGRAPHERS SAGEN TOTE WALE BIETEN EIN LEBENDES VERMÄCHTNIS IN DER TIEFE”. National Oceanic and Atmospheric Administration. Archiviert von das Original am 11. Dezember 2016. Abgerufen 15. September 2016.
  13. ^ “Ozeanographen sagen, dass tote Wale ein lebendiges Erbe der Tiefsee sind”. Wissenschaft täglich. 21. Februar 2000. Abgerufen 15. September 2016.
  14. ^ Distel, Daniel; Baco, Amy; Chuang, Ellie; Morrill, Wendy; Cavanaugh, Colleen; Smith, Craig (17. Februar 2000). “Meeresökologie: Gehen Muscheln Holztreppen zu Tiefseeschloten?”. Natur. 403 (725–726): 725–726. Bibcode:2000Natur.403..725D. mach:10.1038/35001667. PMID 10693793. S2CID 4425947.
  15. ^ “Forschung”. Cavanaugh-Labor. Harvard Universität. Abgerufen 15. September 2016.
  16. ^ “Historic Fellows | American Association for the Advancement of Science”. www.aaas.org. Abgerufen 2021-05-07.

Externe Links[edit]


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