Дэвид Крюс - David Crews

Дэвид Крюс
Дэвид Крюс
Родившийся	Дэвид Паффорд Крюс; 18 апреля 1947 г.; Джексонвилл, Флорида, Соединенные Штаты
Национальность	Американец
Альма-матер	Мэрилендский университет, Университет Рутгерса
Известен	Поведение животных, репродуктивное поведение, половая дифференциация, нейроэндокринология и трансляционная эпигенетика
Заголовок	Дэвид Крюс
	Научная карьера
Поля	Психология, Зоология, Поведение животных
Учреждения	Техасский университет в Остине
Докторант	Дэниел С. Лерман, Джей С. Розенблатт

Дэвид Крюс это Эшбел Смит Профессор зоологии и психологии Техасский университет в Остине. Он был пионером в нескольких областях репродуктивной биологии, включая эволюцию полового поведения и дифференциации, нейронную и фенотипическую пластичность, а также роль эндокринных разрушителей в мозге и поведении.

Нобелевский лауреат Нико Тинберген постулировал, что для понимания поведения любого животного (включая людей) требуется анализ его онтогенеза (развитие внутри индивидуума), причинно-следственной связи (механизма, лежащего в основе проявления), экологии (адаптивное значение) и эволюции (изменения во времени).^[1] Доктор Круз стремится использовать все четыре элемента в своем исследовании и демонстрирует, как сравнительный междисциплинарный подход может интегрировать молекулярный через эволюционный уровни анализа. Его полевые и лабораторные исследования показали, как причинные механизмы и функциональные результаты репродуктивных процессов действуют на каждом уровне биологической организации, и в то же время проливают свет на отношения между уровнями.

биография

Дэвид Паффорд Крюс родился 18 апреля 1947 года в Джексонвилле, штат Флорида. В детстве большую часть времени он читал, ловил рыбу и «ловил тварей». Эти переживания повлияли на его жизненную работу и привели к основанию Reptile Conservation International.

Образование

Выросший в семье военного, он провел детство на нескольких базах ВВС по всему миру. Это фактически означало, что он учился в новой школе каждый год и сразу же проваливал большую часть курсовой работы из-за отсутствия интереса. Из-за его низкой успеваемости в школе его не приняли ни в один университет США. К счастью, его отец был переведен в Германию и, будучи иждивенцем, имел право поступить в Мюнхенский кампус. Мэрилендский университет. Колледж оказался интересным, и в 1967 году он перевелся в кампус Колледж-Парк, получив степень бакалавра. (Специальности психология и социология) в 1969 году. После лета в качестве научного сотрудника в Уолтер Рид Армейский научно-исследовательский институт на кафедре экспериментальной психологии, спонсируемой Уильямом Ходосом, он решил получить степень в области психологии.^[2]

Доктор Круз получил докторскую степень. в психобиологии как Национальный институт психического здоровья Докторант в Институте поведения животных Университет Рутгерса в 1973 году под руководством Дэниел С. Лерман и Джей С. Розенблатт. Он завершил Национальный фонд науки Постдокторантура под руководством Пола Лихта на кафедре интегративной биологии Калифорнийский университет в Беркли до 1975 года. За этим последовала стипендия NIMH для получения докторской степени с Эрнестом Э. Уильямсом в Гарвардском университете.^[2]

Академический

Его первое назначение на факультет (1975 г.) было в качестве преподавателя, а в 1976 г. он получил должность доцента на кафедрах биологии и психологии Гарвардский университет; Затем последовало повышение до доцента (1979 г.). На протяжении всего срока своего пребывания в должности он был сотрудником Музей сравнительной зоологии. В 1982 году он поступил на факультет зоологии (ныне интегративной биологии) Техасского университета в Остине; в 1998 году он стал профессором зоологии и психологии Эшбела Смита.^[2]

Исследование

В исследованиях Крюза использовались собственные эксперименты Природы для выявления важных проблем или пробелов, что дополняло наше фундаментальное понимание репродуктивной биологии и поведения. Благодаря своим исследованиям он обнаружил принципы и ограничения, налагаемые различными репродуктивными стратегиями, которые привели к эволюции нейроэндокринных механизмов, лежащих в основе типичного для вида репродуктивного поведения.

Происхождение сексуального поведения

Крю расширил свои исследования, чтобы выяснить происхождение сексуального поведения. С помощью как эмпирических, так и научных исследований он утверждал, что основная функция сексуального поведения, а именно стимуляция и координация репродуктивной физиологии взаимодействующих людей (обычно мужчин и женщин), возникла у первых одноклеточных организмов и, следовательно, предшествовала эволюции полового рекомбинация. Как уже упоминалось, Крюс бросил вызов доктрине определения пола «Организационная / Дефолтная», распространив ее на половую дифференциацию мозга и аргументируя ее заменой парадигмой «предков» (женский) / «производный» (мужской). Эта концепция привела к таким вопросам, как: почему мужчины могут быть больше похожи на женщин, чем женщины на мужчин? Полезность этой концепции становится очевидной, поскольку мы продолжаем собирать доказательства гендерных различий в генетических и психических расстройствах. Он также был крупным игроком в области эволюции и разнообразия рецепторов стероидных гормонов.^[3]^[4]^[5]

Красная подвязка

Доктор Круз обнаружил важный принцип, согласно которому половое поведение, производство гамет и секреция стероидных гормонов могут быть диссоциированы, в своих исследованиях красная подвязка змея (Т. с. париеталис). Эти змеи - самые северные рептилии и впадают в спячку большую часть года, реагируя на температуру как для выхода из зимнего покоя, так и для сексуального поведения. Именно его работа с этим видом дала первую демонстрацию того, что активация сексуального поведения может быть независимой от половых стероидных гормонов, а зависит от повышения температуры весной. Эта работа также привела к первому выделению, идентификации и синтезу нового класса феромонов.^[6]

Хлыстохвостая ящерица

В ящерица (A. uniparens), представила возможность из первых рук изучить, как могут развиваться нейроэндокринные субстраты, лежащие в основе сексуального поведения. В этом случае доктор Круз использовал партеногенетический вид, полученный в результате скрещивания двух половых видов. Примечательно, что хотя потомок состоит только из самок, размножающихся путем облигатного партеногенеза, особи продолжают демонстрировать сексуальное поведение, типичное как для самок, так и для самцов, чередуя поведение в зависимости от их индивидуальных гормональных профилей в репродуктивных циклах. Хотя не сразу ясно, какую пользу могут принести самки, проявляющие типичное для самцов поведение у партеногенетических видов, д-р Круз показал, что такое поведение важно для стимулирования воспроизводства обоих особей в этих парах.^[7]

Сравнивая однополых потомков с их половыми предками, доктор Круз показал, как развиваются механизмы гормонального контроля мозга. Эта работа привела к изучению того, как новые механизмы контроля гормонов мозга могут реагировать на новые проблемы. Особо следует отметить открытие, что типичное для мужчин сексуальное поведение, которое демонстрируют партеногенетические женщины, оказывается под контролем постовуляторного выброса прогестерона, а не андрогена, который партеногены не производят. Это открытие у партеногенетической ящерицы побудило доктора Круза расширить свою работу на генетически модифицированных мышей и крыс, продемонстрировав, что прогестерон не является «женским» гормоном, но играет решающую роль в сексуальном поведении самцов. Действительно, Крюс продемонстрировал, что андроген и прогестерон синергизируют у мужчин, чтобы контролировать копулятивное поведение, так же как эстроген и прогестерон синергизируют у женщин, способствуя сексуальной восприимчивости. Эти открытия пролили свет на недавние работы на людях, предполагающие клиническое значение прогестерона в сексуальном поведении мужчин.

Определение пола в зависимости от температуры

Crew был лидером в определении физиологических и молекулярных основ определение пола в зависимости от температуры (TSD). Определение пола - это пример того, как эволюция создала разные механизмы для достижения одной и той же цели. У многих рептилий пол потомства зависит от температуры инкубации яйца, а не от генотипа, как у млекопитающих. Один вопрос касается того, как физический стимул температуры преобразуется в молекулярный и физиологический стимул для определения пола гонад индивидуума. Доктор Круз продемонстрировал, что температура инкубации действует на группу генов, гомологичных генам млекопитающих, которые влияют на дифференцировку гонад.^[8] Эта работа помогла опровергнуть классический постулат о том, что мужчины - это «организованный» пол, а женщины - «по умолчанию». Сегодня мы признаем оба пола организованными, и теперь возникает вопрос, как активация консервативной сети генов приводит к бинарной реакции (яичник или семенник).

Леопардовый геккон

Он является пионером в относительно новой области (фактически возрождения) фенотипической пластичности, или процесса, посредством которого окружающая среда индуцирует различные фенотипы из данного генотипа. Если учесть, что виды без половых хромосом обладают всеми генами, необходимыми для развития фенотипа обоих полов, становится очевидным, что процесс определения пола и половой дифференциации представляет собой форму фенотипической пластичности. С использованием леопардовый геккон (E. macularius) в качестве модельной системы на животных, доктор Круз определил, как воздействие температуры в течение узко определенного периода эмбриогенеза влияет на общий фенотип взрослого организма, что объясняет большую часть различий, наблюдаемых среди людей в морфологии, росте, эндокринологии, нервной активности. , и нейроанатомия.^[9]^[10] На некоторые социосексуальное поведение и показатели мозга напрямую влияет температура инкубации, тогда как как температура инкубации, так и пол гонад влияют на другие.

Эпигенетика

За последнее десятилетие доктор Круз внес плодотворный вклад в развивающуюся область поведенческих исследований. эпигенетика. Он был первым, кто продемонстрировал, что различия в поведении генетически модифицированных мышей могут быть преувеличены или размыты постнатальной средой. Например, мыши развиваются в пометах с различным соотношением полов и генотипов, и возможно, что некоторые диагностические поведенческие характеристики могут быть результатом взаимодействия соотношения полов и соотношения генотипов помета. Варьируя соотношение полов и генотипы, он смог показать, что диагностические поведенческие характеристики и лежащая в их основе нервная активность являются результатом взаимодействия пола и соотношения генотипов помета.^[11] Этот тип работы обращает внимание на необходимость исследователей, использующих генетически модифицированное животное модели для рассмотрения контекста, в котором возникают фенотипы.

Трансгенерационная эпигенетика

Доктор Круз обнаружил, что трансгенерационная эпигенетическая модификация вызванный Винклозолин Воздействие изменяет способ, которым крысы, удаленные на три поколения (F3) от исходного воздействия, воспринимают и реагируют на сородичей.^[12] Это была первая демонстрация того, что эндокринные разрушающие химические вещества (EDC) могут способствовать трансгенерационным изменениям в эпигеноме, которые влияют на половой отбор и, возможно, влияют на жизнеспособность популяции и эволюцию вида. Эта работа была отмечена Кооперативным обществом университетов в 2008 году премией за лучшую исследовательскую работу Техасского университета в Остине.^[13] Он уже стал классикой, попав в список «100 лучших научных статей 2007 года». Discover: Science, Technology, and the Future and Nature Medicine - Цитируемые статьи по репродуктивной биологии в 2005-2007 гг.^[14]Затем доктор Круз расширил свою работу в область социального поведения, поведения, связанного с обучением и тревогой, а также функциональной активности механизмов мозга, лежащих в их основе. Его последняя работа продемонстрировала, что воздействие EDC на предков изменяет то, как потомки воспринимают жизненные проблемы и реагируют на них, в данном случае на стресс, переживаемый в подростковом возрасте.^[15]^[16] В частности, он установил, что обусловленное окружающей средой эпигенетическое наследование между поколениями изменяет развитие мозга и активность генома, чтобы изменить вызванные стрессом поведенческие реакции, проявляемые самцами F3.^[17]^[18] Эта последняя работа была названа «важной статьей и сдвигом парадигмы в нашем понимании взаимодействия между эпигенетическими изменениями и поведением».^[19]

Экипаж также исследовал теоретические аспекты эпигенетики окружающей среды, сделав важное различие между природой эпигенетических модификаций. Контекстно-зависимые эпигенетические изменения происходят в результате воздействия. Определяющим элементом является то, что этот тип изменений требует постоянного воздействия на окружающую среду. Например, факторы окружающей среды, которые вызывают эпигенетическую модификацию, могут просто продолжать сохраняться. Если диета, поведение или токсическое воздействие окружающей среды будут продолжаться из поколения в поколение, эпигенетическая модификация будет проявляться в каждом поколении. Такое вызванное окружающей средой эпигенетическое состояние (я) можно обратить вспять путем удаления или изменения фактора, добавления другого фактора окружающей среды или эмиграции с загрязненного участка. Другая форма эпигенетической модификации может возникнуть, когда изменение эпигенома включено в зародышевую линию, процесс, который доктор Круз назвал эпигенетическим изменением, зависящим от зародышевой линии. У этого типа эффект проявляется в каждом поколении даже при отсутствии возбудителя. Контекстно-зависимая эпигенетическая модификация фундаментально отличается от эпигенетической модификации, зависимой от зародышевой линии. Хотя обоим приписываются свойства «трансгенерации», только в последнем случае (зародышевой линии) признак будет передан следующему поколению даже в отсутствие каких-либо продолжительных воздействий или стимулов. Взятые вместе, эта работа позволила по-новому взглянуть на старый вопрос «унаследованное против опыта, наследственное против приобретенного или природа против воспитания» и обещает пролить новый свет на стратегию управления здоровьем.^[20]

Экологические проблемы

Вместе с доктором Андреа Гор (Техасский университет в Остине, фармацевтический колледж) доктор Круз исследовал реальность жизни в зараженном мире.^[21] Здесь они показывают, что связи между природой и воспитанием необходимо пересмотреть, чтобы приспособиться к антропогенному химическому загрязнению. Дело в том, что на глобальном уровне восстановление окружающей среды невозможно. Признавая и принимая это глобальное изменение, необходимо учитывать типы адаптации, которые произошли как следствие. Кроме того, они предложили фундаментальный сдвиг в области, которая объединяет различные дисциплины, участвующие в изучении загрязнения окружающей среды, чтобы признать, что загрязнение широко распространено и не может быть устранено на глобальном уровне. Таким образом, необходимо приложить больше усилий к интегративным и междисциплинарным исследованиям, которые явно освещают, как причинные механизмы и функциональные результаты связанных процессов действуют на каждом уровне биологической организации, и в то же время раскрывают отношения между уровнями. Эта статья вызвала множество комментариев, и теперь анализ распространяется на проблему эволюции в зараженном мире.^[22] Здесь они обсуждают, как эпигенетические результаты на уровне отдельного организма и эволюции популяции создали «новые виды».

Образовательное воздействие

Доктор Крю оказал значительное влияние на науку и наше понимание природы. В вводных учебниках по биологии, психологии, экологии, эволюции и нейробиологии его работы используются для иллюстрации различных принципов; действительно, его работы дошли до уровня школьных учебников. Его работы также часто можно увидеть в фильмах и телепрограммах, а также в нескольких статьях и текстах по философии науки (например, Биология письма Грега Майерса). Наконец, он сыграл важную роль в наставничестве студентов в области исследований, многие из которых продолжили исследования в области медицины и различных академических профессий. В основном это происходило через созданный им самим инструмент, программу бакалавриата по биомедицинской подготовке, начатую во время учебы в Гарвардском университете и продолжающуюся по сей день в Техасском университете в Остине.^[23] Эта программа выпустила более 54 студентов, многие из которых сегодня являются активными исследователями, и подготовила более 80 оригинальных работ со студентами в качестве авторов, во многих случаях в качестве первого автора.

Почести и награды

Премия Дэниела С. Лермана за заслуги перед жизнью, Общество поведенческой нейроэндокринологии (2012)
Награда университетского кооперативного общества за выдающиеся достижения в области исследований за лучшую исследовательскую работу Техасского университета в Остине (2008 г.)
Парень, Американская психологическая ассоциация, Дивизион 6 (2001)
Парень, Американская академия искусств и наук (1996)
Парень, Американское Психологическое Общество (1991)
НИПЗ Премия MERIT (1989)
Премия NIMH Research Scientist (1987–1998)
Премия NIMH в области развития ученых-исследователей (1977–1987 годы)
Выдающаяся лекция Говарда А. Берна по сравнительной эндокринологии, Отделение сравнительной эндокринологии, Общество интегративной и сравнительной биологии (2017)
Премия Д. О. Хебба за выдающийся научный вклад, Подразделение 6 (Общество поведенческой нейробиологии и сравнительной психологии), Американская психологическая ассоциация (2016)
Лекция Джорджа К. Уиллера, Университет Северной Дакоты (2015 г.)
Elsevier Основной спикер, Общество поведенческой нейроэндокринологии
Премия Центра интегративного исследования поведения животных (2015)
Выдающаяся лекция Чарльза Х. Сойера, Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе (2014 г.)

Избранные публикации

Доктор Дэвид Круз опубликовал более 400 статей, 5 из которых опубликованы в Природа, 9 статей в Наука, 8 статей в Труды Национальной академии наук, и 4 статьи в Scientific American; и отредактировал 4 книги.

Экипажи, Дэвид (1979). «Гормональный контроль поведения ящерицы». Scientific American. 241 (2): 180–187. Дои:10.1038 / scientificamerican0879-180.
Crews, Дэвид; Гарстка, Уильям Р. (1982). «Экологическая физиология подвязочной змеи». Scientific American. 247 (5): 158–168. Дои:10.1038 / scientificamerican1182-158.
Экипажи, Дэвид (1987). «Ухаживание за однополыми ящерицами: модель эволюции мозга». Scientific American. 257 (6): 116–121. Дои:10.1038 / scientificamerican1287-116.
Crews, Дэвид; Мур, Майкл С. (1986). «Эволюция механизмов, контролирующих брачное поведение». Наука. 231 (4734): 121–125. Дои:10.1126 / science.3941893.
Экипажи, Дэвид (1994). «Животная сексуальность». Scientific American. 270 (1): 108–114. Дои:10.1038 / scientificamerican0194-108.
Crews, Дэвид; Гор, Андреа С. (2011). «Отпечатки жизни: жизнь в зараженном мире». Перспективы гигиены окружающей среды. 119 (9): 1208–1210. Дои:10.1289 / ehp.1103451. ЧВК 3230404. PMID 21571618.
Crews, Дэвид; Гор, Андреа С. (2012). «Эпигенетический синтез: необходимость новой парадигмы эволюции в загрязненном мире». F1000 Биологические отчеты. 4: 18. Дои:10.3410 / B4-18. ЧВК 3434969. PMID 22991583.