Colleen Cavanaugh

Colleen Cavanaugh
Colleen Cavanaugh 1992
Född	1953 Detroit
Nationalitet	amerikansk
Alma mater	Harvard Universitet
Ockupation	mikrobiolog
Känd för	studier av ekosystem för hydrotermiska ventiler
Vetenskaplig karriär
Avhandling	Symbios av kemoautotrofa bakterier och marina ryggradslösa djur ( 1985)

Colleen Marie Cavanaugh är en amerikansk akademisk mikrobiolog som är mest känd för sina studier av ekosystem för hydrotermiska ventiler . Från och med 2002 är hon Edward C. Jeffrey professor i biologi vid institutionen för organisk och evolutionsbiologi vid Harvard University och är ansluten till Marine Biological Laboratory och Woods Hole Oceanographic Institution . Cavanaugh var den första som föreslog att den jättelika djuphavsrörmasken , Riftia pachyptila , får sin föda från bakterier som lever i dess celler , en insikt som hon hade som doktorand vid Harvard. Betecknande nog gjorde hon kopplingen att dessa kemoautotrofa bakterier kunde spela denna roll genom deras användning av kemosyntes , biologisk oxidation av oorganiska föreningar (t.ex. vätesulfid ) för att syntetisera organiskt material från mycket enkla kolhaltiga molekyler, vilket gör det möjligt för organismer som t.ex. eftersom bakterierna (och beroende organismer som rörmaskar) existerar i djuphavet utan solljus .

tidigt liv och utbildning

Cavanaugh föddes i Detroit , Michigan , 1953.

Cavanaugh tog sin grundexamen från University of Michigan 1977, där hon till en början studerade musik men slutligen studerade ekologi. Hon säger att hennes liv ändrade riktning under sitt andra år när hon hörde talas om en kurs i marin ekologi vid det oceanografiska centret i Woods Hole, Massachusetts . Där innebar hennes arbete att vada ut i kyliga vatten för att studera hästskokrabbors parningsvanor , och hon beskrev sig själv som "förälskad" i det avslappnade kamratskapet och utbytet av idéer mellan biologer, geologer och forskare från andra discipliner . Cavanaugh tog en kurs i marin ekologi som grundutbildning som erbjöds av University of Michigan, stannade i Woods Hole efteråt (eftersom hennes bil behövde repareras) och letade efter ett jobb, och ersatte till slut en "no show" i ett forskningsprogram på Boston University, vilket återförde henne till arbetet med lokala hästskokrabbor.

Cavanaugh flyttade sedan till Cape Cod för att arbeta på Marine Biological Laboratory i Woods Hole. Under de följande två åren flyttades fokus för hennes uppmärksamhet från kräftdjur till bakterier , "varelser som imponerade på henne för sin förmåga att leva var som helst."

Forskarutbildning

Cavanaughs analyser av bakteriesymbioser som involverar gigantiska rörmaskar och andra ryggradslösa djuphavsdjur har lett till att hon beskrevs som en "vetenskaplig kapten Nemo ."

Cavanaugh fortsatte sin forskarutbildning i biologi vid Harvard University, i samarbete med Museum of Comparative Zoology . Hon började på Harvard hösten 1979, tog en MA 1981 och tog examen med sin doktorsexamen i biologi 1985. Hennes Ph.D. avhandlingen, med titeln Symbiosis of chemoautotrophic bacteria and marine invertebrates, accepterades 1985.

Upptäckt av kemosyntes i rörmaskar

Av ett konto deltog Cavanaugh i en föreläsning av Meredith L. Jones , curator för maskar vid Smithsonian Institution , kort efter att hon påbörjat sina doktorandstudier . Jones diskuterade den gigantiska rörmasken, en varelse som saknar både mun och tarm , där utmaningen var att förstå hur den överlevde. Jones nämnde elementära svavelkristaller i maskens tarm; Cavanaugh konstaterar att "det var vid den tidpunkten som jag hoppade upp och sa, 'Ja, det är helt klart! De måste ha svaveloxiderande bakterier inuti sina kroppar'". Jones sa uppenbarligen till henne att sätta sig ner, men försåg Cavanaugh med ett exemplar som fångats av en forskningsubåt som arbetade på Stilla havets botten . Cavanaugh underbyggde så småningom hennes fall.

Harvard Gazette beskriver Cavanaughs banbrytande studie av dessa unika varelser:

Som förstaårsstudent upptäckte hon vad som gör livet möjligt... där solen aldrig skiner, [där] temperaturerna kan överstiga 250 grader F, och [där] havet utövar ett tryck på tusentals pund på varje kvadrattum av ett djurs kropp. Jättemaskar, enorma musslor och musslor och konstiga räkor trivs under sådana förhållanden på grund av encelliga bakterier som lever på och inuti dem. Bakterierna förvandlar svavel, metan och andra oätliga ämnen till organiska molekyler som deras värdar livnär sig på.

Cavanaugh fortsatte med att publicera resultaten av det ytterligare arbetet som började underbygga upptäckten, och skrev från Museum of Comparative Zoology vid Harvard, som den första av fem författares artikel, en kort vetenskapsrapport från 1981 med Stephen L. Gardiner och Meredith L. Jones från Smithsonian Institution och Holgar W. Jannasch och John B. Waterbury vid Woods Hole (se Viktiga publikationer).

Karriär

Cavanaughs första utnämning var som Junior Fellowship i Society of Fellows vid Harvard University , 1986–1989. Detta följdes av upphöjning till biträdande professur 1989 och docent 1993. 1995 beviljades hon tjänst som professor "för [hennes] upptäckter och hennes rykte som lärare och mentor." Cavanaugh var meddirektör för Harvard Microbial Sciences Initiative i 17 år.

Forskning och uppsökande höjdpunkter

Cavanaugh har fortsatt att bygga sin karriär på studiet av hydrotermisk ventilekologi. Cavanaugh fortsatte med att upptäcka liknande symbiotiska partnerskap bland Solemyidae -musslor som lever i grunda ålgräsbäddar och lera längs New Englands kust, och i räkor nära undervattenskällor i mitten av Atlanten .

Cavanaugh tror att livet på jorden kan ha börjat under liknande förhållanden och säger att "idén är vettig eftersom några av de äldsta formerna av frilevande bakterier visar tecken på att vara värmeälskande organismer." Cavanaughs arbete har fått det vetenskapliga samfundet att ompröva teorin om "varm kycklingsoppa " om livets ursprung, där ansamlingen av organiska molekyler i grunt vatten var ett resultat av blixtens elektricitet .

Ruth Turner och Cavanaugh dissekerar Alvin - hämtade musslor från djuphavet 1992

Stilla havets biologi gjordes i ett laboratorium i Cambridge, Massachusetts (Harvard) , och hon arbetade med marint liv i laboratoriet och ombord på fartyg i tolv år innan hon säkrade en plats på den djupdykande ubåten Alvin ; hon gick till botten av Mexikanska golfen , utanför Floridas kust, för första gången 1992. Enligt artikeln i Harvard Gazette :

Inte många människor har besökt med 6 fot långa, klarröda maskar på den kokande botten av havet. Det låter som en Jules Verne -fantasi, men den nyblivna professorn i biologi Colleen Cavanaugh har sett dessa och andra märkliga varelser på resor till botten av djuphavet.

Mexikos västkust för att samla in rörmaskar och deras bakterier, de kemiskt rika vätskorna som rinner ut ur ventilerna och mineralprover från djuphavsbotten . _ Cavanaugh, som har kallats "en vetenskaplig kapten Nemo ." är framstående inom sitt biologiområde. Robert Kunzig, när han beskrev sitt arbete för en i Discover -tidningen 2001, skriver om sitt besök på "en het spricka i jorden under Indiska oceanen ":

Biologer som studerar organismers fysiologi är under tidspress: De måste dissekera organismerna innan de försämras. Colleen Cavanaugh, en mikrobiolog från Harvard, behöver djur som lever och inte svälter; när de har varit borta från deras ventil för länge, även om de har suttit i en låda på havsbotten, börjar de smälta de symbiotiska bakterierna som hon är intresserad av.

Som rapporterades i februari 2000 är Cavanaugh upptäckaren av en ny art av djuplevande musslor i Mexikanska golfen som delar sin kropp med symbiotiska bakterier som livnär sig på metan. Hon anslöt sig till Craig Smith från University of Hawaii och andra kollegor i en naturrapport om en NOAA National Undersea Research Program- studie vid dess West Coast and Polar Regions Center (vid University of Alaska, Fairbanks ), angående hur valkroppar som faller till havets botten – och deras ben i synnerhet – spelar en viktig roll i havsbottenekologin .

Cavanaugh Laboratory

Cavanaugh-laboratoriet vid Harvard arbetar med ett antal projekt relaterade till bakteriell symbios i marina ryggradslösa djur från hydrotermiska öppningar i djuphavsvatten, metanläckage och kustreducerande sediment . Forskare där har ett särskilt intresse av att karakterisera symbionternas metaboliska och genetiska förmåga, deras evolutionära relationer med frilevande bakterier och samutvecklingen av symbionter och värd.

Utmärkelser

• Fellow i American Association for the Advancement of Science (1996)

Betydande publikationer

•     Cavanaugh, CM; Abbott, MS; Veenhuis, M (1988). "Immunokemisk lokalisering av ribulos-1,5-bisfosfatkarboxylas i de Symbiont-innehållande gälarna av Solemya velum (Bivalvia: Mollusca)" ( PDF) . Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 85 (20): 7786–7789. Bibcode : 1988PNAS...85.7786C . doi : 10.1073/pnas.85.20.7786 . JSTOR 33030 . PMC 282278 . PMID 16593987 .
•   Cavanaugh, CM; Gardiner, SL; Jones, ML ; Jannasch, HW; Waterbury, JB (1981). "Prokaryota celler i den hydrotermiska ventilationsrörmasken Riftia pachyptila Jones: möjliga kemoautotrofa symbionter". Vetenskap . 213 (4505): 340–342. Bibcode : 1981Sci...213..340C . doi : 10.1126/science.213.4505.340 . PMID 17819907 .

externa länkar

• Media relaterade till Colleen Cavanaugh på Wikimedia Commons
• CM Cavanaugh fakultetssidor vid Harvard Department of Organismic and Evolutionary Biology.