Marilyn Fogel
Marilyn Fogel | |
|---|---|
 | |
| Född |
19 september 1952
Moorestown, New Jersey , USA
|
| dog | 11 maj 2022 (69 år) |
| Nationalitet | amerikansk |
| Alma mater |
|
| Make | Christopher Wood Swarth |
| Utmärkelser | Alfred Treibs medalj (2013) Fellow till AAAS (2012) Medlem av National Academy of Sciences (2019) VM Goldschmidt Award (2022) |
| Vetenskaplig karriär | |
| Fält |
|
| institutioner | |
| Avhandling | Kolisotopfraktionering med ribulos 1,5-bifosfatkarboxylas från olika organismer ( 1977) |
| Doktorerade rådgivare |
|
| Andra akademiska rådgivare | Thomas C. Hoering |
Marilyn Fogel (19 september 1952 – 11 maj 2022) var en amerikansk geoekolog och professor i geoekologi vid UC Riverside i Riverside, Kalifornien. Hon är känd för sitt arbete med stabil isotopgeokemi, som studerar forntida klimat, djurbeteende, ekologi och astrobiologi . Fogel har också tjänstgjort i många ledarroller, inklusive programdirektör vid National Science Foundation inom geobiologi och lågtemperaturgeokemi .
Hon var den andra kvinnliga medlemmen av Geophysical Laboratory och den första kvinnliga mottagaren av Alfred Treibs-medaljen från Geochemical Society för sitt arbete inom organisk geokemi .
Tidigt liv
Fogel föddes den 19 september 1952 i Moorestown, New Jersey .
1970 skrev hon in sig på Penn State , där hon tog biologi som huvudämne, och tog examen 1973 med en BS i biologi med utmärkelser. Hennes forskningsmentor, Given, hjälpte henne att söka till UT-Austin för forskarskola. Hon bestämde sig för att ta ett mellanår innan hon började gymnasiet för att resa Europa och starta ett smyckesföretag som tillverkar nålar.
Akademisk karriär
På UT-Austin arbetade Fogel med Drs. Chase Van Baalen, Patrick Parker och F. Robert Tabita på sin avhandling, med titeln "Carbon isotope fractionation by ribulose 1,5-biphosphate carboxylase from different organisms". När hon gick på forskarskolan ägde hon en glassbil för att täcka utgifterna. Hon tog examen 1977 med en doktorsexamen i botanik och marina vetenskaper , innan hon fortsatte till en postdoc vid Geophysical Lab vid Carnegie Institution of Washington från 1977 till 1979 under Dr. Thomas C. Hoering.
Efter sin postdoc-tjänst blev Fogel anställd vid Geofysiska labbet 1979 och arbetade inom biogeokemi , där hon stannade till 2012. Hon var bara den andra kvinnliga anställde vid Geofysiska labbet. Medan han var där blev Fogel gästforskare vid Carnegies institution för växtbiologi (1985-1986), gästprofessor vid institutionen för geovetenskaper vid Dartmouth College (1995), gästprofessor vid institutionen för geologi vid University of Maryland ( 2003-2005), och en Smithsonian Environmental Research Center Fellow (2003-2009).
2012 flyttade hon från Carnegie i Washington DC till UC Merced i Merced, Kalifornien för att bli professor vid School of Natural Sciences samt ordförande för Life and Environmental Sciences Unit. Där undervisade hon i kurser om grunderna i ekologi , biogeokemi , stabil isotopekologi, fältekologi och antropocen .
2016 flyttade hon till UC Riverside i Riverside, Kalifornien, där hon bodde som professor i geo-ekologi vid avdelningen för geo- och miljövetenskaper och chef för EDGE (Environmental Dynamics & Geo-Ecology) Institute. Hennes forskning fokuserade på geo-ekologi.
Forskning
Stabila isotopförhållanden varierar som ett resultat av många biologiska och abiotiska processer i miljön, som förändras över tid, plats, organism och miljö. Området för isotopgeokemi bygger till stor del på dessa naturliga variationer och kan inkorporeras i biologiska, ekologiska, kemiska och geologiska studier. Använder isotopförhållanden, ofta 2 H/ 1 H, 𝛿 13 C , 15 N/ 14 N-kvoten och 18 O / 16 O , Fogel har studerat moderna och antika ekosystem och har börjat tillämpa samma tekniker för att studera utomjordiskt material i marsmeteoriter , vilket hjälper till att avancera inom astrobiologin .
Paleo-ekologi och klimatförändringar
Fogel använde isotopkvoter i forntida sediment och fossiler för att spåra klimat, kost och förekomst av arter över tid.
I en studie använde hon och medarbetare Genyornis newtoni äggskal i Australien från 100 000 till 50 000 år för att visa att deras utrotning för 50 000 år sedan troligen berodde på mänsklig påverkan snarare än klimatförändringar . För 40 000 år sedan gick Australien igenom en torr period, som registrerats i emu-äggskal, men utrotningen av Genyornis för 50 000 år sedan snarare än för 40 000 antyder att deras utrotning troligen inte var relaterad till torkningen. Med hjälp av stabila kolisotoper bestämde hennes grupp att Genyornis nästan uteslutande konsumerade C 3 -växter , och att deras kranialmorfologi indikerade en webbläsare som var beroende av buskmark. Eftersom det verkar som att Genyornis-dieten är ganska restriktiv, är det troligt att människors ankomst för omkring 55 000 år sedan och deras brinnande av mark kan ha orsakat en viss megafauna -utrotning eftersom det förändrade florapopulationen . Hon har använt liknande tekniker för att studera aminosyror i elefantfåglarna på Madagaskar och mäta isotopförhållandena i moderna strutsäggskal som ett kalibreringsverktyg för paleomiljöstudier av Afrika.
Isotopförhållanden kan också indikera arter och kostegenskaper i fossiliserade exemplar. Ett paleozoiskt fossil av Prototaxiter har väckt uppmärksamhet från 1859 på grund av sin udda trädliknande stam som mäter upp till 8 meter lång. Eftersom den paleozoiska eran var en av drastiska organismskiften och ursprunget till kärlväxter , var det tidigare oklart om Prototaxites var kärlväxter eller svamparter . Men ett team av forskare, inklusive Fogel, fann 𝛿 13 C av arterna att vara så mycket som 13‰ olika från samtida kärlväxter, vilket tyder på att Prototaxites i själva verket är heterotrofer , och mer sannolikt en svamp.
Genom att använda kolisotopförhållanden i förhistoriskt mänskligt benkollagen kunde Fogel studera forntida människors kost. Nordamerikanska människor var antingen främst majsätare , som är en C 4 -växt, eller i första hand jägare-samlare , som innehåller fler C 3 - växter. Med hjälp av denna kunskap mätte Fogel 𝛿 13 C -värdena för essentiella aminosyror för att ange om de gamla mänskliga populationerna konsumerade främst majs eller var jägare-samlare. På liknande sätt kunde hon mäta förekomsten av marint kväve i mänskliga skelett på Påskön för att fastställa att de konsumerade stora mängder havsmat, och använde 15 N-berikningen hos spädbarn för att bestämma längden på amningen i förhistoriska populationer.
Moderna ekosystem
Isotopförhållanden används ofta för att spåra flödet av vissa element genom miljösystem. Att "märka" en molekyl med en ovanlig isotop kan göra det möjligt för en forskare att studera en specifik molekyl och följa den i ekosystem, en teknik som kallas att använda miljöspårämnen. Utöver mänskliga märkta föreningar uppstår naturliga isotopavvikelser som ett resultat av olika biotiska och abiotiska processer, och de kan ofta visa sig variera mellan regioner och arter. Fogel har använt dessa variationer som naturliga sätt att spåra djurrörelser, dieter och miljöförändringar, och har också undersökt de specifika mekanismer som leder till isotopfraktionering i miljön.
Som ett exempel på en biotisk fraktioneringshändelse har andning lett till en anrikning av 18 O i atmosfären i förhållande till 16 O. Isotopförhållandet 18 O/ 16 O är +23,5‰ i förhållande till V-SMOW , och detta förhållande bör också observeras i syreförbrukningsförhållanden. I en av de första stora studierna av växternas syreförbrukning och fraktionering, definierade Guy, Fogel och Berry syrefraktioneringseffekterna av olika växtfunktioner. De fann att växter inte fraktionerar syreisotoper i fotolysen av vatten i spenattylakoider , men att de gjorde diskriminering mot 18 O under syreupptagningen med 21,3‰ under syresättningen av Rubisco i spenat och med 22,7‰ under fotorespirationen av fosfoglykat av glykatoxidas. Fraktioneringen under syreupptagningen i dessa två processer bidrar starkt till 18O/ 16 O i atmosfären, vilket är cirka 1,0235 gånger havsvatten.
När det gäller att spåra isotoper genom ekosystemen används ofta kol-13 . Men eftersom växter innehåller en så stor del av biomassan, förlitar sig detta spårämne på antagandet att de olika komponenterna i växtvävnader alla innehåller samma isotopförhållanden. Benner, Fogel och Hodson bevisade att så inte är fallet. Lignin , den huvudsakliga strukturella polymeren i växter, visade sig vara utarmat i 13 C med 2-6‰ i förhållande till hela växten och med 4-7‰ i förhållande till cellulosan i saltvattenstrådgräs . Denna upptäckt tyder på att när man använder isotopspårämnen i miljön är det viktigt att jämföra liknande typer av molekyler.
Djurens migrationsmönster kan spåras eftersom isotopförhållandena fluktuerar beroende på deras plats för att matcha deras intag. Fogel har använt kol- , kväve- och strontiumisotopförhållanden för att studera afrikanska elefanters kost och livsmiljöer i Amboseli-parken i Kenya . Kolisotopförhållandena varierar beroende på växttyp, så en förändring i kolkvoten hos en elefant kan indikera en förändring i kosten från träd till gräs. Strontiumisotopförhållanden återspeglas i berggrundens geologiska ålder , och kan därför användas som ett spår av koncentrationen av elefanter i parken. I Great Grey Owls tros migration orsaka en stor mängd näringsstress. Spåra 15 N/ 14 N och 𝛿 13 C-förhållanden i fåglarnas muskelvävnader tillsammans med innehållet i fåglarnas magar visade att näringsbetingade ugglor var för svaga för att jaga, och på randen av irreversibel svält som ett resultat av deras migration. Stabila isotopförhållanden kan också avslöja dietspecialisering och förändringar eftersom specifika kol- och kväveförhållanden ofta är indikativa för grupper av organismer. Med hjälp av dessa förhållanden har Fogel arbetat med dietstudier på Kaliforniens havsutter , fjärilar , blåkrabbor, späckhuggare , San Joaquin kit-rävar och skalliga örnar .
Samma tekniker för isotopfraktioneringsundersökningar har också använts för att studera mänsklig miljöpåverkan. Eftersom organiskt avloppsutflöde anrikas i 15 N, har hon och hennes medarbetare kunnat studera effekterna av mänskligt avloppsvatten på korallrevssystem genom att dra en korrelation mellan förhållandet 15 N/ 14 N och andelen sjuka korallarter, liksom som hönshusens inverkan på närliggande ekosystem.
Astrobiologi
Som en gruppmedlem av NASA Astrobiology Institute från 1998 till 2010, arbetade Fogel på Arctic Mars Analog Svalbard Expedition- teamet förutom sin egen forskningssamverkan. Ett sådant projekt fokuserade på organiskt material i kolhaltiga kondritmeteoriter där de mätte närvaron av aminosyror i tre meteoriter. Först, för att försäkra sig om att aminosyrorna var utomjordiskt ursprung, mätte de 𝛿 13 C-värdena för aminosyrorna i meteoriterna, som visade sig vara betydligt högre än 𝛿 13 C-värdet för aminosyror på jorden, vilket bekräftar att de inte var kontaminerade från jorden (+31,6‰ till +50,5‰ i meteoriterna i förhållande till -70‰ till 11,25‰ närvarande på jorden). Teamet av forskare fann också att två av meteoriterna hade det högsta antalet aminosyror som någonsin upptäckts, vilket kan bero på att kolhaltiga kondriter är de mest primitiva och minst förändrade meteoriterna. Två av meteoriterna hade också ett liknande kolisotopvärde som en meteorit som uppmätts tidigare, vilket kan indikera en reservoar av aminosyrorna i det interstellära mediet .
År 2012, Steele et al. meddelade att tio av de elva uppmätta marsmeteoriterna innehöll abiotiskt makromolekylärt organiskt kol i högtemperaturbildande mineral ( magmatiska bergarter ) . Förekomst av organiskt kol inuti högtemperaturbildande mineraler indikerar att magman från Mars utfällde minskade kolarter under kristallisering . Dessa resultat stödde en idé som ursprungligen postulerades av Hirshmann och Withers att Mars atmosfär bildades från en reducerad mantel. De reducerande förhållanden som indikeras av den meterotiska kolhalten stödjer preliminärt abiotiskt produktion av metan på Mars.
Akademisk tjänst och utmärkelser
2012 valdes Marilyn Fogel till Fellow till American Association for the Advancement of Science och fick Sigma Xi Distinguished Scientist Award från UC Merced Chapter. Också 2013 tilldelades hon Alfred Treibs-medaljen i Organic Geochemistry Division från Geochemical Society , som erkänner stora framgångar under en karriär inom organisk geokemi, uppkallad efter Alfred. E. Treibs , grundaren av organisk geokemi . Hon var den första kvinnan att vinna detta pris. Från 2015 till 2016 var Fogel ordförande för Biogeosciences Section American Geophysical Union och blev Wilbur W. Mayhew Endowed Professor of Geo-Ecology vid UC Riverside 2016.
.jpg)
Fogel var med i ett flertal kommittéer, inklusive den vetenskapliga rådgivande kommittén för Jug Bay Wetlands Sanctuary från 1992 till 2005, kommittén för livets uppkomst och utveckling för Space Studies Board, National Research Council 2000–2002, den rådgivande kommittén för Carnegie Institution. Institutionen för global ekologi från 2003 till 2005, och AGU Biogeosciences Fellows Selection Committee 2013 och 2014. 2003 valdes hon till Fellow i Geochemical Society och European Association of Geochemistry . Hon var en Fulbright-forskare till Norge 2006 och belönades med Jubileumsmedaljen för Geological Society of South Africa 2006. Hon var National Science Foundation Director of Geobiology and Low Temperature Geochemistry från 2009 till 2010. Hon har också mottagit ett flertal stipendier inklusive ett Loeb Fellowship från 1999 till 2001, och ett Mellon Fellowship från 2001 till 2003 från Smithsonian Environmental Research Center . 2018 utsågs Fogel till fellow i American Geophysical Union .
Som en del av NASA Astrobiology Institute från 1998 till 2010 tjänstgjorde hon i ledningsgruppen (2004 till 2008) och sedan chefsforskaren (2008) för Arctic Mars Analog Svalbard Expedition (AMASE) .
Arv
I juni 2016 skapade Marilyn Fogel och hennes man, Christopher Swarth, Marilyn Fogel Endowment Fund for Internships, som är inriktat på att ge stöd till unga forskare att uppleva forskning för första gången. Denna begåvning kommer att tillåta gymnasieelever och studenter att genomföra mentorspraktik vid Carnegies Geophysical Lab , där hon arbetade i trettiotre år, och Department of Terrestrial Magnetism i Washington DC.