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他的決賽入圍年: 1972
他的決賽專案:對洛杉磯郊外山丘上的植物多樣性的研究
專案緣起:喬納森·格申宗從小就對植物著迷,他在20世紀50年代和60年代在洛杉磯長大。尤其讓這位年輕的博物學家著迷的是植物的氣味。在高中時,在他的科學老師的鼓勵下,他從圖書館借閱了關於植物生態學的書籍,然後徒步前往洛杉磯郊外的山丘,研究灌木叢(覆蓋該地區,並在該地區野火中起關鍵作用的稠密耐旱灌木和小喬木)。他在一塊區域上拉起繩索網格,並記錄了不同灌木物種的普遍程度——野丁香、曼zanita、山艾樹。然後他會拍張照片,並將繩索網格移動到另一個海拔或山丘。
即使在相對接近的地塊中,不同灌木叢群落的組成也各不相同,這讓他感到驚訝。他能夠表明,離海洋的距離在植物多樣性中起著重要作用,後來他了解到,灌木叢的組成在很大程度上取決於該地區最近一次燃燒的時間。他說,他從未檢驗過這個論點。但是,“有人看到了一個孩子身上的一點希望”,這個孩子願意把假期花在研究加州本土植物上。當他帶著他的專案參加1972年西屋科學人才搜尋時,他被提名為決賽入圍者。
對他的職業生涯的影響:格申宗成為加州大學聖克魯茲分校的生物學專業學生,並開始研究植物產生的“所有這些美妙氣味”的化學成分。這就是他了解一類被稱為萜烯的化學物質的方式。這些化學物質可以使植物聞起來氣味宜人,或者相反,令人討厭。(它們也是許多家用清潔劑中的活性成分——以及一些人認為可能具有毒性的成分。)
“多年來,人們認為它們在某種程度上是廢物,”他說——也就是說,對植物生長或繁殖不是必需的。但格申宗逐漸明白,萜烯最有可能是防禦病原體或昆蟲的防禦機制,或是向“自然群落的其他成員”發出的訊號。
他前往德克薩斯大學奧斯汀分校攻讀植物化學博士學位,他的論文是關於在美國南部和東部本土野生向日葵中發現的萜烯。他和一位本科生助理花了整個夏天在美國東南部開車,收整合袋的野生向日葵樣本,這些樣本中揮發性更強的萜烯開始燻臭他們的後座、露營地和酒店房間。“我們也有一些更典型的公路旅行的冒險經歷,”他說,人們開始懷疑兩個年輕人在田野裡閒逛,把雜草塞進他們的車裡。“有人報警抓我們。”儘管如此,他還是在1984年獲得了博士學位。
在那之後,他在華盛頓州立大學普爾曼分校花了幾年時間進行研究,研究參與產生萜烯的酶。他了解到,有時相同的途徑可以產生不同的化合物,從而在植物的氣味中引入統計機率的元素。這可能有助於產生野生種群中存在的各種香氣。
1997年,他接受了密歇根州立大學東蘭辛分校的教職,但轉而接受了馬克斯·普朗克學會的邀請,前往德國建立一個新的專門研究化學生態學的研究所。建立某種東西的想法吸引了他。於是他收拾行李,開始學習德語。
他現在正在做什麼:如今,格申宗是德國耶拿的馬克斯·普朗克化學生態學研究所的常務董事。(他指出,他的語言技能仍在進步中,但他的德國出生的孩子們很樂意糾正他。)
他的研究著眼於使用現代分子方法來操縱植物特性,並分離和測試萜烯的影響。這項工作本身就對氣味愛好者極具吸引力,而且對農業具有實際意義。例如,格申宗及其同事在2005年發表在《自然》雜誌上的一項研究中發現,當玉米根蟲攻擊玉米時,植物會產生一種萜烯,吸引線蟲,一種蛔蟲。線蟲,恰好以根蟲為食。不幸的是,對於大多數北美玉米品種來說,這種防禦機制在發育過程中已被培育出來——可能是偶然的,但付出了意想不到的代價。
密蘇里大學哥倫比亞分校克里斯托弗·S·邦德生命科學中心主任傑克·舒爾茨說:“化學防禦是決定植物成敗的主要因素之一。沒有它們,世界就不會如此綠色。“防禦生產如何在基因水平上受到控制對於育種或工程改造對害蟲更具抵抗力的作物和其他植物至關重要。”他說,格申宗的工作極大地擴充套件了關於植物如何製造和使用萜烯的知識。
多年來,格申宗一直沉浸在植物的氣味中,他對嗅覺產生了相當的 appreciation,尤其是它與記憶以及我們作為物種的生存的聯絡。“這是我們的猿類祖先避免中毒的方式,”他說。現在,“市場上的一些當地婦女會聞每一塊水果的氣味,”但這是一種正在消逝的 appreciation。很少有人有如此靈敏的鼻子和最喜歡的香味。至於格申宗,“我仍然偏愛薄荷科——薄荷和綠薄荷、百里香、鼠尾草和牛至。” 儘管,“我也喜歡花,”他補充道。“很難只選擇一種。”
