Уоррен П. Портер

Биофизический эколог, экологический токсиколог

Уоррен П. Портер — биофизический эколог , экологический токсиколог и академик. Он — почетный профессор кафедры интегративной биологии в Университете Висконсина, Мэдисон . ^[1]

Исследования Портера сосредоточены на биоинформатике , биологии сохранения , экологии , животных в ландшафтах, экологической токсикологии и эволюции . ^[2] Он основал и стал соучредителем двух компаний, Isomark и Niche-Mapper, которые разрабатывают технологии для прогнозирования здоровья, энергетики и поведения животных.

Образование

Портер получил степень бакалавра по зоологии в Университете Висконсина, Мэдисон в 1961 году. Затем он получил степень магистра по ихтиологии в 1963 году, а затем степень доктора философии по физиологической экологии у Кена Норриса в 1966 году, оба в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе . Впоследствии, в 1966 году, он получил постдокторскую подготовку по биофизической экологии у Дэвида Гейтса в Ботаническом саду Миссури и Университете Вашингтона в Сент-Луисе . ^[3]

Карьера

Портер начал свою академическую карьеру в качестве доцента кафедры зоологии в Университете Висконсина в 1968 году, где позже был назначен доцентом в 1971 году и профессором в 1974 году. С 2018 года он является почетным профессором кафедры интегративной биологии в Университете Висконсина. ^[1]

Портер был заведующим кафедрой зоологии в Университете Висконсина с 1993 по 1998 год. В 1998 году он присоединился к Национальному центру экологического анализа и синтеза в качестве старшего научного сотрудника в Калифорнийском университете в Санта-Барбаре и оставался там в академическом отпуске в течение года. ^[4] С 1998 года он является членом Консультативного совета Центра интегрированных сельскохозяйственных систем Университета Висконсина. ^[5] С 1998 года он является членом Совета директоров Beyond Pesticides.

Исследовать

Портер внес вклад в область экологии, изучая биофизическую экологию, экологическую токсикологию, моделирование ландшафтов животных, механистическую экологию и влияние изменения климата на выживаемость и репродуктивный потенциал животных. Он известен своими исследованиями в области понимания физиологических пределов и влияния климата на пределы и распределение ареалов животных, а также имеет патенты на свои открытия. Он имеет 10 патентов. ^[2]

Биофизическая экология и моделирование

Портер изучал биофизическую экологию на протяжении всей своей карьеры в сотрудничестве с Дэвидом Гейтсом. Он продемонстрировал, как принципы биофизической экологии могут оценивать качество среды обитания с физиологической точки зрения, на примерах репрезентативных групп позвоночных и беспозвоночных, иллюстрирующих полезность моделирования ландшафтов животных для оценки эффектов изменения климата и землепользования. ^[6] Кроме того, он объединил принципы из инженерии, метеорологии и физики почвы с экологией и физиологией, чтобы разработать модель для прогнозирования поведения животных на основе энергетического баланса в пустыне Мохаве, продемонстрировав близкое соответствие между прогнозируемыми и измеренными температурами. ^[7]

Портер в сотрудничестве с Джоном Митчеллом создал и запатентовал аналитический инструмент под названием Niche Mapper, который вычисляет диапазон локальных доступных микроклиматов и их влияние на энергетику животных, поведение и границы распространения в масштабе ландшафта, и интегрирует эти модели поведения и распределения с влиянием климата и болезней на ландшафт. В сотрудничестве с Майклом Кирни программное обеспечение Niche Mapper было преобразовано в версию на языке R, NicheMapR. Он также продемонстрировал с Меган Фицпатрик, что механистическая модель Niche Mapper точно имитирует теплообмен болотных животных, в частности американских журавлей, подтверждая ее эффективность в оценке расхода энергии. ^[8] В сотрудничестве с Питером Дадли он объединил программное обеспечение для 3D-анимации с вычислительной гидродинамикой, чтобы разработать вычислительную платформу для изучения влияния морфологических изменений на морские организмы, с упором на кожистых морских черепах, прогнозируя их распределение с течением времени в ответ как на изменение климата, так и на эволюционные сдвиги в структуре панциря. ^[9]

Экологическая токсикология

Портер исследовал экологическую токсикологию, в частности, изучая влияние тонких загрязнителей окружающей среды на неврологические, эндокринные, иммунные и развивающие функции. Он разработал метод стабильных изотопов для раннего неинвазивного обнаружения заболеваний и инфекций, анализируя природные стабильные изотопы в дыхании в сотрудничестве с Фарибой Ассади-Портер и Марком Куком. Кроме того, его исследовательская работа изучала эффекты низкоуровневых смесей пестицидов в пище и воде, выявляя изменения в обучении, агрессии, иммунной функции, уровнях гормонов и аномалиях развития у животных, подвергавшихся воздействию таких смесей. ^[10]

Последствия изменения климата

Портер исследовал влияние изменения климата на диких и домашних животных. В совместном исследовании он использовал Niche Mapper для точного моделирования перемещений, предпочтений в отношении среды обитания и физиологии западных жаб в лесных местообитаниях, проливая свет на потенциальные физиологические издержки, связанные с потеплением климата в различных ландшафтах. ^[11] В сотрудничестве с Майклом Кирни он использовал биофизические модели для прогнозирования влияния изменения климата на комара-переносчика лихорадки денге, Aedes aegypti в Австралии, подчеркивая важность доступности воды, устойчивости яиц к высыханию и переносимости холода, с возможными косвенными эффектами измененных методов хранения воды, которые, возможно, затмевают прямые климатические воздействия. ^[12]

Портер в сотрудничестве с Полом Мэтьюсоном включил механистическую модель в модели распределения видов американской пищухи, раскрывая потенциал поведенческой терморегуляции для смягчения потери среды обитания в условиях будущего изменения климата. ^[13] Он также внес вклад в исследование, показавшее, что популяция шерстистого мамонта острова Сент-Пол уязвима к ограничению ресурсов, в первую очередь из-за продуктивности растительности, размера острова и доступности пресной воды. ^[14]

Награды и почести

• 1979 – Премия за стипендию, Мемориальный фонд Джона Саймона Гуггенхайма ^[15]
• 1984 – Избранный член Американской ассоциации содействия развитию науки ^[16]
• 2004 – Премия за лидерство, Beyond Pesticides
• 2014 – Премия за инновации, штат Висконсин
• 2016 – Премия за заслуги в области органической науки, Институт Родейла ^[17]

Избранные статьи

• Портер, ВП и Гейтс, ДМ (1969). Термодинамическое равновесие животных с окружающей средой. Экологические монографии, 39(3), 227–244.
• Портер, WP, Митчелл, JW, Бекман, WA, и ДеВитт, CB (1973). Поведенческие последствия механистической экологии: тепловое и поведенческое моделирование пустынных эктотермов и их микросреды. Oecologia, 13, 1-54.
• Jaeger, JW, Carlson, IH, & Porter, WP (1999). Эндокринные, иммунные и поведенческие эффекты смесей алдикарба (карбамата), атразина (триазина) и нитрата (удобрения) при концентрациях в грунтовых водах. Токсикология и промышленная гигиена, 15(1-2), 133–151.
• Кирни, М. и Портер, ВП (2004). Картографирование фундаментальной ниши: физиология, климат и распространение ночной ящерицы. Экология, 85(11), 3119–3131.
• Кирни, М. и Портер, В. (2009). Механистическое моделирование ниши: объединение физиологических и пространственных данных для прогнозирования ареалов видов. Ecology letters, 12(4), 334–350.
• Кирни, М., Шайн, Р. и Портер, ВП (2009). Потенциал поведенческой терморегуляции для защиты «холоднокровных» животных от потепления климата. Труды Национальной академии наук, 106(10), 3835–3840.
• Дадли, П. Н., Бонацца, Р., Джонс, Т. Т., Уайнекен, Дж. и Портер, В. П. (2014). Кожистые черепахи, плавающие в силико: моделирование и проверка их импульса и теплового баланса с использованием вычислительной гидродинамики. PLoS One, 9(10), e110701.
• Mathewson, PD, Darnell, MZ, Lane, ZM, Yeghissian, TG, Levinton, J., & Porter, WP (2023). Включение специфической для вида морфологии улучшает модельные прогнозы термического и водного стресса у песчаного краба-скрипача Leptuca pugilator. Журнал тепловой биологии, 103613.
• Портер, WP, Бертц, AE, Мэтьюсон, PD, Солорзано, LC, Дадли, PN, Бонацца, R., и Гебремедин, KG (2023). Климатические пространства и скалы: новая модель термодинамики и баланса масс крупного рогатого скота. Животные, 13(19), 3043.
• Verzuh, TL, Rogers, SA, Mathewson, PD, May, A., Porter, WP, Class, C., ... и Monteith, KL (2023). Поведенческие реакции крупного теплочувствительного млекопитающего на климатические изменения в нескольких пространственных масштабах. Журнал экологии животных, 92(3), 619–634.

Ссылки

1. "Porter, Warren". Кафедра интегративной биологии . 22 июня 2017 г.
2. "Уоррен Портер". scholar.google.com .
3. "Уоррен Портер". Badger Talks . 5 декабря 2017 г.
4. "Предыстория и история". NicheMapR .
5. "Люди". Центр интегрированных сельскохозяйственных систем .
6. Портер, WP; Островски, S.; Уильямс, JB (21 сентября 2010 г.). «Моделирование ландшафтов животных». Физиологическая и биохимическая зоология . 83 (5): 705–712. doi :10.1086/656181. PMID  20670170. S2CID  2754269 – через CrossRef.
7. Портер, WP; Митчелл, JW; Бекман, WA; ДеВитт, CB (1 марта 1973 г.). «Поведенческие последствия механистической экологии». Oecologia . 13 (1): 1–54. Bibcode : 1973Oecol..13....1P. doi : 10.1007/BF00379617. PMID  28307981. S2CID  23782632 – через Springer Link.
8. Фицпатрик, Меган Дж.; Мэтьюсон, Пол Д.; Портер, Уоррен П. (26 августа 2015 г.). «Проверка механистической модели для неинвазивного изучения экологической энергетики у исчезающей болотной птицы с противоточным теплообменом в ногах». PLOS ONE . 10 (8): e0136677. Bibcode : 2015PLoSO..1036677F. doi : 10.1371/journal.pone.0136677 . PMC 4550283. PMID  26308207. 
9. Дадли, Питер Н.; Бонацца, Риккардо; Портер, Уоррен П. (24 января 2016 г.). «Влияние изменения климата на гнездование и укладку кожистых морских черепах с использованием трехмерной анимированной вычислительной гидродинамики и конечного объема теплопередачи». Экологическое моделирование . 320 : 231–240. Bibcode : 2016EcMod.320..231D. doi : 10.1016/j.ecolmodel.2015.10.012 .
10. Boyd, CA; Weiler, MH; Porter, WP (21 июля 1990 г.). «Поведенческие и нейрохимические изменения, связанные с хроническим воздействием низкоуровневых концентраций пестицидных смесей». Журнал токсикологии и охраны окружающей среды . 30 (3): 209–221. Bibcode : 1990JTEHA..30..209B. doi : 10.1080/15287399009531424. PMID  2366258 – через CrossRef.
11. Bartelt, Paul E.; Klaver, Robert W.; Porter, Warren P. (10 ноября 2010 г.). «Моделирование энергетики амфибий, пригодности среды обитания и перемещений западных жаб, Anaxyrus (=Bufo) boreas, в современных и будущих ландшафтах». Экологическое моделирование . 221 (22): 2675–2686. Bibcode : 2010EcMod.221.2675B. doi : 10.1016/j.ecolmodel.2010.07.009 – через ScienceDirect.
12. Кирни, Майкл; Портер, Уоррен П.; Уильямс, Крейг; Ритчи, Скотт; Хоффманн, Ари А. (21 июня 2009 г.). «Интеграция биофизических моделей и эволюционной теории для прогнозирования климатических воздействий на ареалы видов: комар-денге Aedes aegypti в Австралии». Функциональная экология . 23 (3): 528–538. Bibcode : 2009FuEco..23..528K. doi : 10.1111/j.1365-2435.2008.01538.x – через CrossRef.
13. Mathewson, Paul D.; Moyer-Horner, Lucas; Beever, Erik A.; Briscoe, Natalie J.; Kearney, Michael; Yahn, Jeremiah M.; Porter, Warren P. (21 марта 2017 г.). «Механистические переменные могут улучшить прогностические модели распределения эндотермов: американская пищуха в условиях текущего, прошлого и будущего климата». Global Change Biology . 23 (3): 1048–1064. Bibcode :2017GCBio..23.1048M. doi :10.1111/gcb.13454. hdl : 11343/291691 . PMID  27500587. S2CID  205143942 – через CrossRef.
14. Ван, Юэ; Портер, Уоррен; Мэтьюсон, Пол Д.; Миллер, Пол А.; Грэм, Рассел У.; Уильямс, Джон У. (21 декабря 2018 г.). «Механистическое моделирование экологических факторов снижения грузоподъемности шерстистых мамонтов на острове Св. Павла». Экология . 99 (12): 2721–2730. Bibcode : 2018Ecol...99.2721W. doi : 10.1002/ecy.2524. PMID  30365160. S2CID  53093083 – через CrossRef.
15. "Уоррен Портер". Мемориальный фонд Джона Саймона Гуггенхайма.. .
16. «Исторические стипендиаты | Американская ассоциация содействия развитию науки (AAAS)».
17. «Лауреаты премии за органическое управление».