Фредерик Эдвард Клементс (16 сентября 1874 г. – 26 июля 1945 г.) был американским экологом растений и пионером в изучении экологии растений [2] и сукцессии растительности . [3] : 51
Родился в Линкольне, штат Небраска , изучал ботанику в Университете Небраски , окончил его в 1894 году и получил докторскую степень в 1898 году. Одним из его учителей был ботаник Чарльз Бесси , который вдохновил Клементса на исследования в таких областях, как микроскопия, физиология растений и лабораторные эксперименты. [4] Он также был однокурсником Уиллы Катер и Роско Паунда . Во время учебы в Университете Небраски он познакомился с Эдит Гертрудой Шварц (1874–1971), также ботаником и экологом, и они поженились в 1899 году. [1] [5]
В 1905 году он был назначен профессором в Университете Небраски, но в 1907 году ушел, чтобы возглавить кафедру ботаники в Университете Миннесоты в Миннеаполисе . С 1917 по 1941 год он работал экологом в Институте Карнеги в Вашингтоне , округ Колумбия , где он мог проводить специальные экологические исследования. [1] Работая в Институте Карнеги в Вашингтоне , Клементс столкнулся с критикой за свои эксперименты, проводимые с целью создания новых видов растений. Из-за этой критики, а также личных конфликтов с коллегами, в 1920-х годах должность директора по исследованиям в области экспериментальной таксономии была отдана Харви Монро Холлу . [4]
Зимой он работал на исследовательских станциях в Тусоне, Аризона , и Санта-Барбаре, Калифорния , а летом он проводил полевые работы в Альпийской лаборатории Института Карнеги [6], исследовательской станции в каньоне Энглеманн на склонах Пайкс-Пик , Колорадо. В это время он работал вместе с сотрудниками Службы охраны почв США . В дополнение к полевым исследованиям он проводил экспериментальную работу в лаборатории и теплице, как на станции Пайкс-Пик, так и в Санта-Барбаре. [1] [7]
Из своих наблюдений за растительностью Небраски и западной части США Клементс разработал одну из самых влиятельных теорий развития растительности. Состав растительности не представляет собой постоянного состояния, а постепенно меняется со временем. Клементс предположил, что развитие растительности можно понимать как однонаправленную последовательность стадий, напоминающую развитие отдельного организма. После полного или частичного нарушения растительность отрастает (в идеальных условиях) к стабильному « состоянию климакса », которое описывает растительность, наиболее подходящую для местных условий. Хотя любой фактический пример растительности может следовать идеальной последовательности к стабильности, его можно интерпретировать по отношению к этой последовательности как отклонение от нее из-за неидеальных условий.
В этих исследованиях он и Роско Паунд (который впоследствии перешел от экологии к юридической науке) разработали широко используемый метод выборки с использованием квадратов примерно в 1898 году. [8] [9] [10]
Теория климакса растительности Клементса доминировала в экологии растений в течение первых десятилетий двадцатого века, хотя она была подвергнута значительной критике со стороны экологов Уильяма Скиннера Купера , Генри Глисона и Артура Тэнсли в начале, а также Роберта Уиттакера в середине века, и в значительной степени вышла из употребления. [11] [2]
В своей публикации 1916 года « Сукцессия растений» и в своей работе 1920 года «Индикаторы растений» Клементс метафорически приравнял единицы растительности (теперь называемые типами растительности или растительными сообществами ) к отдельным организмам. [12] Он заметил, что некоторые группы видов, которые он назвал «формациями», были неоднократно связаны друг с другом. [12] Часто говорят, что он считал, что некоторые виды зависят от группы, а группа от этого вида в обязательной связи. [12] Однако эта интерпретация была оспорена аргументом о том, что Клементс не предполагал взаимную зависимость как организующий принцип формаций или растительных сообществ. [13] Клементс наблюдал небольшое совпадение видов от типа к типу, при этом многие виды ограничивались только одним типом. [12] Некоторые растения были широко распространены по типам растительности, но области географического совпадения ( экотоны ) были узкими. [12] Его взгляд на сообщество как на отдельную единицу был оспорен в 1926 году Генри Глисоном , который рассматривал растительность как континуум, а не единицу, а ассоциации были просто совпадением, и что любая поддержка наблюдений или данных о кластерах видов, как предсказывалось по мнению Клементса, была либо артефактом восприятия наблюдателя, либо результатом неправильного анализа данных. [12] [14]
Клементс был сторонником неоламаркистской эволюции. Эколог Артур Тэнсли писал, что из-за своей поддержки ламаркизма Клементс «никогда не придавал должного значения результатам современных генетических исследований». [15]
Историк науки Рональд С. Тоби прокомментировал:
[Клементс] считал, что растения и животные могут приобретать широкий спектр и разнообразие характеристик в борьбе за выживание и адаптацию к окружающей среде, и что эти характеристики наследуются. В 1920-х годах он проводил эксперименты по трансформации видов растений, произрастающих в одной экологической зоне, в виды, адаптированные к другой, более высокой зоне. Клементс был совершенно убежден в обоснованности своих экспериментов, но этот экспериментальный ламаркизм подвергся экспериментальному опровержению в 1930-х годах. [16]
Клементс потратил много времени, пытаясь продемонстрировать наследование приобретенных признаков у растений. К концу 1930-х годов ученые предоставили дарвиновские объяснения результатов его экспериментов по пересадке. [17]
В 1903 году в честь Фредерика Клементса был назван цветок рода Клементсия родиола ( Rhodiola rhodantha) — очиток родиола родиола («роза Клементса») . [18]
Среди его работ:
Вместе со своей женой Эдит Клементс он отредактировал три произведения в стиле эксикката . [19]
Клементс также сыграл важную роль в публикации первого американского учебника по экологии, Research Methods in Ecology (1905), в котором обсуждались статистические и графические аналитические методы, которые он и другие экологи Небраски разработали с 1897 по 1905 год. Его экологическая теория основывалась на двух идеях: концепции экологической сукцессии растительных формаций и трактовке растительного сообщества как «сложного организма», проходящего жизненный цикл и эволюционную историю, аналогичную индивидуальному организму. Формальное представление его теории появилось в 1916 году в его монументальном исследовании Plant Succession.