2017年基礎科学部門生物科学(進化・行動・生態・環境)
グレアム・ファーカー 写真

グレアム・ファーカー
(Graham Farquhar)

  • オーストラリア / 1947年12月8日
  • 植物生理学者
  • オーストラリア国立大学 特別教授

光合成の機能モデルの開拓と地球環境変化の科学への貢献

光合成の炭素同化反応の機能モデルを開発することで、植生と大気の間での二酸化炭素交換の環境応答が予測できるようにし、加えて光合成や蒸散における炭素と酸素の安定同位体が分別される反応の数理モデルを開発して、環境科学と気候変動科学の発展に寄与してきた。

プロフィール

略歴

1947年
オーストラリア タスマニア州ホバート生まれ
1973年
オーストラリア国立大学(ANU) 博士(生物学)
1973年-1975年
ミシガン州立大学・米国エネルギー省(MSU-DOE)植物研究所 リサーチ・アソシエイト
1975年-1976年
MSU-DOE植物研究所 リサーチ・スペシャリスト
1976年-1980年
ANU リサーチ・フェロー
1980年
ANU シニア・リサーチ・フェロー
1980年-1983年
ANU フェロー
1983年-1988年
ANU シニア・フェロー
1988年-2003年
ANU 教授
2003年-
ANU 特別教授

主な受賞と栄誉

2011年
フンボルト賞
2013年
オーストラリア勲章(オフィサー)
2015年
首相科学賞、オーストラリア政府
会員:
オーストラリア科学アカデミー、米国科学アカデミー、ロンドン王立協会

主な論文

業績

光合成の機能モデルの開拓と地球環境変化の科学への貢献

植物による光合成は、地球上のすべての生態系を支える基盤であり、その機能的理解は農業生産と生態系の環境応答を解析する上で重要である。陸上植物は、乾燥を防ぎながらも二酸化炭素を大気から取り入れるために、気孔の開閉を制御する。その結果、光合成による二酸化炭素同化速度と水の蒸散は切り離して考えることができない。
グレアム・ファーカー博士らは、炭素同化酵素であるルビスコの反応が光合成の律速要因として重要であることに注目して、光合成の機能モデルを開発した(1-3)。1980年に発表されたこのモデルは、細胞や個葉から森林生態系まで広く応用され(4)、植生と大気間の二酸化炭素交換の環境応答を数値解析することを初めて可能にした。このモデルは、農地、草原、森林などの多様な植生が人間活動による大気中の二酸化炭素増加にどのように応答するか、また、その応答は水の供給や温度にどのように影響されるか、などを解明するための光合成反応のモデル解析に広く使われている。特に、現行の陸域生存圏炭素循環モデルのほとんどに組み込まれており、気候変動科学においてはなくてはならない存在である。
さらに、陸上植物の光合成や蒸散において、炭素と酸素の安定同位体が分別される反応も数理モデル化した(5-7)。これらの光合成の機能モデルは、その後の植物科学、農学、環境科学、古生物学(年輪解析)、生態系生態学(同位体を用いた食物連鎖の解析)などに広く利用されている。また、ファーカー博士自身も植物科学と環境科学において現在に至るまで活発に研究の前線で活躍を続けている。農学分野への貢献としては、博士は自ら開発した光合成の機能モデルを用いて水分欠乏に強い小麦やピーナッツの選抜に成功し(8)、それらの研究は水利用効率の鍵遺伝子の同定にもつながった(9)。
また、ファーカー博士は、京都議定書を採択した気候変動枠組条約第3回締約国会議(COP3)にオーストラリア代表および科学アドバイザーとして参加し、IPCCのメンバーとして気候変動の科学と対応政策の発展にも大きな貢献を果たしてきた。
このように、過去40年近くにわたって、ファーカー博士は環境科学と気候変動科学の発展に寄与してきた。今後、気候変動の科学がますます重要度を増す中、博士の光合成の機能モデルは世界規模でのさらなる貢献を続けるであろう。

参考文献
(1)Farquhar GD, et al. (1980) A biochemical model of photosynthetic CO2 assimilation in leaves of C3 species. Planta 149: 78-90.
(2)von Caemmerer S & Farquhar GD (1981) Some relationships between the biochemistry of photosynthesis and the gas exchange of leaves. Planta 153: 376-387.
(3)Farquhar GD & Sharkey TD (1982) Stomatal conductance and photosynthesis. Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 33: 317-345.
(4)dePury DGG & Farquhar GD (1997) Simple scaling of photosynthesis from leaves to canopies without the errors of big-leaf models. Plant Cell Env. 20: 537-557.
(5)Farquhar GD, et al. (1982) On the relationship between carbon isotope discrimination and the intercellular carbondioxide concentration in leaves. Aust. J. Plant Physiol. 9: 121-137.
(6)Farquhar GD, et al. (1989) Carbon isotope discrimination and photosynthesis. Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 40: 503-537.
(7)Farquhar GD, et al. (1993) Vegetation effects on the isotope composition of oxygen in atmospheric CO2. Nature 363: 439-443.
(8)Farquhar GD & Richards RA (1984) Isotopic composition of plant carbon correlates with water-use efficiency of wheat genotypes. Aust. J. Plant Physiol. 11: 539-552.
(9)Masle J, Gilmore SR & Farquhar GD (2005) The ERECTA gene regulates plant transpiration efficiency in Arabidopsis. Nature 436: 866-870.

記念講演

記念講演要旨

ワークショップ
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