Klima forandring, udvikling, og hvad sker der, når forskere også er venner

Hvad sker der, når seks kandidatstuderende inden for forskellige områder, som tilfældigvis er venner, lægge hovederne sammen om et spørgsmål i klimaforandringerne?

De bliver publiceret i et større tidsskrift.

Colorado State University-forskerne, hvis studier går på tværs af tre gymnasier, tre afdelinger og kandidatuddannelsen i økologi, opfordre til mere af denne type samarbejde i et nyt papir i Tendenser i økologi og evolution . Deres papir, som adresserer, hvordan klimaændringer påvirker udviklingen af ​​organismer, understreger behovet for evolutionære, økosystem- og klimaforskere til at arbejde sammen for bedre at forstå øko-evolutionær feedback-dynamik. De stiller spørgsmålet om, hvorvidt planters udvikling, dyr og andre organismer, der er ændret af klimaændringer, vil i sidste ende hjælpe, eller gør ondt, planetens nuværende opvarmningstrend.

Evolutionsbiolog Gray Monroe, hovedforfatter og studerende på kandidatuddannelsen i økologi, sagde, at ideen til papiret kom fra et kursus kaldet Økosystemøkologi, undervist af biologiprofessor Joe von Fischer. I en afsluttende opgave for kurset, Monroe udforskede evolutionens indvirkning på brede økosystemprocesser som nitrogen og kulstofkredsløb. Ønsker at lære mere, han henvendte sig til andre kandidatstuderende med lignende interesser for at få hjælp til at konkretisere ideer.

"Ultimativt, vi var alle interesserede i at forstå den rolle, evolution kan spille i at forme fremtiden for kulstofcykling, og hvordan det kan påvirke atmosfærisk kuldioxid og klimaændringer, " sagde Monroe.

Colleen Webb, direktør for kandidatuddannelsen i økologi og professor i biologi, bemærkede, at det er højst usædvanligt for kandidatstuderende at udgive uden et fakultetsmedlem som medforfatter. Artiklens nye tilgang og formidling af et større økologisk tidsskrift taler til CSU-kandidatens erfaring, hun sagde.

Artiklen er en omfattende litteraturgennemgang, der forklarer, via syntetiseret analyse af publiceret forskning, hvordan evolutionen interagerer med miljøet, og hvordan den påvirker det globale kulstofkredsløb. Kulstofkredsløbet er den konstante bevægelse af kulstof gennem forskellige økosystemer. For eksempel, atmosfærisk kuldioxid absorberes af planter gennem fotosyntese. Noget af det kulstof aflejres i jorden gennem planternes rødder, eller dyr spiser planterne og udånder kuldioxiden tilbage i atmosfæren

I mange årtier, mennesker har sat sig ind i disse naturlige processer ved at tilføre overskydende kuldioxid til økosystemer gennem landbrug, afbrænding af fossile brændstoffer, og andre aktiviteter; æraen vi lever i er derfor kendt som "Antropocæn, " eller den geologiske tidsalder domineret af menneskelig aktivitet.

I deres papir, forskerne dykkede ned i ideen om, at klimaændringer i antropocæn påvirker den naturlige udvælgelse direkte. Når de globale temperaturer stiger, nedbørsmønstre ændres, havene forsurer, og alle disse ændringer arbejder sammen for at ændre selektionstrykket på mange organismer, nogle gange over blot en eller to generationer.

Deres papir peger på muligheden for, at disse ændrede evolutionstilstande enten kan accelerere eller mediere klimaændringer gennem en feedback-loop. For eksempel, hvis planter udvikler større rodsystemer som reaktion på langvarig tørke, de kan afsætte mere kulstof i jorden, og dermed øge hastigheden af ​​kulstofbinding.

Som et andet eksempel, forskere har studeret selektionstryk udvist af fytoplankton - fotosyntetiske alger, der afsætter kulstof i havbunden. I nogle tilfælde, disse alger udvikler højere fotosyntesehastigheder som reaktion på klimaforandringer induceret pres. De udvikler også egenskaber, der får dem til at synke hurtigere til havbunden, peger på en nettostigning i havets kulstofstrøm.

"Der er en stigende interesse for øko-evolutionære feedback-loops, " sagde Monroe. "Vores papir passer ind i denne konceptuelle ramme. Vi mener, der er plads til forskning på dette område, at give mere empiriske overvejelser for, hvordan evolutionen vil påvirke den fremtidige bane for atmosfærisk kulstof."

Trods alt, kulstofkredsløbet er domineret af organismer, og fotosyntese på verdensplan flytter 20 gange mere kulstof end mennesker gør.

"Det var en af ​​grundene til, at vi følte, at omfanget af evolutionære ændringer kunne være betydelige, " sagde Monroe.