Det är ingen hemlighet att globaliseringen, med hjälp av klimatförändringarna, hjälper invasiva arter att få fotfäste över hela planeten. Det som kom som en överraskning för forskarna i Virginia Tech var hur mutabla dessa inkräktare är.

Forskarna upptäckte att invasiva växtarter inte bara är mycket adaptiva, de kan i huvudsak förändras för att frodas på nya kontinenter och i olika typer av klimat, utmanar antagandet att arter upptar samma miljö i inhemska och invasiva områden.

Studien, av Jacob Barney, en docent vid College of Agriculture and Life Sciences institution för växtpatologi, Fysiologi, och Weed Science och Dan Atwater, en föreläsare vid Institutionen för biologiska vetenskaper vid North Carolina State University och Barneys tidigare postdoktorala rådgivare, publicerades i tisdags Naturekologi och evolution , en nättidning.

"Detta är viktigt för att både förändra hur vi tänker om arter och var de växer, sa Barney, som också är en stipendiat i Fralin Life Science Institute och är ansluten till Global Change Center. "Fynden förändrar också vår förmåga att förutsäga var de kommer att växa, och hur de kan reagera i ett föränderligt klimat. Detta kan vara en spelväxlare för riskbedömning och bevarande av invasiva arter. "

Atwater använde data som sammanställts av grundexamen Carissa Ervine, också en författare på tidningen, att testa ett långvarigt antagande inom ekologi - att växternas klimatbegränsningar inte förändras, vilket innebär att vi kan förutsäga var de kommer att växa. Små studier stödde detta antagande. Dock, Virginia Tech-forskarna blåste bort detta antagande genom att testa mer än 800 arter med hjälp av nya modeller utvecklade av Atwater och Barney.

"Vissa människor skulle säga att invasiva arter har olika utbredning i ett nytt klimat. Men vi fann att de ockuperar ett bredare utbud av nya klimat, " sade Atwater. "Arter förändras i sin ekologi när de flyttar från en kontinent till en annan. Vi borde förvänta oss att arterna förändras, möjligen permanent, när de korsar kontinenter."

Resultaten har stora konsekvenser för att tillämpa miljönischmodeller för att bedöma risken för invasiva arter och för att förutsäga arters reaktioner på klimatförändringar. Arter som kan förändra sin ekologi och klimatet de kallar hem kan utgöra en utmaning för forskare som använder inhemskt utbredningsområde för att förutsäga fördelningen av invasiva arter.

Drivkraften bakom studien var en önskan att förutsäga den framtida utbredningen av invasiva arter som utgör ett allvarligt hot mot människor, miljö, och ekonomisk hälsa. Forskarna började med att ställa frågan:Upptar invasiva arter samma klimat i invasivt utbredningsområde som de gör i sitt hemland? Att få reda på, de jämförde inhemska och invasiva arter.

Barney och Atwater undersökte 815 landlevande växtarter från varje kontinent, tillsammans med miljontals händelsepunkter, eller platser där växterna har varit kända för att förekomma, och jämförde modeller i den största globala studien av invasiva arter hittills. De hittade bevis på klimatiska nischförskjutningar i alla de 815 växtarter som introducerats över fem kontinenter. En klimatnisch hänvisar till den uppsättning klimat där en art har en stabil eller växande befolkning.

Rent generellt, deras fynd tyder på att nischförskjutningar återspeglar förändringar i klimattillgängligheten på kontinentskala och var de största i långlivade och odlade arter. Om arter flyttar till en varmare kontinent, till exempel, de tenderar att skifta mot att ockupera varmare klimat. Kortfattat, odlade växter med lång livslängd är särskilt skickliga på att göra sig hemmastadda i helt nya klimat.

"Det finns inte bara konsekvenser för att förutsäga var invasiva arter kommer att förekomma, det finns också ledningseffekter, sade Barney. Som ett exempel, för vissa arter använder vi biokontroll, introducera en organism för att kontrollera en annan, ett tillvägagångssätt som kanske inte är effektivt eller säkert om de riktade arterna genomgår ekologiska förändringar. När vi gör klimatmodeller, vi antar att klimatnischen kan vara densamma när den kanske inte är det. Så, det finns ett brett spektrum av implikationer inom ett brett spektrum av områden."

Barney tog upp en annan oro.

"Genom att odla arter - böja dem för jordbruks- eller prydnadsändamål och välja egenskaper som köldhärdighet, vi trycker in dem i miljöer som de inte skulle ha ockuperat, " sade han. "De där urvalstrycken i avel, plus miljöerna vi placerar dem i, kan överdriva denna förändring. Kortlivade arter, till exempel, gå in i torrare klimat. Så hemmet är att olika arters egenskaper påverkar riktningen för ett nischskifte."

När Atwater och Barney förstår dessa förare mer fullständigt, de hoppas kunna förutsäga hur det geografiska utbredningsområdet för en invasiv art kommer att öka för att lokalisera områden som sannolikt kommer att invaderas.

"Den andra biten som läggs på detta är antagandet att klimatet är stabilt, vilket inte är fallet, ", sade Atwater. "Vi har också förlitat oss på antagandet att en art är en art och dess ekologiska tendenser förblir konstanta. Detta är inte heller fallet. Arter varierar i rum och tid. De beter sig olika på olika kontinenter och i olika klimat. Följaktligen, konceptet med en klimats nisch för arter är mindre stabilt och mindre klart definierat. "

Med livsmedelsproduktion, Mänsklig hälsa, ekosystemets motståndskraft, och biologisk mångfald står på spel när globala invasioner överskrider vår förmåga att reagera, en större förståelse för klimatiska nischförskjutningar är avgörande för framtida försök att förutsäga arternas dynamik, enligt forskarna.