Vad händer när sex doktorander inom olika områden, som råkar vara vänner, slå ihop sina huvuden i en framväxande fråga inom klimatförändringen?

De publiceras i en stor tidskrift.

Forskarna från Colorado State University, vars studier går över tre högskolor, tre institutioner och forskarutbildningen i ekologi, uppmana till mer av denna typ av samarbete i en ny tidning i Trender inom ekologi och evolution . Deras papper, som tar upp hur klimatförändringar påverkar utvecklingen av organismer, understryker behovet av evolutionära, ekosystem- och klimatforskare att arbeta tillsammans för att bättre förstå eko-evolutionär feedbackdynamik. De ställer frågan om växternas utveckling, djur och andra organismer som förändrats av klimatförändringarna kommer i slutändan att hjälpa, eller göra ont, planetens nuvarande uppvärmningstrend.

Evolutionsbiolog Grey Monroe, huvudförfattare och en student i Graduate Degree Program in Ecology, sa att idén till uppsatsen kom från en kurs som heter ekosystemekologi, undervisas av biologiprofessor Joe von Fischer. I en avslutande uppsats för kursen, Monroe utforskade evolutionens inverkan på breda ekosystemprocesser som kväve och kolkretslopp. Vill du lära dig mer, han kontaktade andra doktorander med liknande intressen för att få hjälp med att utveckla idéer.

"I sista hand, vi var alla intresserade av att förstå vilken roll evolution kan spela för att forma framtiden för kolcykling, och hur det kan påverka atmosfärens koldioxid och klimatförändringar, sa Monroe.

Colleen Webb, föreståndare för forskarutbildningen i ekologi och professor i biologi, noterade att det är högst ovanligt att doktorander publicerar utan en fakultetsmedlem som medförfattare. Tidningens nya tillvägagångssätt och spridning av en stor ekologisk tidskrift talar till CSU-examinerades erfarenhet, Hon sa.

Uppsatsen är en omfattande litteraturöversikt som förklarar, via syntetiserad analys av publicerad forskning, hur evolutionen interagerar med miljön och hur den påverkar den globala kolcykeln. Kolets kretslopp är den ständiga rörelsen av kol genom olika ekosystem. Till exempel, Atmosfärisk koldioxid absorberas av växter genom fotosyntes. En del av det kolet avsätts i jorden genom växternas rötter, eller så äter djur upp växterna och andas ut koldioxiden tillbaka till atmosfären

I många decennier, människor har infört sig i dessa naturliga processer genom att tillföra överskott av koldioxid till ekosystemen genom jordbruk, förbränning av fossila bränslen, och andra aktiviteter; Därför är eran vi lever i känd som "Antropocen, " eller den geologiska tidsåldern som domineras av mänsklig aktivitet.

I deras tidning, forskarna grävde ner sig i tanken att klimatförändringarna under antropocen direkt påverkar det naturliga urvalet. När den globala temperaturen ökar, nederbördsmönster förändras, haven försuras, och alla dessa förändringar samverkar för att förändra urvalstrycket på många organismer, ibland över bara en eller två generationer.

Deras papper pekar på möjligheten att dessa förändrade evolutionstillstånd antingen kan accelerera eller förmedla klimatförändringar genom en återkopplingsslinga. Till exempel, om växter utvecklar större rotsystem som svar på långvarig torka, de kan avsätta mer kol i jorden, vilket ökar kolbindningshastigheten.

Som ett annat exempel, forskare har studerat urvalstryck som uppvisas av växtplankton - fotosyntetiska alger som avsätter kol i havsbottnar. I vissa fall, dessa alger utvecklar högre fotosynteshastigheter som svar på klimatförändringar-inducerade tryck. De utvecklar också egenskaper som gör att de sjunker snabbare till havsbotten, som pekar på en nettoökning av havets kolflöde.

"Det finns ett växande intresse för eko-evolutionära återkopplingsslingor, " sade Monroe. "Vårt papper passar in i denna konceptuella ram. Vi anser att det finns utrymme för forskning inom detta område, att ge mer empiriska överväganden för hur evolutionen kommer att påverka den framtida banan för atmosfäriskt kol."

Trots allt, kolets kretslopp domineras av organismer, och fotosyntes globalt flyttar 20 gånger mer kol än vad människor gör.

"Det var en av anledningarna till att vi kände att omfattningen av evolutionära förändringar kunde vara betydande, sa Monroe.