C4 dominerade australiensiskt landskap:Triodia pungens dominerade hummock gräsmark med spridda Acacia och Eucalyptus, på Mittebah Station i Northern Territory. Kredit:Terrestrial Ecosystem Research Network (TERN)
Forskning som leds av University of Adelaide har avslöjat historien om när och varför den inhemska vegetationen som idag dominerar stora delar av Australien först expanderade över kontinenten.
Den nya förståelsen kommer att hjälpa forskare att bättre förutsäga de troliga effekterna av klimatförändringar och stigande CO2 -nivåer på dessa kritiskt viktiga växter. Kallas 'C 4 växter efter deras alternativa fotosyntetiska väg, dessa växter inkluderar en mängd olika infödda tropiska, subtropiska och torra gräs samt saltbuskar. C 4 grödor inkluderar sockerrör och majs.
"C 4 växter utvecklades för att kunna fotosyntetisera under varma, torr, och låga koldioxidförhållanden, med en särskild förmåga att dra nytta av sommarens nederbörd, "säger huvudförfattaren Jake Andrae, Ph.D. kandidat vid University's School of Physical Sciences och Sprigg Geobiology Center. "Som ett resultat, de dominerar vegetationen i australiensiska tropiska, subtropisk, och torra regioner idag.
"Men trots att det är mest C 4 dominerade kontinenten idag, lite är känt om det initiala C 4 expansion i Australien. "
Forskarna analyserade fossiliserade lövvaxer och pollen konserverade i marina sediment. De mätte de kemiska signaturerna från dessa rester, att rekonstruera hur och när C 4 -dominerade ekosystem ökade först i Australien.
"I många regioner runt om i världen, C 4 växter blev utbredda för sex till åtta miljoner år sedan, som av vissa anses vara resultatet av sjunkande globala atmosfäriska CO2 -koncentrationer under denna tid, "säger projektledaren Dr Francesca McInerney, Australian Research Council Future Fellow vid University of Adelaide.
"Förvånande, i nordvästra Australien C 4 växter expanderade inte vid denna tid trots regionalt torra förhållanden och fallande koldioxid i atmosfären, båda borde ha främjat C 4 vegetation. Istället, C 4 vegetationen expanderade över landskapet för bara 3,5 miljoner år sedan, flera miljoner år senare. "
Författarna säger att ökningen av C 4 växter i Australien var sannolikt resultatet av en stark sommarmonsun som utvecklades runt den tiden.
"Skillnaden i tidpunkten för expansionen av C 4 växter i Australien från andra delar av världen visar att regionala klimatförändringar är viktiga för att driva vegetationsförändringar, "Dr McInerney säger.
"I framtiden, samspelet mellan global atmosfärisk CO2 och regionala förändringar i säsongens nederbörd kommer sannolikt att spela en viktig roll i fördelningen av C 4 -dominerade ekosystem. Stigande CO2 kommer att placera C 4 växter i nackdel, medan temperaturen stiger, och förändringar i säsong och mängd nederbörd, kunde gynna dem.
"I Australien, C 4 växter är kritiska för bete, koldioxidlagring och biologisk mångfald. Vi måste förstå de faktorer som sannolikt kommer att påverka deras överlevnad i framtiden, att ge en grund för framtida bevarande av dessa viktiga växter. "
Forskningen, i samarbete med Columbia University och University of Melbourne, har publicerats online i Geofysiska forskningsbrev .
