Que se passe-t-il lorsque six étudiants diplômés dans différents domaines, qui se trouvent être amis, se concerter sur un enjeu émergent du changement climatique ?

Ils sont publiés dans une grande revue.

Les chercheurs de l'Université d'État du Colorado, dont les études recoupent trois collèges, trois départements et le programme d'études supérieures en écologie, exhorter davantage à ce type de collaboration dans un nouveau document en Tendances de l'écologie et de l'évolution . Leur papier, qui traite de la façon dont le changement climatique affecte l'évolution des organismes, souligne le besoin d'évolution, scientifiques des écosystèmes et du climat à travailler ensemble pour mieux comprendre la dynamique de rétroaction éco-évolutive. Ils posent la question de savoir si l'évolution des plantes, les animaux et autres organismes altérés par le changement climatique aideront en fin de compte, ou blessé, la tendance actuelle au réchauffement de la planète.

Le biologiste évolutionniste Gray Monroe, auteur principal et étudiant au programme d'études supérieures en écologie, a déclaré que l'idée de l'article venait d'un cours intitulé Ecosystem Ecology, enseigné par le professeur de biologie Joe von Fischer. Dans un document final pour le cours, Monroe a exploré l'impact de l'évolution sur de vastes processus écosystémiques comme le cycle de l'azote et du carbone. Désireux d'en savoir plus, il a approché d'autres étudiants diplômés ayant des intérêts similaires pour l'aider à étoffer ses idées.

"Finalement, nous étions tous intéressés à comprendre le rôle que l'évolution pourrait jouer dans le façonnement de l'avenir du cycle du carbone, et comment cela pourrait affecter le dioxyde de carbone atmosphérique et le changement climatique, " a déclaré Monroe.

Colleen Webb, directeur du programme d'études supérieures en écologie et professeur en biologie, a noté qu'il est très inhabituel pour les étudiants diplômés de publier sans un membre du corps professoral en tant que co-auteur. L'approche novatrice de l'article et sa diffusion par une grande revue écologique témoignent de l'expérience des diplômés de la CSU, elle a dit.

L'article est une revue de littérature complète qui explique, via une analyse synthétisée des recherches publiées, comment l'évolution interagit avec l'environnement et comment elle affecte le cycle global du carbone. Le cycle du carbone est le mouvement constant du carbone à travers divers écosystèmes. Par exemple, Le dioxyde de carbone atmosphérique est absorbé par les plantes par photosynthèse. Une partie de ce carbone est déposé dans le sol par les racines des plantes, ou les animaux mangent les plantes et rejettent le dioxyde de carbone dans l'atmosphère

Pendant de nombreuses décennies, les humains se sont insérés dans ces processus naturels en ajoutant un excès de dioxyde de carbone dans les écosystèmes par le biais de l'agriculture, brûler des combustibles fossiles, et d'autres activités ; ainsi l'ère dans laquelle nous vivons est connue sous le nom d'"Anthropocène, " ou l'âge géologique dominé par l'activité humaine.

Dans leur papier, les chercheurs se sont penchés sur l'idée que le changement climatique dans l'Anthropocène affecte directement la sélection naturelle. Alors que les températures mondiales augmentent, les régimes de précipitations changent, les océans s'acidifient, et tous ces changements agissent ensemble pour modifier les pressions de sélection sur de nombreux organismes, parfois sur une ou deux générations seulement.

Leur article souligne la possibilité que ces états altérés d'évolution pourraient accélérer ou médier le changement climatique par le biais d'une boucle de rétroaction. Par exemple, si les plantes développent des systèmes racinaires plus gros en réponse à une sécheresse prolongée, ils peuvent déposer plus de carbone dans le sol, augmentant ainsi les taux de séquestration du carbone.

Comme autre exemple, les scientifiques ont étudié les pressions de sélection exercées par le phytoplancton - des algues photosynthétiques qui déposent du carbone dans les fonds océaniques. Dans certains cas, ces algues évoluent à des taux de photosynthèse plus élevés en réponse aux pressions induites par le changement climatique. Ils développent également des traits qui les font couler plus rapidement au fond de l'océan, indiquant une nette augmentation du flux de carbone océanique.

« Il y a un intérêt croissant pour les boucles de rétroaction éco-évolutives, " a déclaré Monroe. "Notre article s'inscrit dans ce cadre conceptuel. Nous pensons qu'il y a de la place pour la recherche dans ce domaine, pour fournir une considération plus empirique sur la façon dont l'évolution affectera la trajectoire future du carbone atmosphérique."

Après tout, le cycle du carbone est dominé par les organismes, et la photosynthèse déplace globalement 20 fois plus de carbone que les humains.

"C'était l'une des raisons pour lesquelles nous pensions que l'ampleur des changements évolutifs pouvait être importante, " a déclaré Monroe.