science >> Wetenschap >  >> Natuur

Klimaatgedreven evolutie in bomen verandert hun ecosystemen

een volwassen, galerijbos van smalbladige populieren aan de Snake River, Wyoming. Krediet:Ian Ware/Universiteit van Tennessee, Knoxville.

Een nieuwe studie gepubliceerd in Global Change Biologie en co-auteur van onderzoekers van de UT, onderzoekt hoe klimaat, evolutie, planten, en bodems zijn met elkaar verbonden. Het onderzoek is het eerste dat laat zien hoe klimaatgedreven evolutie in boompopulaties de manier verandert waarop bomen rechtstreeks omgaan met hun directe bodemomgeving.

Door 17 natuurlijk voorkomende populaties van smalbladige cottonwood-bomen (Populus angustifolia) te onderzoeken, de onderzoekers ontdekten dat boompopulaties op warmere plekken minder genetische variatie hebben. Dit verschil, beurtelings, heeft gevolgen voor hun bodemmicrobiële gemeenschappen en de chemische samenstelling van de bodem.

"Toekomstige klimaatverandering zou het aanpassingspotentieel in planten kunnen verminderen, vooral in minder genetisch gevarieerde populaties. Om deze stressvolle omstandigheden het hoofd te bieden, planten ontwikkelen mogelijk een sterkere relatie met hun bodemmicrobioom en voedingsstoffen. Het kan een mechanisme zijn voor volharding in een veranderende wereld, " zei Ian Ware, doctoraat kandidaat bij de afdeling Ecologie en Evolutionaire Biologie van de UT en hoofdauteur van de studie.

Warmere temperaturen in zuidelijke boompopulaties hebben geresulteerd in eerdere knoppauze en bladuitval - de tijdsperiode waarin knoppen, dan vertrekt, op de groeiende plant aanwezig zijn. Deze evolutie vermindert genetische variatie en verandert de manier waarop boompopulaties omgaan met hun bodemomgeving.

Narrowleaf cottonwoods langs de Upper San Juan River Valley in Colorado. Krediet:Ian Ware/Universiteit van Tennessee, Knoxville

"We laten zien dat naarmate het klimaat warmer en droger wordt, genetische variatie op populatieniveau neemt af en bomen hebben een grotere impact op de bijbehorende bodemmicroben en bodemvoedingsstoffen, " zei Ware.

De bevinding suggereert een mechanisme voor hoe deze planten blijven bestaan ​​in stressvolle klimaten.

"Inzicht in hoe plant-bodem-microbe-koppelingen evolueren als reactie op klimaatveranderingen in habitats, kan informatie opleveren over de krachten die lokale aanpassing aansturen, met gevolgen voor de beschikbaarheid van stikstof en koolstofopslag in de bodem, Ware zei. "Deze bevindingen hebben directe implicaties voor het behoud en herstel van klimaatverandering, zoals begeleide migratie en bevolkingsbeheer."