Atmospheric CO2 decline and the timing of CAM plant evolution
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND AND AIMS: CAM photosynthesis is hypothesized to have evolved in atmospheres of low CO2 concentration in recent geological time because of its ability to concentrate CO2 around Rubisco and boost water use efficiency relative to C3 photosynthesis. We assess this hypothesis by compiling estimates of when CAM clades arose using phylogenetic chronograms for 73 CAM clades. We further consider evidence of how atmospheric CO2 affects CAM relative to C3 photosynthesis. RESULTS: Where CAM origins can be inferred, strong CAM is estimated to have appeared in the past 30 million years in 46 of 48 examined clades, after atmospheric CO2 had declined from high (near 800 ppm) to lower (<450 ppm) values. In turn, 21 of 25 clades containing CAM species (but where CAM origins are less certain) also arose in the past 30 million years. In these clades, CAM is probably younger than the clade origin. We found evidence for repeated weak CAM evolution during the higher CO2 conditions before 30 million years ago, and possible strong CAM origins in the Crassulaceae during the Cretaceous period prior to atmospheric CO2 decline. Most CAM-specific clades arose in the past 15 million years, in a similar pattern observed for origins of C4 clades. CONCLUSIONS: The evidence indicates strong CAM repeatedly evolved in reduced CO2 conditions of the past 30 million years. Weaker CAM can pre-date low CO2 and, in the Crassulaceae, strong CAM may also have arisen in water-limited microsites under relatively high CO2. Experimental evidence from extant CAM species demonstrates that elevated CO2 reduces the importance of nocturnal CO2 fixation by increasing the contribution of C3 photosynthesis to daily carbon gain. Thus, the advantage of strong CAM would be reduced in high CO2, such that its evolution appears less likely and restricted to more extreme environments than possible in low CO2.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».