Flowering time responses to warming drive reproductive fitness in a changing Arctic
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND AND AIMS: The Arctic is warming at an alarming rate, leading to earlier spring conditions and plant phenology. It is often unclear to what degree changes in reproductive fitness (flower, fruit and seed production) are a direct response to warming versus an indirect response through shifting phenology. The aim of this study was to quantify the relative importance of these direct and indirect pathways and project the net effects of warming on plant phenology and reproductive fitness under current and future climate scenarios. METHODS: We used two long-term datasets on 12 tundra species in the Canadian Arctic as part of the International Tundra Experiment (ITEX). Phenology and reproductive fitness were recorded annually on tagged individual plants at both Daring Lake, Northwest Territories (64° 52' N, - 111° 35' W) and Alexandra Fiord, Nunavut (78° 49' N, - 75° 48' W). The plant species encompassed a wide taxonomic diversity across a range of plant functional types with circumpolar/boreal distributions. We used hierarchical Bayesian structural equation models to compare the direct and indirect effects of climate warming on phenology and reproductive fitness across species, sites and years. KEY RESULTS: We found that warming, both experimental and ambient, drove earlier flowering across species, which led to higher numbers of flowers and fruits produced, reflecting directional phenotypic selection for earlier flowering phenology. Furthermore, this indirect effect of climate warming mediated through phenology was generally about two to three times stronger than the direct effect of climate on reproductive fitness. Under future climate predictions, individual plants showed a ~2- to 4.5-fold increase in their reproductive fitness (flower counts) with advanced flowering phenology. CONCLUSIONS: Our results suggest that, on average, the benefits of early flowering, such as increased development time and subsequent enhanced reproductive fitness, might outweigh its risks. Overall, this work provides important insights into population-level consequences of phenological shifts in a warming Arctic over multi-decadal time scales.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| 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 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
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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 tête enseignante, 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 ».