Ecological and evolutionary response of phytoplankton to rising CO2
Notice bibliographique
Résumé
Atmospheric CO2 concentration has risen to a landmark high of 400 ppm, a level not seen on earth for the past million years, and is expected to continue to increase over the course of this century. Besides its indirect effect on climate, this change will directly affect all photosynthetic organisms, including phytoplankton, through an increased availability of carbon. Through laboratory and field experiments, I investigated the ecological and evolutionary response of phytoplankton communities to rising atmospheric CO2. The rise in atmospheric CO2 is occurring at the same time as increases in the availability of a number of nutrients. In a series of mesocosm experiments in a lake, I found that elevated CO2 can act synergistically with increased nutrient availability to increase phytoplankton growth. Elevated CO2 could thus exacerbate the effect of traditional drivers of eutrophication. Major taxonomic groups of phytoplankton differ in their ability to take up and utilize CO2. In an experiment with six species of phytoplankton belonging to three major taxa (cyanobacteria, diatoms and chlorophytes), I found that these physiological differences lead to predictable changes in community dynamics. Chlorophytes, the type most limited by current CO2 levels, benefit from rising CO2 at the expense of cyanobacteria. The applicability of these findings to natural systems was confirmed in the series of mesocosm experiments. In these experiments, the increase in the frequency of chlorophytes with rising CO2 was observed at both high and low nutrient levels. The increased growth rate with the addition of nutrients and CO2, the physiological differences between major groups of phytoplankton and the associated changes in community compositions may be altered by evolutionary change after sufficiently long exposure of these organisms to elevated CO2. I tested for the probability of evolutionary change in response to elevated CO2 by exposing the previous six species and Chlamydomonas reinhardtii to elevated CO2 for over 750 generations. I found no evidence of evolutionary change, which indicates that predictions of the ecological impact of rising CO2 on phytoplankton based on the current physiology of phytoplankton will remain valid even after hundreds of generations. As phytoplankton are the base of most aquatic food webs and important drivers of the global carbon cycle, this work provides a crucial element for predicting the future state of aquatic systems and global geochemistry undergoing global change.
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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 | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 ».