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¿Cómo responden los organismos al cambio ambiental?
Los humanos estamos modificando el mundo de muchas maneras, y no todas para bien. Los cambios que provocamos suelen ser graves desafíos para los animales, las plantas y los microbios de la naturaleza, desde la introducción de patógenos o especies exóticas invasoras hasta la adición de sustancias tóxicas o nutrientes excesivos, o la provocación de cambios climáticos. A menudo se producen varios cambios a la vez. El laboratorio de Nelson Hairston se centra en entornos de agua dulce, especialmente lagos y estanques, en los que algunas de las especies presentes responden al cambio ambiental con una disminución de su número, incluso hasta el punto de extinguirse, mientras que otras pueden beneficiarse en exceso, llegando a ser tan dominantes que presentan problemas, como en el caso de las floraciones de algas nocivas estimuladas por el enriquecimiento de nutrientes o el calentamiento del clima. El laboratorio de Hairston estudia cómo se alteran las especies individuales, las redes alimentarias y los ecosistemas completos cuando cambia el medio ambiente.
Una de las formas en que algunos organismos de agua dulce responden al cambio ambiental es evolucionando rápidamente. Un cambio marcado en el medio ambiente favorece algunas características de las plantas, los animales y los microbios frente a otras. Estas diferencias de carácter suelen tener una base genética, de modo que las características favorecidas pueden aumentar en la siguiente generación. Cuanto más corto sea el tiempo de generación, más rápido puede producirse este cambio evolutivo. Por ejemplo, el diminuto pero abundante plancton, del que se alimentan los peces y otros animales más grandes, puede adaptarse al cambio de entorno en pocos años porque su tiempo de generación es de sólo unos días. El laboratorio de Hairston ha demostrado que las «pulgas de agua» planctónicas (Daphnia), principales consumidoras de algas en suspensión en los lagos, evolucionaron para ser tolerantes a las algas nocivas en una década desde la aparición de las floraciones. Esta rápida evolución (denominada «rescate evolutivo» en la biología de la conservación) plantea muchas cuestiones intrigantes, para todos los entornos, no sólo para el agua dulce: ¿Hasta qué punto podemos confiar en que las especies se adapten en lugar de extinguirse cuando cambia su entorno? ¿Cómo altera la evolución de una especie que desempeña un papel ecológico crítico las interacciones que tiene con otras especies y el funcionamiento de todo el ecosistema?
Medir y predecir los cambios evolutivos rápidos, desde la resistencia a los antibióticos hasta las especies invasoras. 
El laboratorio Ellner también estudia cómo evolucionan los organismos en respuesta al cambio ambiental. Ahora sabemos que los principales cambios evolutivos pueden producirse en unas pocas generaciones y pueden desempeñar un papel importante en el éxito de las especies invasoras y en la capacidad de las especies autóctonas para persistir a medida que cambia el entorno. La evolución de la resistencia a los antibióticos es también un reto importante para el control y el tratamiento de las enfermedades infecciosas. Por eso, en el caso de las especies que esperamos conservar, controlar o eliminar, no basta con saber cómo son ahora, sino que hay que predecir cómo van a cambiar. El laboratorio trabaja en formas de medir la importancia de la evolución rápida y de predecir cuándo se producirá y cuáles serán sus consecuencias. Para probar nuestras teorías utilizamos sobre todo ecosistemas artificiales de laboratorio, pero también analizamos datos a largo plazo de ecosistemas naturales y enfermedades infecciosas de humanos, corales y otros organismos. La figura de la izquierda es una comparación entre los resultados teóricos y experimentales sobre cómo la rápida evolución de las presas afecta a la dinámica entre depredadores y presas.
¿Desaparecerá el arce azucarero del paisaje del noreste? 
Las proyecciones de calentamiento del clima, junto con las preferencias de temperatura extraídas de la distribución actual de los árboles, hacen que algunos científicos predigan que los arces azucareros y rojos serán sustituidos por especies forestales adaptadas a temperaturas más altas en el noreste de EE.UU. El arce azucarero es la especie arbórea más abundante en los bosques del noreste, con una inmensa importancia ecológica, económica y cultural. El profesor Brian Chabot y sus estudiantes han examinado esta hipótesis con conjuntos de datos a largo plazo y modelización del rendimiento de los árboles. En contra de la predicción, han determinado que los arces están aumentando su abundancia en la mayoría de los estados y que las supuestas especies de sustitución están disminuyendo. Otros factores, como el consumo de plántulas por parte de los ciervos, también afectan significativamente a la abundancia relativa de las especies arbóreas. También han proyectado el impacto del calentamiento del clima en la producción de azúcar. El impacto es modesto y puede contrarrestarse con la modificación de las prácticas de gestión de los bosques de azúcar de arce. La gestión activa de los bosques por parte de los propietarios interesados en mantener el arce en el paisaje por razones económicas será un factor clave para contrarrestar los efectos del cambio climático.