Jesteś tutaj
Jak organizmy reagują na zmiany środowiskowe?
Ludzie modyfikują świat na wiele sposobów, i nie wszystkie z nich na lepsze. Zmiany, które powodujemy, są często poważnymi wyzwaniami dla zwierząt, roślin i mikrobów w przyrodzie, od wprowadzania patogenów lub egzotycznych gatunków inwazyjnych, po dodawanie substancji toksycznych lub nadmiernych składników odżywczych, czy powodowanie zmian klimatycznych. Często kilka zmian zachodzi jednocześnie. Laboratorium Nelsona Hairstona koncentruje się na środowiskach słodkowodnych, zwłaszcza jeziorach i stawach, w których niektóre z występujących gatunków reagują na zmiany środowiskowe spadkiem liczebności, nawet do granicy wyginięcia, podczas gdy inne mogą czerpać korzyści w nadmiarze, stając się tak dominujące, że stanowią problem, jak w przypadku szkodliwych zakwitów glonów stymulowanych wzbogacaniem w substancje odżywcze lub ociepleniem klimatu. Laboratorium Hairstona bada, jak poszczególne gatunki, sieci pokarmowe i całe ekosystemy zmieniają się, gdy zmienia się środowisko.
Jednym ze sposobów, w jaki niektóre organizmy słodkowodne reagują na zmiany środowiskowe, jest szybka ewolucja. Wyraźna zmiana w środowisku faworyzuje niektóre cechy roślin, zwierząt i mikrobów w stosunku do innych. Te różnice charakterów są często genetycznie uwarunkowane, tak że faworyzowane cechy mogą wzrastać w następnym pokoleniu. Im krótszy czas generacji, tym szybciej może nastąpić zmiana ewolucyjna. Na przykład maleńki, ale obfity plankton, zjadany przez ryby i inne większe zwierzęta, może przystosować się do zmienionego środowiska w ciągu kilku lat, ponieważ jego czas generacji wynosi tylko kilka dni. Laboratorium Hairstona wykazało, że planktonowe „pchły wodne” (Daphnia), główni konsumenci glonów zawieszonych w jeziorach, ewoluowały w kierunku tolerancji na szkodliwe glony w ciągu dekady od pojawienia się zakwitów. Ta szybka ewolucja (określana mianem „ewolucyjnego ratunku” w biologii konserwatorskiej) rodzi wiele intrygujących pytań, dotyczących wszystkich środowisk, nie tylko słodkowodnych: W jakim stopniu możemy polegać na tym, że gatunki przystosują się, a nie wyginą, gdy zmieni się ich środowisko? Jak ewolucja gatunku, który odgrywa krytyczną rolę ekologiczną, zmienia interakcje, w jakie wchodzi z innymi gatunkami, oraz funkcjonowanie całego ekosystemu?
Mierzenie i przewidywanie szybkich zmian ewolucyjnych, od oporności na antybiotyki po inwazję gatunków. 
Laboratorium Ellnera bada również, jak organizmy ewoluują w odpowiedzi na zmiany środowiskowe. Obecnie wiemy, że główne zmiany ewolucyjne mogą zachodzić w ciągu kilku pokoleń i mogą odgrywać ważną rolę w sukcesie gatunków inwazyjnych i zdolności gatunków rodzimych do przetrwania w miarę zmian środowiska. Ewolucja oporności na antybiotyki jest również poważnym wyzwaniem dla kontroli i leczenia chorób zakaźnych. Tak więc w przypadku gatunków, które chcemy chronić, kontrolować lub eliminować, nie wystarczy wiedzieć, jakie są teraz, musimy również przewidzieć, jak będą się zmieniać. W laboratorium pracujemy nad sposobami pomiaru znaczenia szybkiej ewolucji, przewidywania, kiedy ona nastąpi i jakie będą jej konsekwencje. Do testowania naszych teorii używamy głównie sztucznych ekosystemów laboratoryjnych, ale analizujemy również długoterminowe dane z naturalnych ekosystemów i chorób zakaźnych ludzi, koralowców i innych organizmów. Rysunek po lewej stronie to porównanie teoretycznych i eksperymentalnych wyników dotyczących tego, jak szybka ewolucja ofiar wpływa na dynamikę relacji drapieżnik – ofiara.
Czy klon cukrowy zniknie z krajobrazu północno-wschodniego? 
Prognozy ocieplenia klimatu w połączeniu z preferencjami temperaturowymi wynikającymi z obecnego rozmieszczenia drzew sprawiają, że niektórzy naukowcy przewidują, iż klony cukrowe i czerwone zostaną zastąpione przez cieplejsze gatunki leśne w północno-wschodnich Stanach Zjednoczonych. Klon cukrowy jest najliczniejszym gatunkiem drzew w lasach północno-wschodnich o ogromnym znaczeniu ekologicznym, ekonomicznym i kulturowym. Profesor Brian Chabot i jego studenci badali tę hipotezę za pomocą długoterminowych zestawów danych i modelowania wydajności drzew. Wbrew przewidywaniom ustalili, że liczebność klonów w większości stanów wzrasta, a rzekomych gatunków zastępczych maleje. Inne czynniki, takie jak jelenie zjadające siewki, również znacząco wpływają na względną obfitość gatunków drzew. Prognozuje się również wpływ ocieplenia klimatu na produkcję cukru. Wpływ ten jest niewielki i można mu przeciwdziałać poprzez zmianę praktyk w zarządzaniu lasami klonowymi. Aktywne zarządzanie lasami przez właścicieli ziemskich zainteresowanych utrzymaniem klonu w krajobrazie ze względów ekonomicznych będzie kluczowym czynnikiem w przeciwdziałaniu skutkom zmian klimatycznych.