Relating suborganismal processes to ecotoxicological and population level endpoints using a bioenergetic model
Notice bibliographique
Résumé
Ecological effects of environmental stressors are commonly evaluated using organismal or suborganismal data, such as standardized toxicity tests that characterize responses of individuals (e.g., mortality and reproduction) and a rapidly growing body of "omics" data. A key challenge for environmental risk assessment is relating such information to population dynamics. One approach uses dynamic energy budget (DEB) models that relate growth and reproduction of individuals to underlying flows of energy and elemental matter. We hypothesize that suborganismal information identifies DEB parameters that are most likely impacted by a particular stressor and that the DEB model can then project suborganismal effects on life history and population endpoints. We formulate and parameterize a model of growth and reproduction for the water flea Daphnia magna. Our model resembles previous generic bioenergetic models, but has explicit representation of discrete molts, an important feature of Daphnia life history. We test its ability to predict six endpoints commonly used in chronic toxicity studies in specified food environments. With just one adjustable parameter, the model successfully predicts growth and reproduction of individuals from a wide array of experiments performed in multiple laboratories using different clones of D. magna raised on different food sources. Fecundity is the most sensitive endpoint, and there is broad correlation between the sensitivities of fecundity and long-run growth rate, as is desirable for the default metric used in chronic toxicity tests. Under some assumptions, we can combine our DEB model with the Euler-Lotka equation to estimate longrun population growth rates at different food levels. A review of Daphnia gene-expression experiments on the effects of contaminant exposure reveals several connections to model parameters, in particular a general trend of increased transcript expression of genes involved in energy assimilation and utilization at concentrations affecting growth and reproduction. The sensitivity of fecundity to many model parameters was consistent with frequent generalized observations of decreased expression of genes involved in reproductive physiology, but interpretation of these observations requires further mechanistic modeling. We thus propose an approach based on generic DEB models incorporating few essential species-specific features for rapid extrapolation of ecotoxicogenomic assays for Daphnia-based population risk assessment.
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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 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| 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 ».