Synergistic interactions of biotic and abiotic environmental stressors on gene expression
Notice bibliographique
Résumé
Understanding the response of organisms to multiple stressors is critical for predicting if populations can adapt to rapid environmental change. Natural and anthropogenic stressors often interact, complicating general predictions. In this study, we examined the interactive and cumulative effects of two common environmental stressors, lowered calcium concentration, an anthropogenic stressor, and predator presence, a natural stressor, on the water flea Daphnia pulex. We analyzed expression changes of five genes involved in calcium homeostasis - cuticle proteins (Cutie, Icp2), calbindin (Calb), and calcium pump and channel (Serca and Ip3R) - using real-time quantitative PCR (RT-qPCR) in a full factorial experiment. We observed strong synergistic interactions between low calcium concentration and predator presence. While the Ip3R gene was not affected by the stressors, the other four genes were affected in their transcriptional levels by the combination of the stressors. Transcriptional patterns of genes that code for cuticle proteins (Cutie and Icp2) and a sarcoplasmic calcium pump (Serca) only responded to the combination of stressors, changing their relative expression levels in a synergistic response, while a calcium-binding protein (Calb) responded to low calcium stress and the combination of both stressors. The expression pattern of these genes (Cutie, Icp2, and Serca) were nonlinear, yet they were dose dependent across the calcium gradient. Multiple stressors can have complex, often unexpected effects on ecosystems. This study demonstrates that the dominant interaction for the set of tested genes appears to be synergism. We argue that gene expression patterns can be used to understand and predict the type of interaction expected when organisms are exposed simultaneously to natural and anthropogenic stressors.
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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 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».