Mechanisms underlying phenotypic plasticity in response to environmental change
Notice bibliographique
Résumé
Understanding how human activity impacts natural systems is crucial for maintaining ecosystem health and the services these provide for societies. Phenotypic plasticity - the regulated expression of different phenotypes by a single genotype - is the most effective response to increase resistance or resilience of phenotypes to rapidly changing environments. Here, we review the mechanisms that underlie phenotypic plasticity in animals. Understanding the regulatory mechanisms is important because these determine the time course of establishment and persistence of alternative phenotypes. We propose that regulation of trans- and intergenerational plasticity, developmental plasticity and reversible acclimation involves (i) environmental information acquisition, (ii) signal integration, and (iii) translation of environmental information to alter phenotypes. We provide a high-level overview of each of these stages with the aim of summarising current knowledge and making it accessible to a broader audience who are not necessarily expert in neuroendocrine and molecular biology. Information acquisition occurs primarily by sensors that transduce environmental information (e.g. temperature, light, chemicals, etc.) to the central nervous system. An exception is AMP-activated protein kinase (AMPK) that senses cellular energy levels and interacts locally and with neuroendocrine systems to adjust anabolic and catabolic metabolism. Signal integration is achieved primarily by neural and endocrine mechanisms. The major players are the autonomic nervous system, the hypothalamus-pituitary-adrenal/interrenal (HPA/I), the hypothalamus-pituitary-thyroid (HPT), and the hypothalamus-pituitary-somatotrophic (HPS) axes, which receive environmental information from the brain and transmit it via hormone signalling. Phenotypic effects of these major axes can be directly to the target tissues, or via epigenetically modified gene expression programs. DNA methylation, histone modifications, and microRNAs are the principal epigenetic processes, of which the first two are regulated by neuroendocrine signalling. Importantly, all of these processes (AMPK, neuroendocrine, epigenetic) interact with each other so that regulation occurs in a network-like manner rather than by individual regulators alone. Nonetheless, an appreciation of individual mechanisms is an essential starting point that can guide future research into more complex interactions to advance understanding of the evolution and ecological importance of plasticity.
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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 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,002 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
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 ».