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Genetic variation of the interaction type between two stressors in a single population: From antagonism to synergism when combining a heat spike and a pesticide
Environmental Pollution ( IF 7.6 ) Pub Date : 2022-06-20 , DOI: 10.1016/j.envpol.2022.119654
Vienna Delnat 1 , Julie Verheyen 1 , Ine Van Hileghem 1 , Robby Stoks 1
Affiliation  

Despite the surging interest in the interactions between toxicants and non-chemical stressors, and in evolutionary ecotoxicology, we have poor knowledge whether these patterns differ among genotypes within a population. Warming and toxicants are two widespread stressors in aquatic systems that are known to modify each other's effects. We studied to what extent effects of sequential exposure to a heat spike and the pesticide esfenvalerate differed among genotypes in the water flea Daphnia magna. Esfenvalerate had similar negative effects on survival and body size across genotypes, and for most genotypes it increased time to maturation, yet the effects on the reproductive performance were only detected in some genotypes and were inconsistent in direction. Across genotypes, the heat spike increased the heat tolerance, yet the negative effects of the heat spike on survival, reproductive performance and body size, and the positive effects on grazing rate and the shortened time to maturation were only seen in some genotypes. Notably, the interaction type between both stressors differed among genotypes. In contrast to our expectation, the impact of esfenvalerate was only magnified by the heat spike in some genotypes and only for a subset of the traits. For survival and time to maturation, the interaction type for the same stressor combination covered all three categories: additions, synergisms and antagonisms. This illustrates that categorizing the interaction type between stressors at the level of populations may hide considerable intrapopulation variation among genotypes. Opposite to our expectation, the more pesticide-tolerant genotypes showed a stronger synergism between both stressors. Genotype-dependent interaction patterns between toxicants and non-chemical stressors may explain inconsistencies among studies and challenges ecological risk assessment based on single genotypes. The observed genetic differences in the responses to the (combined) stressors may fuel the evolution of the stressor interaction pattern, a largely ignored topic in evolutionary ecotoxicology.



中文翻译:

单一种群中两种压力源相互作用类型的遗传变异:当结合热尖峰和杀虫剂时从拮抗到协同

尽管人们对毒物和非化学压力源之间的相互作用以及进化生态毒理学的兴趣日益浓厚,但我们对这些模式在人群中的基因型之间是否存在差异知之甚少。变暖和毒物是水生系统中两种普遍存在的压力源,众所周知,它们会相互影响。我们研究了连续暴露于热尖峰和杀虫剂艾芬戊酸盐的影响在多大程度上在水蚤Daphnia magna 的基因型之间存在差异。依芬戊酸盐对不同基因型的存活率和体型具有相似的负面影响,并且对于大多数基因型而言,它增加了成熟时间,但仅在某些基因型中检测到对生殖性能的影响并且方向不一致。在不同基因型中,热峰值增加了耐热性,但热峰值对生存、繁殖性能和体型的负面影响,以及对放牧率和缩短成熟时间的积极影响仅见于某些基因型。值得注意的是,两种压力源之间的相互作用类型因基因型而异。与我们的预期相反,艾芬戊酸盐的影响仅因某些基因型的热峰值而放大,并且仅对部分性状而言。为了生存和成熟时间,同一压力源组合的相互作用类型涵盖所有三个类别:加法、协同作用和拮抗作用。这说明在种群水平上对压力源之间的相互作用类型进行分类可能会隐藏基因型之间相当大的种群内变异。与我们的预期相反,更耐农药的基因型在两种压力源之间表现出更强的协同作用。毒物和非化学压力源之间依赖于基因型的相互作用模式可以解释研究之间的不一致,并挑战基于单一基因型的生态风险评估。观察到的对(组合)压力源反应的遗传差异可能会推动压力源相互作用模式的演变,这是进化生态毒理学中一个很大程度上被忽视的话题。协同作用和拮抗作用。这说明在种群水平上对压力源之间的相互作用类型进行分类可能会隐藏基因型之间相当大的种群内变异。与我们的预期相反,更耐农药的基因型在两种压力源之间表现出更强的协同作用。毒物和非化学压力源之间依赖于基因型的相互作用模式可以解释研究之间的不一致,并挑战基于单一基因型的生态风险评估。观察到的对(组合)压力源反应的遗传差异可能会推动压力源相互作用模式的演变,这是进化生态毒理学中一个很大程度上被忽视的话题。协同作用和拮抗作用。这说明在种群水平上对压力源之间的相互作用类型进行分类可能会隐藏基因型之间相当大的种群内变异。与我们的预期相反,更耐农药的基因型在两种压力源之间表现出更强的协同作用。毒物和非化学压力源之间依赖于基因型的相互作用模式可以解释研究之间的不一致,并挑战基于单一基因型的生态风险评估。观察到的对(组合)压力源反应的遗传差异可能会推动压力源相互作用模式的演变,这是进化生态毒理学中一个很大程度上被忽视的话题。这说明在种群水平上对压力源之间的相互作用类型进行分类可能会隐藏基因型之间相当大的种群内变异。与我们的预期相反,更耐农药的基因型在两种压力源之间表现出更强的协同作用。毒物和非化学压力源之间依赖于基因型的相互作用模式可以解释研究之间的不一致,并挑战基于单一基因型的生态风险评估。观察到的对(组合)压力源反应的遗传差异可能会推动压力源相互作用模式的演变,这是进化生态毒理学中一个很大程度上被忽视的话题。这说明在种群水平上对压力源之间的相互作用类型进行分类可能会隐藏基因型之间相当大的种群内变异。与我们的预期相反,更耐农药的基因型在两种压力源之间表现出更强的协同作用。毒物和非化学压力源之间依赖于基因型的相互作用模式可以解释研究之间的不一致,并挑战基于单一基因型的生态风险评估。观察到的对(组合)压力源反应的遗传差异可能会推动压力源相互作用模式的演变,这是进化生态毒理学中一个很大程度上被忽视的话题。毒物和非化学压力源之间依赖于基因型的相互作用模式可以解释研究之间的不一致,并挑战基于单一基因型的生态风险评估。观察到的对(组合)压力源反应的遗传差异可能会推动压力源相互作用模式的演变,这是进化生态毒理学中一个很大程度上被忽视的话题。毒物和非化学压力源之间依赖于基因型的相互作用模式可以解释研究之间的不一致,并挑战基于单一基因型的生态风险评估。观察到的对(组合)压力源反应的遗传差异可能会推动压力源相互作用模式的演变,这是进化生态毒理学中一个很大程度上被忽视的话题。

更新日期:2022-06-20
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