A call to integrate non-visual functions of pigments and their interactions with visual functions to understand global change impacts on visual systems

IF 5.1 1区环境科学与生态学 Q1 ECOLOGY Functional Ecology Pub Date : 2024-09-18 DOI:10.1111/1365-2435.14656

Beth A. Reinke, Julian D. Avery, Jessica Hua

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呼吁整合色素的非视觉功能及其与视觉功能的相互作用，以了解全球变化对视觉系统的影响

相比之下，环境变化对具有抗氧化、支持和物理保护等功能的色素的影响虽然与动物的适应性和生存有关，但却很少被考虑。许多色素的生理学特性、复杂性和功能模糊性往往阻碍了进化生态学家将这些信息纳入着色研究。在这篇观点文章中，我们认为在预测物种对全球变化的反应以及随后对视觉系统的影响时，有必要考虑色素本身的多种功能，因为色素的功能意义将决定选择影响哪些性状（图 2）。尽管过去的研究偏重于视觉适应性信号，但重要的是要承认，在生物体对全球变化的反应中，可能还有许多未知的非视觉作用和色素的协同效应。颜色可由色素（特定生物分子）、结构（可反射不同波长光线的组织）或二者结合形成。当颜色用于交流、伪装或体温调节时，选择就会作用于色素；当色素用于抗氧化、解毒、结构支持或保护时，选择就会直接作用于色素。改良剂可能会改变对任一性状或两种性状的选择压力的强度和方向。生物体颜色的变化将影响生态系统的颜色性状分布，这也可能对生态系统内物种（目标接收者、捕食者等）的视觉系统产生影响。为了弥补我们对色素和着色的功能及其在全球变化（指任何由人类引起的环境变化）情况下对视觉系统的影响的认识上的差距，我们将：（1）总结色素在整体中的主要功能，重点是非视觉作用；（2）概述全球变化如何影响着色和色素沉着；（3）讨论色素功能之间的一些已知调节因素及其与全球变化的相互作用；（4）将这些颜色特征的变化与随后可能发生的视觉系统进化联系起来。虽然结构元素和色素都有助于动物着色（图 2），但我们在此重点讨论色素。在本视角中，我们将重点举例说明着色研究中令人兴奋的方向，并在可能的情况下为读者提供有用和有见地的综述。

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来源期刊

Functional Ecology 环境科学-生态学

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243

审稿时长

4 months

期刊介绍： Functional Ecology publishes high-impact papers that enable a mechanistic understanding of ecological pattern and process from the organismic to the ecosystem scale. Because of the multifaceted nature of this challenge, papers can be based on a wide range of approaches. Thus, manuscripts may vary from physiological, genetics, life-history, and behavioural perspectives for organismal studies to community and biogeochemical studies when the goal is to understand ecosystem and larger scale ecological phenomena. We believe that the diverse nature of our journal is a strength, not a weakness, and we are open-minded about the variety of data, research approaches and types of studies that we publish. Certain key areas will continue to be emphasized: studies that integrate genomics with ecology, studies that examine how key aspects of physiology (e.g., stress) impact the ecology of animals and plants, or vice versa, and how evolution shapes interactions among function and ecological traits. Ecology has increasingly moved towards the realization that organismal traits and activities are vital for understanding community dynamics and ecosystem processes, particularly in response to the rapid global changes occurring in earth’s environment, and Functional Ecology aims to publish such integrative papers.