【关键数据】
全球化学品生产和释放，自1950年以来已增加50倍。预计到2050年，将再次比2010年增长三倍。
生态毒理学家和监管机构正在努力解决化学污染问题，但我们对其对生态系统影响的理解仍然有限。
生物节律研究的起源可以追溯到20世纪60年代，早期研究表明昼夜变化影响野生动物对杀虫剂的敏感性。
研究人员呼吁整合生物节律到化学污染研究中，因为它对生物和生态功能的适应性、相互影响和结果解释的复杂性都具有重要作用。
化学污染与生物节律
化学污染问题迫在眉睫。自从1950年以来，全球化学品的生产和释放已经增加了50倍，预计到2050年将再次增长三倍，这可能会深刻地改变野生动植物的生活和生态系统，对生物多样性造成极大威胁。然而，我们对化学污染对生态系统的影响理解仍然相当有限。
现在，生态毒理学家和监管机构正在努力寻找解决方案，但自然的内在复杂性使我们评估化学污染风险的能力受到挑战。时间在构建生物模型和过程方面起着至关重要的作用，尤其是野生动物如何受到和应对环境变化。生物节律是生命的一个基本而普遍的特征，但我们对其在生态和进化方面的基础及其后果的理解仍然相当有限。
生物节律是指重复出现的分子、生理和行为过程，这些过程发生在对周期性环境变化的期望或响应中。这些生物节律在自然界中极为多样，可以以微秒到小时（超昼夜节律）、天（昼夜节律）或甚至周、月或年（长周期节律）的频率重复。它们存在于生命的各个层次，并且涉及包括潮汐动态、植物叶片运动、睡眠-觉醒周期、动物在海洋和湖泊中的昼夜垂直迁移、月经周期、鸟类年度迁徙和季节性冬眠等过程。生物节律可以由环境信号或内部生物钟调节，其中最著名的是大约在24小时周期内运行的生物钟，即昼夜节律。生物节律在生命的各个方面起着协调重要生物过程的作用。
上图：生物节律将生物学与周期性的无生物环境变化同步。(A) 环境周期，如季节变化、月相周期、昼夜变化和潮汐活动，以周期性变化的方式表现出光照、温度、盐度和氧气供应等方面的变化。(B) 生物节律管理生物圈。它们贯穿整个生命之树，跨足生物组织的各个层次。图片来源：Eli S. J. ThoréAnne E. Aulsebrook等人
尽管生物钟研究最初起源于20世纪中叶的生态和进化生物学领域，但很快便将关注点转向了生物钟的机制，尤其是昼夜节律。然而，由于生物钟学和生态学分道扬镳的发展，导致我们在生态和进化生物学、全球变化和化学污染研究中对生物节律的作用缺乏充分的整合。
在上个世纪六十年代，科学家们开始深入研究生物节律和化学毒性的关系。他们发现，生物节律实际上会影响杀虫剂的效果，就像成虫棉铃虫和两斑蜘蛛螨在一天内对杀虫剂的敏感性有昼夜变化一样。这些研究让人们认识到，在生态毒理学中考虑“生物节律”是相当重要的。不过，有关这方面的研究相对较为有限，而对超过一天的、或者更长周期的生物节律的研究则更是罕见。这确实是一个引起担忧的问题，因为如果我们不把生物节律考虑进化学污染的研究中，就会严重限制我们对这种全球变化对生态和进化产生的影响以及可能的后果的理解。
上图：污染如何与生物节律相互作用的例子。尽管迄今为止接受的研究相对较少，但少数已经测试化学污染暴露与生物节律潜在相互作用的研究表明，这些因素可以在不同的时空尺度和多样的生物系统中相互作用（A-C）。虽然我们的重点是化学污染研究，但显然生物节律与所有形式的环境变化都相关（例如，光污染，D）。图片来源：Eli S. J. ThoréAnne E. Aulsebrook等人
这项研究最后得出结论说，将生物节律整合到化学污染研究中的必要性有三个相互关联的原因：一是生物节律具有适应性，不同步的生物节律可能导致生物和生态功能的紊乱；二是化学物质可以影响生物节律，而这些生物节律反过来也能影响化学物质的影响；另外，生物节律引入了使结果解释复杂化的变异。该研究呼吁要认识到生物节律的重要性，以更全面地了解化学污染对野生动植物和生态系统的影响，从而更好地预测和缓解其带来的复杂生态影响。
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