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易科泰動物能量代謝測量技術(shù)應(yīng)用案例
發(fā)布時間: 2022-04-07 點擊次數(shù): 1223次北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司致力于提供“生態(tài)-農(nóng)業(yè)-健康"研究全面解決方案,積十幾年動物能量代謝與生理生態(tài)儀器技術(shù)服務(wù)經(jīng)驗,與美國Sable等國際能量代謝技術(shù)公司合作,為動物生理生態(tài)、生物醫(yī)學(xué)等科研工作者提供動物能量代謝與動物生理生態(tài)研究全面解決方案:
1、實驗動物能量代謝測量技術(shù)方案:包括果蠅、斑馬魚、大小鼠、豚鼠、家兔等實驗動物
2、家畜家禽能量代謝、營養(yǎng)代謝測量技術(shù)方案
3、生物醫(yī)學(xué)研究能量代謝測量技術(shù)方案
4、生物安全、媒介生物能量代謝測量技術(shù)方案
5、昆蟲等能量代謝測量技術(shù)方案
6、病蟲鼠害能量代謝測量技術(shù)方案
7、動物生理生態(tài)能量代謝測量技術(shù)方案
8、動物呼吸與能量代謝測量技術(shù)、紅外熱成像分析技術(shù)、體溫心率監(jiān)測技術(shù)、行為觀測分析技術(shù)等綜合技術(shù)方案。
應(yīng)用案例:體溫調(diào)節(jié)與氣候變化響應(yīng)
氣候變化在很大程度上有可能擾亂整個生態(tài)系統(tǒng),因此預(yù)測模型至關(guān)重要。將動物的生理參數(shù)納入預(yù)測模型是提高模型準確性的一個重要條件,同時也能夠解釋一些正在發(fā)生的生態(tài)變化。緬因大學(xué)(University of Maine)的Vanessa R. Hensley等以一種北美飛鼠(Glaucomys volans)為研究對象,測量了環(huán)境溫度(高溫)對飛鼠體溫調(diào)節(jié)機制和能量代謝的影響。
該實驗應(yīng)用美國Sable公司的溫度調(diào)控裝置獲得實驗所需要的溫度梯度環(huán)境,使用SSI能量代謝測量系統(tǒng),利用開放式呼吸測量技術(shù)(flow-through respirometry)測量飛鼠的代謝率,同時使用植入式實時體溫記錄儀記錄其體溫變化。數(shù)據(jù)分析表明變溫性(異溫性,heterothermy)是飛鼠體溫調(diào)節(jié)的一個重要機制。在高達40℃高溫下,飛鼠的代謝率沒有顯著增加,但從36.2℃開始,機體蒸發(fā)失水開始明顯增加。飛鼠的體溫(Tb)遵循晝夜節(jié)律,活動期和靜止期Tb之間相差約2℃。飛鼠變溫性的日變化水平與其他松鼠物種一致,但略高于其他松鼠物種。
應(yīng)用案例:運動與衰老
與許多生理特性一樣,動物的溫度調(diào)節(jié)能力隨著年齡的增長而下降。衰老既損害了保溫或散熱的能力,也損害了由有氧代謝推動的產(chǎn)熱能力。反過來說,新陳代謝的速度不僅決定產(chǎn)熱能力,還可以影響衰老過程。波蘭克拉科夫賈吉略大學(xué)生物系環(huán)境科學(xué)研究所(Institute of Environmental Sciences, Faculty of Biology, Jagiellonian University, Kraków, Poland)的Marta Grosiak等,在一項研究中,以一種田鼠(Myodes glarolus)為實驗對象,用Sable公司的溫度調(diào)控裝置獲得實驗所需要的溫度環(huán)境(13-32℃),使用FMS便攜式能量代謝測量系統(tǒng)測量田鼠的靜息代謝率(RMR)、蒸發(fā)失水(EWL),同時使用微型植入式實時體溫記錄儀記錄其體溫變化,觀測了田鼠體溫調(diào)節(jié)特性和年齡之間的關(guān)系。結(jié)果表明,高有氧運動代謝減輕了衰老對耐寒性的不利影響,但這一優(yōu)勢已被老齡田鼠在應(yīng)對炎熱條件方面的妥協(xié)所抵消;增加有氧運動代謝不僅影響體溫調(diào)節(jié)特性,而且影響這些特性的年齡相關(guān)變化,這可能是哺乳動物和鳥類熱生理學(xué)進化的關(guān)鍵因素。
應(yīng)用案例:鳥類對全球氣候變化響應(yīng)
居住在北半球溫帶地區(qū)的大多數(shù)小型鳥類在冬季增加基礎(chǔ)代謝率(BMR),這種模式被認為是其代謝機制為增強耐寒性而做的調(diào)節(jié)(調(diào)高代謝率以御寒)。相比之下,居住在亞熱帶沙漠地區(qū)的鳥類的季節(jié)BMR變化模式在很大程度上是未知的。珀西·菲茨帕特里克研究所(Centre of Excellence at the Percy FitzPatrick Institute)的Ben Smit等調(diào)查了亞熱帶沙漠鳥類的季節(jié)性BMR變化,并分析了這些響應(yīng)在全球范圍的變化。
該研究地點選在喀拉哈里沙漠(the Kalahari Desert),該地區(qū)冬季和夏季的日平均氣溫分別為14攝氏度和25攝氏度。測量了在這片沙漠中生活的五種鳥類(非洲角鸮Otus senegalensis,珍珠斑鸮Glaucidium perlatum,叉尾魟鸮Dicrurus adsimilis,紅胸黑伯勞Laniarius atroccinnus,白眉織雀Plocepasser mahali),使用SSI公司的能量代謝測量系統(tǒng),測量它們在冬季和夏季的BMR。
結(jié)果顯示,5個物種的mass-specific BMR在冬季顯著低于夏季。結(jié)合對全球季節(jié)性BMR變化的分析表明,其大小和方向隨緯度而變化,從冬季極冷的高緯度地區(qū)冬季顯著增加,到溫暖的亞熱帶環(huán)境中的相反模式。顯示了動物對氣候變化靈活、多樣的適應(yīng)性。
參考文獻:
1.Vanessa R. Hensley, et al. 2019. Living on the edge: thermophysiology of the southern ?ying squirrel at its northern range margin. Electronic Teses and Dissertations. 2951.
2.Marta Grosiak, et al. 2020. Age-Related Changes in the Thermoregulatory Properties in Bank Voles From a Selection Experiment. Frontiers in Physiology, 19 November 2020, doi: 10.3389/fphys.2020.576304
3.Ben Smit, et al. 2010. Avian seasonal metabolic variation in a subtropical desert: basal metabolic rates are lower in winter than in summer. Functional Ecology 2010, 24, 330–339