FoxBox便(bian)攜式(shi)動物(wu)能量代(dai)謝測(ce)量系統應(ying)用於(yu)潮間(jian)帶(dai)螃(pang)蟹(xie)等(deng)研(yan)究(jiu)

隨(sui)著人(ren)類對(dui)生(sheng)物多樣(yang)性保護(hu)的持(chi)續(xu)關(guan)註(zhu)，生活(huo)在日(ri)交替(ti)地暴(bao)露(lu)於(yu)空(kong)氣(qi)和(he)淹沒於(yu)海(hai)水之(zhi)中潮間(jian)帶(dai)螃(pang)蟹(xie)等(deng)動物(wu)近(jin)年(nian)來(lai)成為(wei)動物(wu)生理(li)生態學及健(jian)康(kang)科學(xue)研(yan)究(jiu)的(de)熱(re)點(dian)。由(you)於(yu)生(sheng)境(jing)的(de)復雜(za)多(duo)變，高濕度(du)、高鹽度(du)等環(huan)境和(he)儀器測(ce)量技(ji)術發(fa)展(zhan)限制(zhi)，這(zhe)些動物(wu)的科學(xue)研(yan)究(jiu)壹度(du)受到(dao)很(hen)大的限制(zhi)。

易科泰生(sheng)態技術公司(si)作(zuo)為生(sheng)態健康領(ling)域的技術企業(ye)，積10多(duo)年(nian)水生動物(wu)和陸生(sheng)動物(wu)在動物(wu)行為(wei)、生理(li)、生態監(jian)測(ce)等(deng)方面(mian)的技術經(jing)驗(yan)，可(ke)提(ti)供潮間(jian)帶(dai)動物(wu)等生(sheng)理(li)生態研(yan)究(jiu)全(quan)面(mian)技術方案(an)，如(ru)海(hai)洋(yang)動物(wu)生理(li)生態（能量代(dai)謝）技(ji)術、兩(liang)棲(qi)動物(wu)呼吸代(dai)謝測(ce)量技(ji)術、動物(wu)行為(wei)監(jian)測(ce)技(ji)術，海(hai)岸帶(dai)生物(wu)多樣(yang)性及(ji)環(huan)境健(jian)康(kang)監(jian)測(ce)，廣(guang)泛(fan)用於(yu)動物(wu)養殖(zhi)、動物(wu)保護(hu)與資源開發(fa)、海(hai)洋(yang)生態學、環(huan)境科學(xue)等研(yan)究(jiu)中(zhong)。    

參考案(an)例

1. Faria, S. C., Bianchini, A., Lauer, M. M., Zimbardi, A. L. R. L., Tapella, F., Romero, M. C., & McNamara, J. C. (2020). Living on the Edge: Physiological and Kinetic Trade-Offs Shape Thermal Tolerance in Intertidal Crabs From Tropical to Sub-Antarctic South America. Frontiers in Physiology, 11.

溫度(du)是熱(re)調節動物(wu)生物(wu)地理(li)進化(hua)的(de)主要非生物(wu)因素，它(ta)影(ying)響(xiang)所有級別(bie)的組(zu)織，從(cong)亞(ya)細(xi)胞(bao)到(dao)系統，包括完整(zheng)的(de)有機(ji)體。溫度(du)的有害影(ying)響(xiang)往往超(chao)過生物(wu)體的(de)恒(heng)向(xiang)機(ji)制的(de)調節能力，從而限制(zhi)生命(ming)的(de)分布，對(dui)生(sheng)物地理(li)分布造(zao)成限(xian)制(zhi)。本文(wen)主(zhu)要(yao)通(tong)過Foxbox來(lai)研(yan)究(jiu)放(fang)置(zhi)於(yu)3毫米(mi)海(hai)水深度(du)的螃(pang)蟹(xie)熱(re)耐(nai)受率和(he)代(dai)謝進化(hua)，揭(jie)示在寒(han)冷和(he)溫(wen)暖(nuan)的氣(qi)候中(zhong)出現的生(sheng)理(li)轉變(bian)。

不(bu)同種(zhong)類(lei)螃(pang)蟹(xie)在(zai)不(bu)同溫(wen)度(du)下的單位(wei)體(ti)重(zhong)氧氣(qi)消耗和平(ping)均(jun)血乳酸濃度(du)

2. Lardies M A , Munoz J L , Paschke K A , et al. Latitudinal variation in the aerial/aquatic ratio of oxygen consumption of a supratidal high rocky-shore crab[J]. Marine Ecology, 2011, 32(1):42-51.

陸地環(huan)境的(de)殖(zhi)民(min)在(zai)熱(re)帶(dai)緯度(du)更為明顯，因而半陸蟹(xie)和(he)陸地蟹(xie)的(de)多(duo)樣(yang)性很(hen)高(gao)。然而，在溫(wen)帶地區(qu)，也(ye)有(you)大量甲(jia)殼(ke)類動物(wu)棲息(xi)在水-空氣(qi)界(jie)面(mian)的生態位置。評估這(zhe)些動物(wu)呼吸空(kong)氣(qi)能力的壹個(ge)方法是測(ce)量空(kong)中(zhong)/水生耗氧比。

本研(yan)究(jiu)的(de)目(mu)的是測(ce)試(shi)熱(re)變(bian)異(yi)對(dui)水生和空中(zhong)代(dai)謝的(de)影(ying)響(xiang)，以及確定與(yu)緯度(du)有關呼吸的(de)補(bu)償能力。研(yan)究(jiu)結果說明身體(ti)質量隨(sui)緯度(du)變化(hua)顯著，空(kong)氣(qi)和(he)水中單位體(ti)重(zhong)呼吸代(dai)謝的(de)差異(yi)持續(xu)存(cun)在(zai)，表(biao)明觀(guan)察到的(de) MR（代(dai)謝率）差(cha)異(yi)不(bu)是體(ti)型差異(yi)的影(ying)響(xiang)。空中/水生呼吸代(dai)謝比接近(jin)1。發(fa)現(xian)的(de)模(mo)式(shi)表(biao)明，低緯度(du)地區(qu)空中和水生的代(dai)謝率增(zeng)加，因此不(bu)支持(chi)溫帶生境的緯度(du)補償假說。

            不(bu)同溫(wen)度(du)下螃(pang)蟹(xie)空(kong)氣(qi)和(he)水中的氧氣(qi)消耗代(dai)謝

3. Capparelli M V , Bordon I C , Araujo G , et al. Combined effects of temperature and copper on oxygen consumption and antioxidant responses in the mudflat fiddler crab Minuca rapax (Brachyura, Ocypodidae)[J]. Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology & Pharmacology, 2019, 223:35-41.

銅是所有生物體必需(xu)的微(wei)量營(ying)養(yang)素(su)，用於(yu)各(ge)種(zhong)生(sheng)理(li)生化(hua)過程(cheng)。這(zhe)個(ge)重(zhong)金屬是(shi)多(duo)種(zhong)酶(mei)過程(cheng)中(zhong)的(de)輔助(zhu)因子，但在(zai)高(gao)濃度(du)下會(hui)產(chan)生潛(qian)在(zai)毒(du)性(xing)。在受人(ren)為影(ying)響(xiang)的工業(ye)、農(nong)業(ye)和港(gang)口等活(huo)動地區(qu)，銅可(ke)高(gao)達(da)200mg Cu L-1。在(zai)甲(jia)殼(ke)類動物(wu)中，銅是氧氣(qi)輸(shu)送(song)中(zhong)呼吸色(se)素(su)血藍蛋(dan)白(bai)的天(tian)然成分(fen)，也(ye)在(zai)蛻皮(pi)周期和(he)金屬硫(liu)蛋(dan)白(bai)合成中(zhong)發(fa)揮作(zuo)用。在水生物種(zhong)中(zhong)，鰓(sai)的氣(qi)體(ti)交換功能受到(dao)嚴(yan)重(zhong)影(ying)響(xiang)，導致(zhi)血淋巴氧氣(qi)分(fen)壓明顯減(jian)少。壹般來(lai)說，隨(sui)著溫度(du)升高金屬毒(du)性(xing)和氧氣(qi)消耗率增(zeng)加，所有的新陳代(dai)謝過程(cheng)都(dou)會(hui)受到(dao)溫(wen)度(du)升高的刺激(ji)，導致(zhi)氧化(hua)應(ying)激(ji)。

   本研(yan)究(jiu)調查了(le)水性銅暴(bao)露(lu)和急(ji)性(xing)溫度(du)變化(hua)對(dui)招(zhao)潮蟹(xie)氧(yang)氣(qi)消耗和氧(yang)化(hua)應(ying)激(ji)生(sheng)物(wu)標(biao)誌(zhi)物(wu)、谷(gu)胱(guang)甘(gan)肽(tai)S-轉移(yi)酶和(he)谷胱(guang)甘(gan)肽(tai)過氧化(hua)物(wu)酶的綜(zong)合影(ying)響(xiang)。實驗中(zhong)使(shi)用Foxbox多通(tong)道(dao)呼吸代(dai)謝儀測(ce)量螃(pang)蟹(xie)空(kong)氣(qi)中(zhong)氧氣(qi)消耗以及(ji)反應(ying)代(dai)謝敏感(gan)性(xing)的(de)Q10，研(yan)究(jiu)結論(lun)表(biao)明銅暴(bao)露(lu)會(hui)增(zeng)加低(di)溫下氧氣(qi)的(de)消耗，但減(jian)少高(gao)溫下(xia)氧氣(qi)的(de)消耗，以及(ji)變化(hua)的(de)代(dai)謝響(xiang)應(ying)。見(jian)下(xia)圖(tu)Fig1。

             招(zhao)潮蟹(xie)和(he)其(qi)在不(bu)同溫(wen)度(du)下空氣(qi)中(zhong)的氧氣(qi)下(xia)消耗

4. Bacigalupe L D , Gaitan-Espitia J D , Barria A M , et al. Natural selection on plasticity of thermal traits in a highly seasonal environment[J]. Evolutionary Applications, 2018, 11.

對(dui)於(yu)地理(li)分布廣泛(fan)的(de)外(wai)溫物種(zhong)，環(huan)境溫(wen)度(du)（平(ping)均(jun)值(zhi)和值(zhi)）的緯度(du)/海(hai)拔(ba)變化(hua)被(bei)認(ren)為(wei)決定(ding)自然種(zhong)群(qun)的生(sheng)理(li)耐(nai)受率和(he)適(shi)應(ying)能力（即表(biao)型(xing)可(ke)塑(su)性程(cheng)度(du)）的進化(hua)。對(dui)於(yu)物(wu)種(zhong)分(fen)布邊緣(yuan)的(de)不(bu)可(ke)預(yu)測(ce)、或(huo)異(yi)構生(sheng)境(jing)中(zhong)的種(zhong)群(qun)來(lai)說，氣(qi)候變(bian)化(hua)預(yu)計將(jiang)增(zeng)加其(qi)局(ju)部滅絕(jue)的風(feng)險(xian)。在這(zhe)種(zhong)背(bei)景(jing)下，熱(re)生(sheng)理(li)可(ke)塑(su)性等(deng)特征將(jiang)發(fa)揮基礎(chu)性作(zuo)用，決定(ding)自然種(zhong)群(qun)適(shi)應(ying)人(ren)為變(bian)暖(nuan)的能力和速(su)度(du)。

本研(yan)究(jiu)使(shi)用Foxbox研(yan)究(jiu)背(bei)眼(yan)蛙在20和30攝(she)氏(shi)度(du)的標(biao)準代(dai)謝率及(ji)其代(dai)謝敏感(gan)度(du)（Q10）,Q10=(R2/R1)^(10/T2-T1),其中R2和R2分(fen)別(bie)為溫(wen)度(du)為T2和T1時的(de)單(dan)位體(ti)重(zhong)耗氧量。總(zong)的(de)來(lai)說，考(kao)慮(lv)到有(you)可(ke)能有選(xuan)擇(ze)個(ge)體(ti)特(te)征的原(yuan)因，研(yan)究(jiu)沒有發(fa)現(xian)證(zheng)據(ju)表(biao)明，這(zhe)個(ge)群(qun)體的(de)代(dai)謝熱(re)適(shi)應(ying)正在被(bei)定向(xiang)選(xuan)擇(ze)作(zuo)為目(mu)標(biao)。