易科(ke)泰(tai)動(dong)物能量代謝(xie)測(ce)量技術(shu)應用(yong)案例

北京易科泰(tai)生(sheng)態(tai)技術(shu)有(you)限公(gong)司(si)致力(li)於提(ti)供(gong)“生態(tai)-農(nong)業-健(jian)康"研究(jiu)全面(mian)解決(jue)方案，積十幾(ji)年(nian)動(dong)物能量代謝(xie)與(yu)生(sheng)理(li)生(sheng)態儀(yi)器(qi)技術(shu)服(fu)務經(jing)驗，與(yu)美(mei)國Sable等國際能量代謝(xie)技(ji)術(shu)公(gong)司(si)合(he)作(zuo)，為動(dong)物生理(li)生(sheng)態、生(sheng)物醫學等科研工作(zuo)者(zhe)提(ti)供(gong)動(dong)物能量代謝(xie)與(yu)動(dong)物生理(li)生(sheng)態研(yan)究(jiu)全面(mian)解決(jue)方案：

1、實驗(yan)動(dong)物能量代謝(xie)測(ce)量技術(shu)方案：包(bao)括果(guo)蠅、斑(ban)馬魚(yu)、大(da)小鼠、豚鼠、家兔等(deng)實驗(yan)動(dong)物

2、家畜家(jia)禽能量代謝(xie)、營(ying)養(yang)代(dai)謝(xie)測(ce)量技術(shu)方案

3、生物醫學研究(jiu)能量代謝(xie)測(ce)量技術(shu)方案

4、生物安全(quan)、媒介(jie)生(sheng)物能量代謝(xie)測(ce)量技術(shu)方案

5、昆蟲等能量代謝(xie)測(ce)量技術(shu)方案

6、病蟲鼠害(hai)能量代謝(xie)測(ce)量技術(shu)方案

7、動(dong)物生理(li)生(sheng)態能(neng)量代謝(xie)測(ce)量技術(shu)方案

8、動(dong)物呼(hu)吸(xi)與(yu)能量代謝(xie)測(ce)量技術(shu)、紅(hong)外熱(re)成像分析技術(shu)、體(ti)溫心率監測(ce)技術(shu)、行為(wei)觀(guan)測(ce)分析技術(shu)等綜合(he)技術(shu)方案。

應用(yong)案例：體(ti)溫調節與(yu)氣候變(bian)化(hua)響應

氣候變(bian)化(hua)在很大(da)程度(du)上(shang)有(you)可(ke)能(neng)擾亂(luan)整個生(sheng)態系統，因此預測(ce)模型至關(guan)重(zhong)要(yao)。將(jiang)動(dong)物的生(sheng)理(li)參(can)數納入(ru)預測(ce)模型是提(ti)高(gao)模(mo)型準確(que)性(xing)的壹(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)條(tiao)件(jian)，同(tong)時(shi)也能(neng)夠解釋壹些正(zheng)在(zai)發生(sheng)的生態(tai)變(bian)化(hua)。緬因大學（University of Maine）的Vanessa R. Hensley等以壹(yi)種(zhong)北美飛(fei)鼠（Glaucomys volans）為研(yan)究(jiu)對象(xiang)，測(ce)量了(le)環境溫度(du)（高(gao)溫）對飛(fei)鼠體(ti)溫調節機制(zhi)和能(neng)量代謝(xie)的(de)影響。

該(gai)實驗(yan)應用(yong)美國Sable公(gong)司(si)的(de)溫度(du)調控(kong)裝(zhuang)置(zhi)獲得實驗(yan)所(suo)需要(yao)的(de)溫度(du)梯(ti)度(du)環境，使(shi)用(yong)SSI能量代謝(xie)測(ce)量系統，利用(yong)開放(fang)式呼(hu)吸(xi)測(ce)量技術(shu)（flow-through respirometry）測(ce)量飛(fei)鼠的代謝率，同(tong)時使(shi)用(yong)植入(ru)式實時(shi)體(ti)溫記(ji)錄儀(yi)記(ji)錄其(qi)體(ti)溫變(bian)化(hua)。數據(ju)分析表明(ming)變(bian)溫性(xing)（異溫性(xing)，heterothermy）是飛(fei)鼠體(ti)溫調節的(de)壹(yi)個(ge)重要(yao)機制(zhi)。在高(gao)達(da)40℃高(gao)溫下(xia)，飛(fei)鼠的代謝率沒(mei)有(you)顯(xian)著(zhu)增加(jia)，但從36.2℃開始(shi)，機體(ti)蒸(zheng)發失(shi)水(shui)開(kai)始明顯(xian)增(zeng)加(jia)。飛(fei)鼠的體(ti)溫（Tb）遵循(xun)晝(zhou)夜(ye)節(jie)律(lv)，活動(dong)期和靜(jing)止期Tb之(zhi)間相(xiang)差(cha)約(yue)2℃。飛(fei)鼠變(bian)溫性(xing)的日(ri)變(bian)化(hua)水平與(yu)其(qi)他(ta)松(song)鼠物種(zhong)壹致，但(dan)略(lve)高(gao)於其(qi)他(ta)松(song)鼠物種(zhong)。

應用(yong)案例：運動(dong)與(yu)衰(shuai)老

與(yu)許(xu)多(duo)生理(li)特(te)性(xing)壹樣(yang)，動(dong)物的溫度(du)調節能力隨著年(nian)齡(ling)的增(zeng)長而下(xia)降。衰(shuai)老既損(sun)害(hai)了(le)保(bao)溫或散(san)熱的能力(li)，也損(sun)害(hai)了(le)由有(you)氧代(dai)謝(xie)推動(dong)的產熱(re)能(neng)力(li)。反過(guo)來(lai)說，新(xin)陳(chen)代謝(xie)的(de)速度(du)不僅(jin)決(jue)定(ding)產熱(re)能(neng)力(li)，還可(ke)以影(ying)響衰(shuai)老過(guo)程。波(bo)蘭克(ke)拉科夫賈(jia)吉略(lve)大(da)學生物系環境科學研究(jiu)所（Institute of Environmental Sciences, Faculty of Biology, Jagiellonian University, Kraków, Poland）的Marta Grosiak等，在(zai)壹項(xiang)研究(jiu)中(zhong)，以壹(yi)種(zhong)田鼠（Myodes glarolus）為實驗(yan)對(dui)象(xiang)，用(yong)Sable公(gong)司(si)的(de)溫度(du)調控(kong)裝(zhuang)置(zhi)獲得實驗(yan)所(suo)需要(yao)的(de)溫度(du)環境（13-32℃），使(shi)用(yong)FMS便攜(xie)式能量代謝(xie)測(ce)量系統測(ce)量田鼠的靜(jing)息代謝率（RMR）、蒸(zheng)發失(shi)水(shui)（EWL），同時(shi)使(shi)用(yong)微型植入(ru)式實時(shi)體(ti)溫記(ji)錄儀(yi)記(ji)錄其(qi)體(ti)溫變(bian)化(hua)，觀(guan)測(ce)了(le)田鼠體(ti)溫調節特(te)性(xing)和年(nian)齡(ling)之(zhi)間的關(guan)系。結(jie)果(guo)表(biao)明(ming)，高(gao)有(you)氧運動(dong)代謝減輕了(le)衰(shuai)老對耐(nai)寒性(xing)的不(bu)利影(ying)響，但這壹(yi)優(you)勢(shi)已(yi)被老齡田鼠在應對炎熱條(tiao)件(jian)方(fang)面(mian)的妥(tuo)協所(suo)抵(di)消(xiao)；增加(jia)有(you)氧運動(dong)代謝不僅(jin)影(ying)響體(ti)溫調節特(te)性(xing)，而且(qie)影(ying)響這些特(te)性(xing)的年(nian)齡(ling)相(xiang)關(guan)變(bian)化(hua)，這可(ke)能是哺(bu)乳動(dong)物和鳥(niao)類熱生(sheng)理(li)學進化(hua)的關鍵因素(su)。

應用(yong)案例：鳥類對全(quan)球(qiu)氣候變(bian)化(hua)響應

居(ju)住(zhu)在(zai)北半球溫帶地區(qu)的(de)大(da)多(duo)數(shu)小型鳥類在冬(dong)季增(zeng)加(jia)基(ji)礎(chu)代(dai)謝率（BMR），這種(zhong)模式被認為是(shi)其(qi)代(dai)謝(xie)機制(zhi)為增(zeng)強耐(nai)寒性(xing)而做的調(tiao)節(jie)（調高(gao)代(dai)謝率以禦(yu)寒）。相(xiang)比(bi)之(zhi)下(xia)，居(ju)住(zhu)在(zai)亞熱帶沙(sha)漠(mo)地(di)區(qu)的(de)鳥(niao)類的季節(jie)BMR變(bian)化(hua)模式在很大(da)程度(du)上(shang)是(shi)未(wei)知的。珀(po)西·菲茨(ci)帕特(te)裏(li)克(ke)研(yan)究(jiu)所（Centre of Excellence at the Percy FitzPatrick Institute）的Ben Smit等調(tiao)查了(le)亞熱(re)帶(dai)沙(sha)漠(mo)鳥(niao)類的季節(jie)性(xing)BMR變(bian)化(hua)，並分析了(le)這些響應在全球範(fan)圍的(de)變(bian)化(hua)。

該(gai)研究(jiu)地點(dian)選(xuan)在(zai)喀(ka)拉哈裏(li)沙(sha)漠(mo)（the Kalahari Desert），該(gai)地區(qu)冬(dong)季和(he)夏季的(de)日平(ping)均氣溫分別(bie)為(wei)14攝氏(shi)度(du)和25攝氏(shi)度(du)。測(ce)量了(le)在這片(pian)沙(sha)漠(mo)中(zhong)生活的五(wu)種(zhong)鳥類（非洲(zhou)角(jiao)鸮Otus senegalensis，珍珠斑(ban)鸮Glaucidium perlatum，叉尾魟鸮Dicrurus adsimilis，紅(hong)胸黑伯勞(lao)Laniarius atroccinnus，白眉(mei)織雀Plocepasser mahali），使(shi)用(yong)SSI公(gong)司(si)的(de)能量代謝(xie)測(ce)量系統，測(ce)量它們在(zai)冬季和(he)夏季的(de)BMR。

結(jie)果(guo)顯(xian)示，5個物種(zhong)的mass-specific BMR在冬(dong)季顯(xian)著(zhu)低(di)於夏季。結(jie)合(he)對(dui)全(quan)球季節(jie)性(xing)BMR變(bian)化(hua)的分析表明(ming)，其(qi)大(da)小和(he)方(fang)向隨緯(wei)度(du)而變(bian)化(hua)，從冬(dong)季極(ji)冷(leng)的高(gao)緯(wei)度(du)地區(qu)冬(dong)季顯(xian)著(zhu)增加(jia)，到(dao)溫暖的亞(ya)熱(re)帶(dai)環境中(zhong)的相(xiang)反(fan)模(mo)式。顯(xian)示了(le)動(dong)物對氣(qi)候變(bian)化(hua)靈活、多樣(yang)的適應性(xing)。

參考文(wen)獻(xian)：

1.Vanessa R. Hensley, et al. 2019. Living on the edge: thermophysiology of the southern flying 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