野外(wai)動物(wu)代謝(xie)率(lv)測量(liang)-便攜(xie)式多(duo)功能(neng)能(neng)量(liang)代謝(xie)測(ce)量(liang)儀應(ying)用(yong)場景(jing)及(ji)案(an)例

FMS便攜(xie)式能(neng)量(liang)代謝(xie)測(ce)量(liang)儀作為(wei)壹(yi)款(kuan)高度輕(qing)便的(de)多(duo)功能(neng)能(neng)量(liang)代謝(xie)測(ce)量(liang)儀，可隨身(shen)攜(xie)帶(dai)到戶外(wai)任何(he)場景(jing)下隨時(shi)隨地(di)進行(xing)自動化(hua)的(de)多(duo)物(wu)種(zhong)能(neng)量(liang)代謝(xie)測(ce)試(shi)。例如可對城市(shi)郊(jiao)區、農(nong)田(tian)、動物(wu)園(yuan)、熱(re)帶(dai)雨(yu)林、荒(huang)漠及沙(sha)漠，以及(ji)高海拔、南(nan)北(bei)極(ji)野外(wai)環(huan)境(jing)等(deng)各(ge)種(zhong)環(huan)境(jing)捕捉動物(wu)或(huo)原(yuan)位進行(xing)動物(wu)能(neng)量(liang)代謝(xie)測(ce)試(shi)。常(chang)見(jian)的測試(shi)動物(wu)如松(song)鼠、蛇、蜥蜴、青蛙(wa)、蝴(hu)蝶(die)、鳥類(lei)、嚙齒類、靈(ling)長類(lei)等。下圖(tu)為(wei)德國明(ming)斯(si)特大學(xue)Dr Rebecca Rimbach博(bo)士(shi)進行(xing)田鼠和松(song)鼠研(yan)究(jiu)使(shi)用(yong)的動物(wu)生理(li)表型(xing)研(yan)究(jiu)設備。

Dr Rebecca Rimbach博(bo)士(shi)早在(zai)求(qiu)學期(qi)間(jian)就(jiu)使(shi)用(yong)了Foxbox便攜(xie)式動物(wu)呼吸代謝(xie)儀搭建(jian)了自(zi)動化(hua)的(de)多(duo)通(tong)道(dao)能(neng)量(liang)代謝(xie)測(ce)量(liang)儀器方案(an)，並(bing)發表了(le)多(duo)篇研(yan)究(jiu)成(cheng)果(guo)。部(bu)分(fen)案(an)例如下：

案例1  不同季節條紋(wen)小鼠甲狀腺激素(su)水平與(yu)靜息(xi)代謝(xie)率(lv)（RMR）研(yan)究(jiu)

     為(wei)了(le)應(ying)對(dui)食物(wu)供(gong)應(ying)和(he)環(huan)境(jing)溫度的變(bian)化(hua)，許多(duo)動物(wu)的生理(li)機(ji)能(neng)表現出(chu)季(ji)節性(xing)適(shi)應(ying)。實驗(yan)室(shi)研(yan)究(jiu)表(biao)明(ming)，甲(jia)狀腺激素(su)參與(yu)新陳(chen)代謝(xie)的(de)調節，當(dang)個體(ti)的能(neng)量(liang)平衡受到損(sun)害(hai)時(shi)，它(ta)們(men)的調節功能(neng)尤為(wei)重(zhong)要(yao)。文(wen)中作者在(zai)南(nan)非(fei)Goegap自(zi)然(ran)保(bao)護(hu)區(qu)研(yan)究(jiu)了(le)3只(zhi)生活(huo)在(zai)半(ban)幹(gan)旱(han)環(huan)境(jing)中的非洲條紋(wen)小鼠（Rhabdomys pumilio）的三碘(dian)甲狀(zhuang)腺原(yuan)氨酸(suan)（T3）水平、靜息(xi)代謝(xie)率(lv)（RMR）和兩種(zhong)能(neng)量(liang)平衡生理(li)標誌物(wu)（血糖(tang)和(he)酮體(ti)）的季(ji)節性(xing)變(bian)化(hua)。

    T₃水平在(zai)潮(chao)濕(shi)季(ji)節與(yu)RMR之間(jian)存(cun)在(zai)負相關(guan)關(guan)系(xi)，而不是(shi)預測的正相關(guan)關(guan)系(xi)，而在(zai)旱(han)季(ji)則(ze)沒有關(guan)系(xi)。旱(han)季(ji)RMR降低(di)和(he)T₃水平降低(di)可(ke)能(neng)反映了(le)在(zai)糧食資源(yuan)稀(xi)缺時(shi)減(jian)少能(neng)量(liang)消耗(hao)的(de)適(shi)應(ying)機(ji)制(zhi)。

案例2  棲(qi)息(xi)在(zai)冬(dong)季降雨(yu)沙(sha)漠(mo)中的嚙齒動物(wu)能(neng)量(liang)消耗(hao)的(de)季(ji)節性(xing)變(bian)化(hua)

   同樣在(zai)南(nan)非(fei)Goegap自(zi)然(ran)保(bao)護(hu)區(qu)，該作者(zhe)采(cai)用(yong)與(yu)實時(shi)能(neng)量(liang)代謝(xie)測(ce)量(liang)技術相互(hu)補的(de)雙(shuang)標水(shui)技術監(jian)測了69只條紋(wen)小鼠的日(ri)代謝(xie)率(lv)（DEE）和靜息(xi)代謝(xie)率(lv)（RMR），如下圖(tu)所(suo)示(shi)： 

    條紋(wen)小鼠在(zai)食物(wu)稀缺的(de)旱(han)季(ji)使(shi)用(yong)多(duo)種(zhong)機(ji)制(zhi)降低(di)了(le)它(ta)們(men)的(de)DEE，特別是(shi)RMR的降低(di)，並(bing)減(jian)少了整(zheng)體(ti)體(ti)力活(huo)動。這項研(yan)究(jiu)表(biao)明(ming)，在(zai)試(shi)圖(tu)理(li)解(jie)動物(wu)如何(he)應(ying)對(dui)惡(e)劣環(huan)境(jing)時(shi)，考(kao)慮(lv)幾個環(huan)境(jing)因(yin)素(su)以及(ji)它們是(shi)否同時增(zeng)加或(huo)減(jian)少強度（這裏以(yi)食物(wu)供(gong)應(ying)和(he)環(huan)境(jing)溫度Ta為(wei)例）可能(neng)很(hen)重要(yao)。因(yin)此(ci)，由於(yu)氣(qi)候(hou)變(bian)化(hua)而暴露在(zai)更(geng)惡(e)劣環(huan)境(jing)中的動物(wu)可能(neng)能(neng)夠采(cai)用(yong)不同的應(ying)對(dui)機(ji)制(zhi)，這(zhe)些機(ji)制(zhi)必(bi)須同時進行(xing)研(yan)究(jiu)。

參考(kao)文(wen)獻：

[1] Rebecca Rimbach.,Neville Pillay,Carsten Schradin. Correction: Both thyroid hormone levels and resting metabolic rate decrease in African striped mice when food availability decreases (doi: 10.1242/jeb.151449). Journal of Experimental Biology (2018) 221, jeb185363. doi:10.1242/jeb.185363

[2] Rimbach, R., Blanc, S., Zahariev, A.et al. Seasonal variation in energy expenditure in a rodent inhabiting a winter-rainfall desert. J Comp Physiol B 188,877–888(2018).