解(jie)密昆蟲(chong)互(hu)作的(de)能量機(ji)制——易科泰昆蟲(chong)能(neng)量代謝測(ce)量技術(shu)

在(zai)全球(qiu)氣(qi)候變化與農(nong)業生(sheng)態(tai)安(an)全面臨嚴峻挑戰(zhan)的(de)背景(jing)下(xia)，昆(kun)蟲(chong)能(neng)量代謝測(ce)量技術(shu)通(tong)過(guo)實(shi)時(shi)監測(ce)耗(hao)氧(yang)量、二(er)氧(yang)化(hua)碳排(pai)放(fang)及(ji)呼(hu)吸(xi)商等參數，精(jing)準(zhun)量化昆(kun)蟲(chong)在(zai)種(zhong)內或種(zhong)間互(hu)作（如(ru)寄生、共生、競(jing)爭）中的(de)能量分配(pei)與(yu)生理適(shi)應機(ji)制。其(qi)作用在(zai)於揭(jie)示互(hu)作引(yin)發的(de)代謝動(dong)態(tai)變(bian)化(hua)（如寄生導致宿主呼(hu)吸(xi)激增、取食行為(wei)與(yu)能(neng)量消耗(hao)的(de)協同），評(ping)估(gu)環(huan)境脅(xie)迫（溫度、農(nong)藥）對能(neng)量策略(lve)的(de)影響(xiang)；前(qian)景(jing)則聚(ju)焦(jiao)於(yu)多(duo)技術(shu)融(rong)合(he)（結(jie)合(he)行為(wei)監測(ce)、紅(hong)外熱成(cheng)像）和高通量系(xi)統(tong)應用，推(tui)動(dong)從(cong)微觀(guan)生(sheng)理(li)到(dao)宏(hong)觀生(sheng)態(tai)的(de)跨尺度(du)研(yan)究(jiu)，為(wei)害(hai)蟲(chong)防(fang)控、共生進化(hua)及(ji)氣(qi)候變化響(xiang)應提(ti)供(gong)核(he)心理論支撐。

北京(jing)易科泰依(yi)托(tuo) 20 余(yu)年技術(shu)積澱，為(wei)客戶提(ti)供(gong)全面定制化的(de)昆蟲(chong)能(neng)量代謝測(ce)量技術(shu)方(fang)案：

l 測(ce)量對象(xiang)覆蓋從(cong)果(guo)蠅(ying)、蚜蟲(chong)等細小(xiao)昆(kun)蟲(chong)，到(dao)蜜(mi)蜂(feng)、蚱蜢(meng)、鱗(lin)翅目(mu)等中大型(xing)昆蟲(chong)，以(yi)及(ji)線(xian)蟲(chong)、蜘(zhi)蛛等土壤(rang)無(wu)脊(ji)椎(zhui)動(dong)物(wu)，支持卵-幼蟲(chong)-蛹(yong)-成(cheng)蟲(chong)全生(sheng)命(ming)周期的(de)昆蟲(chong)呼(hu)吸(xi)代謝測(ce)量

l 可(ke)選模(mo)塊(kuai)式或便(bian)攜式結(jie)構(gou)，具備高度(du)可(ke)擴(kuo)展性(xing)、多(duo)樣化配(pei)置方(fang)案

l 基(ji)於(yu)開(kai)放(fang)式、封(feng)閉(bi)式、Stop-flow等不同測(ce)量技術(shu)，適(shi)應不同(tong)預算、不同昆(kun)蟲(chong)大(da)小(xiao)、不(bu)同研究(jiu)需求，可(ke)選配單(dan)通(tong)道或多(duo)通(tong)道測(ce)量系(xi)統(tong)

易科泰昆蟲(chong)能(neng)量代謝測(ce)量設備(bei)應用案(an)例：

昆(kun)蟲(chong)與(yu)植物互(hu)作——幼蟲(chong)宿(xiu)主塑造帝王蝶(die)飛行能耗(hao)

帝王蝶(die)的(de)北美種(zhong)群具有長達數千公裏(li)的(de)季節性(xing)遷(qian)徙行為(wei)，是(shi)昆(kun)蟲(chong)中遷(qian)徙距離最長的(de)物種(zhong)之壹(yi)。人(ren)類為(wei)了(le)保(bao)護這(zhe)壹(yi)瀕危(wei)物(wu)種(zhong)，會(hui)在(zai)其(qi)遷(qian)徙路(lu)線種(zhong)植幼蟲(chong)取(qu)食的(de)多(duo)種(zhong)乳草。賓(bin)夕法(fa)尼亞(ya)州(zhou)立大(da)學昆(kun)蟲(chong)系(xi)的(de)科研團(tuan)隊(dui)研(yan)究(jiu)了(le)8種(zhong)不同(tong)乳草培(pei)養(yang)下帝王蝶(die)飛行肌肉發育(yu)、能量代謝等參數的(de)變化，其(qi)中熱(re)帶乳(ru)草和華麗乳草組成(cheng)蟲(chong)的(de)飛(fei)行代謝率(lv)（FMR）顯(xian)著高(gao)於(yu)草原(yuan)乳草組；華(hua)麗乳草組成(cheng)蟲(chong)靜止(zhi)代謝率(lv)（RMR） 顯(xian)著高(gao)於(yu)草原(yuan)乳草、輪(lun)生乳(ru)草和普通乳草組。帝王蝶(die)幼蟲(chong)宿(xiu)主乳(ru)草種(zhong)類通(tong)過(guo)改變(bian)帝王蝶(die)的(de)飛(fei)行肌肉占(zhan)比(bi)和強心(xin)苷積累(lei)，顯(xian)著(zhu)影(ying)響(xiang)成(cheng)年帝王蝶(die)的(de)能量代謝特征(zheng)，比(bi)如熱(re)帶乳(ru)草和華麗乳草雖然能促進更(geng)高的(de)肌肉發(fa)育(yu)，但會(hui)導致更高的(de)能量消耗(hao)，可(ke)能(neng)對長(chang)距離遷(qian)徙不(bu)利；而普(pu)通(tong)乳(ru)草、草原(yuan)乳草等則支(zhi)持更經(jing)濟的(de)能量需求，更適(shi)合帝王蝶(die)種(zhong)群的(de)遷(qian)徙。

昆(kun)蟲(chong)與(yu)微生(sheng)物(wu)互(hu)作——常(chang)駐微生(sheng)物(wu)群(qun)對果(guo)蠅(ying)營(ying)養(yang)表型(xing)的(de)影響(xiang)

動(dong)物常(chang)駐微生(sheng)物(wu)群(qun)（尤(you)其是(shi)腸道菌(jun)群(qun)）對宿(xiu)主營(ying)養(yang)加(jia)工(gong)、代謝信號及(ji)健(jian)康至關(guan)重(zhong)要，但(dan)哺乳(ru)動物菌群(qun)復(fu)雜（數百(bai)種(zhong)，多(duo)不(bu)可(ke)培(pei)養(yang)），研究(jiu)難度(du)大。英(ying)國約(yue)克(ke)大學生(sheng)物學(xue)系(xi)的(de)研究(jiu)團隊(dui)以(yi)果(guo)蠅(ying)為(wei)樣品探(tan)究(jiu)常(chang)駐微生(sheng)物(wu)群(qun)對果(guo)蠅(ying)營(ying)養(yang)表型(xing)（生長(chang)、營(ying)養(yang)狀態(tai)、代謝）的(de)影響(xiang)。其(qi)中無(wu)菌(jun)果(guo)蠅(ying)幼蟲(chong)發(fa)育(yu)時(shi)間顯著延(yan)長，而存活率、成(cheng)年體重(zhong)、雌性(xing)產卵(luan)量無(wu)顯(xian)著差(cha)異。無(wu)菌(jun)果(guo)蠅(ying)的(de)耗(hao)氧(yang)率(lv)和產CO₂率(lv)顯著(zhu)低(di)於(yu)常(chang)規(gui)果(guo)蠅(ying)，雌性(xing)高於(yu)雄(xiong)性(xing)；雌雄(xiong)呼(hu)吸(xi)商均(jun)接(jie)近 1，表(biao)明主要(yao)呼(hu)吸(xi)燃(ran)料(liao)為(wei)葡(pu)萄(tao)糖。其(qi)中無(wu)菌(jun)果(guo)蠅(ying)幼蟲(chong)發(fa)育(yu)延長可(ke)能(neng)因微生(sheng)物(wu)缺失導致營(ying)養(yang)獲(huo)取效(xiao)率降(jiang)低，而成(cheng)年體型(xing)無(wu)差(cha)異說(shuo)明幼蟲(chong)臨(lin)界體重(zhong)後的(de)生長不(bu)受(shou)影(ying)響(xiang)，提(ti)示微生(sheng)物(wu)作(zuo)用(yong)主要(yao)在(zai)臨界體重(zhong)前(qian)階(jie)段(duan)。這(zhe)表明果(guo)蠅(ying)常(chang)駐微生(sheng)物(wu)群(qun)雖(sui)非生(sheng)存必需(xu)，但(dan)通過(guo)促進幼蟲(chong)生(sheng)長、調節碳水(shui)化(hua)合物(wu)分配及(ji)能(neng)量穩(wen)態(tai)，顯(xian)著(zhu)影響(xiang)宿(xiu)主營(ying)養(yang)表型(xing)，揭示動物(wu)營(ying)養(yang)表型(xing)需結(jie)合宿主 - 微生(sheng)物(wu)群(qun)相(xiang)互(hu)作用(yong)機(ji)理。

全球(qiu)變(bian)暖影響(xiang)昆(kun)蟲(chong)與(yu)植物互(hu)作——溫度對覓(mi)食(shi)行為(wei)及(ji)飛(fei)行代謝率(lv)的(de)影響(xiang)

昆(kun)蟲(chong)中傳粉者對野(ye)生(sheng)植物群(qun)落和農(nong)業生(sheng)產力至關(guan)重(zhong)要，但(dan)全球(qiu)範(fan)圍內其豐(feng)度和多(duo)樣性(xing)正下(xia)降(jiang)。氣(qi)候變暖是傳粉昆(kun)蟲(chong)的(de)主要(yao)威脅(xie)之(zhi)壹(yi)，可(ke)影(ying)響(xiang)昆(kun)蟲(chong)發(fa)育(yu)、形(xing)態(tai)、代謝及(ji)行為(wei)。瑞典科(ke)學團(tuan)隊(dui)從(cong)溫度變(bian)化入(ru)手(shou)，研(yan)究(jiu)氣(qi)候變暖條件(jian)下熊(xiong)蜂(feng)覓(mi)食(shi)行為(wei)及(ji)代謝機(ji)制的(de)變(bian)化。實(shi)驗結(jie)果(guo)顯(xian)示飛(fei)行代謝率(lv)隨溫度升(sheng)高(gao)而顯(xian)著降(jiang)低(di)。其(qi)中高(gao)溫下熊(xiong)峰的(de)飛(fei)行代謝率(lv)降(jiang)低(di)可(ke)能(neng)是(shi)因(yin)為(wei)肌(ji)肉預熱耗(hao)能(neng)減(jian)少，使(shi)熊蜂(feng)能更(geng)快飛行、更多(duo)訪(fang)花(hua)而不(bu)增(zeng)加(jia)能(neng)耗(hao)；但(dan)高(gao)溫也(ye)會(hui)引(yin)發熱(re)應激，導致單蜂(feng)覓(mi)食(shi)次(ci)數減(jian)少。這(zhe)種(zhong)覓(mi)食(shi)行為(wei)的(de)改(gai)變可(ke)能(neng)會(hui)破壞植物 - 傳粉者互(hu)作，雖(sui)然高(gao)溫下熊(xiong)蜂(feng)訪花(hua)更頻繁(fan)，但可(ke)能(neng)因訪(fang)花(hua)時(shi)間短導致花(hua)粉傳遞不足；且(qie)單蜂(feng)覓(mi)食(shi)次(ci)數減(jian)少、更(geng)多(duo)工(gong)蜂(feng)參與(yu)覓(mi)食(shi)可(ke)能(neng)降低(di)蜂(feng)群效(xiao)率(lv)（如(ru)哺育(yu)），間接影響(xiang)植物授粉成(cheng)功率(lv)。

易科泰提(ti)供(gong)專業(ye)全面的(de)昆蟲(chong)生(sheng)理生態(tai)研(yan)究(jiu)技術(shu)方(fang)案：

l SSI 模(mo)塊(kuai)式昆(kun)蟲(chong)能(neng)量代謝測(ce)量技術(shu)方(fang)案

模(mo)塊(kuai)化設(she)計(ji)，可(ke)精(jing)確測(ce)定昆(kun)蟲(chong)耗(hao)氧(yang)量和二(er)氧(yang)化(hua)碳產(chan)量，適(shi)用於(yu) 昆蟲(chong)生(sheng)態(tai)學(xue)、遺(yi)傳學、毒(du)理(li)學 等多(duo)領(ling)域(yu)研究(jiu)

l FMS & Foxbox 便(bian)攜式昆(kun)蟲(chong)能(neng)量代謝技術(shu)方(fang)案

小(xiao)型(xing)箱(xiang)式設(she)計(ji)，便(bian)於野(ye)外(wai)快速部(bu)署(shu)，支(zhi)持(chi)現(xian)場(chang)代謝監測(ce)

l 高(gao)通量昆蟲(chong)能(neng)量代謝測(ce)量技術(shu)方(fang)案

專為(wei)微小(xiao)生(sheng)物（昆蟲(chong)、蟲(chong)蛹(yong)、蛾(e)、線(xian)蟲(chong)、土壤(rang)動(dong)物等） 設計(ji)，高(gao)通(tong)量測(ce)定呼(hu)吸(xi)速率(lv)和代謝水(shui)平

l MAVEN™高(gao)通量果(guo)蠅(ying)等昆蟲(chong)代謝監測(ce)技術(shu)

支(zhi)持(chi)同(tong)時(shi)監測(ce) 16 只果(guo)蠅(ying)，單次(ci)測(ce)量最快 15 秒(miao)完(wan)成(cheng)，適(shi)用於(yu)生態(tai)學(xue)、遺(yi)傳學 等多(duo)學(xue)科(ke)研(yan)究(jiu)。

l 易科泰VISIR昆(kun)蟲(chong)行為(wei)觀(guan)測(ce)分析(xi)技術(shu)

融(rong)合(he)可(ke)見(jian)光(guang)+紅(hong)外熱成(cheng)像技術(shu)，精(jing)準(zhun)記(ji)錄昆(kun)蟲(chong)行為(wei)軌(gui)跡(ji)、體溫變化(hua)、支(zhi)持高通(tong)量樣本監測(ce)

l 高(gao)光譜(pu)成(cheng)像技術(shu)

捕(bu)捉(zhuo)昆(kun)蟲(chong)高(gao)光譜(pu)特征(zheng)，助力實(shi)現(xian)物(wu)種(zhong)自(zi)動(dong)化識別/行為(wei)模(mo)式（如(ru)覓(mi)食(shi)）和生理狀態(tai)分(fen)析(xi)/健(jian)康狀(zhuang)況評(ping)估(gu)。

l 昆(kun)蟲(chong) - 植物互(hu)作研(yan)究(jiu)檢測(ce)技術(shu)

整合高(gao)光(guang)譜(pu)成(cheng)像、紅(hong)外熱成(cheng)像、葉綠(lv)素(su)熒光成(cheng)像、電生理(li)測(ce)量等多(duo)維(wei)度(du)方(fang)法(fa),監測(ce)植物對昆(kun)蟲(chong)侵(qin)害(hai)的(de)生理生(sheng)化(hua)響(xiang)應/分析(xi)昆蟲(chong)的(de)行為(wei)與(yu)生(sheng)態(tai)適(shi)應性(xing)/為(wei)害(hai)蟲(chong)防(fang)控、抗蟲(chong)育(yu)種(zhong)提(ti)供(gong)科(ke)學依(yi)據

參(can)考文(wen)獻(xian)：

1. Pocius V M, Cibotti S, Ray S, et al. Impacts of larval host plant species on dispersal traits and free-flight energetics of adult butterflies[J]. Communications Biology, 2022, 5(1): 469.

2. Ridley E V, Wong A C N, Westmiller S, et al. Impact of the resident microbiota on the nutritional phenotype of Drosophila melanogaster[J]. PloS one, 2012, 7(5): e36765.

3. Jaske B and Pfeiffer K (2025) Temperature-induced shifts and temperature compensation in the tuning of motion-sensitive neurons of bumblebees, Journal of Neurophysiology, Online publication date: 1-Jun-2025.