易科泰動物能量代謝測量技術應用案例

北京易科泰生態技術有限公司致力于提供“生態-農業-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儀器技術服務經驗，與美國Sable等國際能量代謝技術公司合作，為動物生理生態、生物醫學等科研工作者提供動物能量代謝與動物生理生態研究全面解決方案：

1、實驗動物能量代謝測量技術方案：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、營養代謝測量技術方案

3、生物醫學研究能量代謝測量技術方案

4、生物安全、媒介生物能量代謝測量技術方案

5、昆蟲等能量代謝測量技術方案

6、病蟲鼠害能量代謝測量技術方案

7、動物生理生態能量代謝測量技術方案

8、動物呼吸與能量代謝測量技術、紅外熱成像分析技術、體溫心率監測技術、行為觀測分析技術等綜合技術方案。

應用案例：體溫調節與氣候變化響應

氣候變化在很大程度上有可能擾亂整個生態系統，因此預測模型至關重要。將動物的生理參數納入預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生的生態變化。緬因大學（University of Maine）的Vanessa R. Hensley等以一種北美飛鼠（Glaucomys volans）為研究對象，測量了環境溫度（高溫）對飛鼠體溫調節機制和能量代謝的影響。

該實驗應用美國Sable公司的溫度調控裝置獲得實驗所需要的溫度梯度環境，使用SSI能量代謝測量系統，利用開放式呼吸測量技術（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。數據分析表明變溫性（異溫性，heterothermy）是飛鼠體溫調節的一個重要機制。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，機體蒸發失水開始明顯增加。飛鼠的體溫（Tb）遵循晝夜節律，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。

應用案例：運動與衰老

與許多生理特性一樣，動物的溫度調節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熱能力。反過來說，新陳代謝的速度不僅決定產熱能力，還可以影響衰老過程。波蘭克拉科夫賈吉略大學生物系環境科學研究所（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公司的溫度調控裝置獲得實驗所需要的溫度環境（13-32℃），使用FMS便攜式能量代謝測量系統測量田鼠的靜息代謝率（RMR）、蒸發失水（EWL），同時使用微型植入式實時體溫記錄儀記錄其體溫變化，觀測了田鼠體溫調節特性和年齡之間的關系。結果表明，高有氧運動代謝減輕了衰老對耐寒性的不利影響，但這一優勢已被老齡田鼠在應對炎熱條件方面的妥協所抵消；增加有氧運動代謝不僅影響體溫調節特性，而且影響這些特性的年齡相關變化，這可能是哺乳動物和鳥類熱生理學進化的關鍵因素。

應用案例：鳥類對全球氣候變化響應

居住在北半球溫帶地區的大多數小型鳥類在冬季增加基礎代謝率（BMR），這種模式被認為是其代謝機制為增強耐寒性而做的調節（調高代謝率以御寒）。相比之下，居住在亞熱帶沙漠地區的鳥類的季節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等調查了亞熱帶沙漠鳥類的季節性BMR變化，并分析了這些響應在全球范圍的變化。

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，測量它們在冬季和夏季的BMR。

結果顯示，5個物種的mass-specific BMR在冬季顯著低于夏季。結合對全球季節性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冬季顯著增加，到溫暖的亞熱帶環境中的相反模式。顯示了動物對氣候變化靈活、多樣的適應性。

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