野外動(dòng)物代謝率測(cè)量-便攜式多功能能量代謝測(cè)量儀應(yīng)用場(chǎng)景及案例

FMS便攜式能量代謝測(cè)量儀作為一款高度輕便的多功能能量代謝測(cè)量儀，可隨身攜帶到戶外任何場(chǎng)景下隨時(shí)隨地進(jìn)行自動(dòng)化的多物種能量代謝測(cè)試。例如可對(duì)城市郊區(qū)、農(nóng)田、動(dòng)物園、熱帶雨林、荒漠及沙漠，以及高海拔、南北極野外環(huán)境等各種環(huán)境捕捉動(dòng)物或原位進(jìn)行動(dòng)物能量代謝測(cè)試。常見的測(cè)試動(dòng)物如松鼠、蛇、蜥蜴、青蛙、蝴蝶、鳥類、嚙齒類、靈長類等。下圖為德國明斯特大學(xué)Dr Rebecca Rimbach博士進(jìn)行田鼠和松鼠研究使用的動(dòng)物生理表型研究設(shè)備。

Dr Rebecca Rimbach博士早在求學(xué)期間就使用了Foxbox便攜式動(dòng)物呼吸代謝儀搭建了自動(dòng)化的多通道能量代謝測(cè)量儀器方案，并發(fā)表了多篇研究成果。部分案例如下：

案例1  不同季節(jié)條紋小鼠甲狀腺激素水平與靜息代謝率（RMR）研究

     為了應(yīng)對(duì)食物供應(yīng)和環(huán)境溫度的變化，許多動(dòng)物的生理機(jī)能表現(xiàn)出季節(jié)性適應(yīng)。實(shí)驗(yàn)室研究表明，甲狀腺激素參與新陳代謝的調(diào)節(jié)，當(dāng)個(gè)體的能量平衡受到損害時(shí)，它們的調(diào)節(jié)功能尤為重要。文中作者在南非Goegap自然保護(hù)區(qū)研究了3只生活在半干旱環(huán)境中的非洲條紋小鼠（Rhabdomys pumilio）的三碘甲狀腺原氨酸（T3）水平、靜息代謝率（RMR）和兩種能量平衡生理標(biāo)志物（血糖和酮體）的季節(jié)性變化。

    T₃水平在潮濕季節(jié)與RMR之間存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，而不是預(yù)測(cè)的正相關(guān)關(guān)系，而在旱季則沒有關(guān)系。旱季RMR降低和T₃水平降低可能反映了在糧食資源稀缺時(shí)減少能量消耗的適應(yīng)機(jī)制。

案例2  棲息在冬季降雨沙漠中的嚙齒動(dòng)物能量消耗的季節(jié)性變化

   同樣在南非Goegap自然保護(hù)區(qū)，該作者采用與實(shí)時(shí)能量代謝測(cè)量技術(shù)相互補(bǔ)的雙標(biāo)水技術(shù)監(jiān)測(cè)了69只條紋小鼠的日代謝率（DEE）和靜息代謝率（RMR），如下圖所示： 

    條紋小鼠在食物稀缺的旱季使用多種機(jī)制降低了它們的DEE，特別是RMR的降低，并減少了整體體力活動(dòng)。這項(xiàng)研究表明，在試圖理解動(dòng)物如何應(yīng)對(duì)惡劣環(huán)境時(shí)，考慮幾個(gè)環(huán)境因素以及它們是否同時(shí)增加或減少強(qiáng)度（這里以食物供應(yīng)和環(huán)境溫度Ta為例）可能很重要。因此，由于氣候變化而暴露在更惡劣環(huán)境中的動(dòng)物可能能夠采用不同的應(yīng)對(duì)機(jī)制，這些機(jī)制必須同時(shí)進(jìn)行研究。

參考文獻(xiàn)：

[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).