易科泰动物能量代谢测量技术应用案例

北京易科泰生态技术有限公司致力于提供“生态-农业-健康"研究全面解决方案，积十几年动物能量代谢与生理生态仪器技术服务经验，与美国Sable等国际能量代谢技术公司合作，为动物生理生态、生物医学等科研工作者提供动物能量代谢与动物生理生态研究全面解决方案：

1、实验动物能量代谢测量技术方案：包括果蝇、斑马鱼、大小鼠、豚鼠、家兔等实验动物

2、家畜家禽能量代谢、营养代谢测量技术方案

3、生物医学研究能量代谢测量技术方案

4、生物安全、媒介生物能量代谢测量技术方案

5、昆虫等能量代谢测量技术方案

6、病虫鼠害能量代谢测量技术方案

7、动物生理生态能量代谢测量技术方案

8、动物呼吸与能量代谢测量技术、红外热成像分析技术、体温心率监测技术、行为观测分析技术等综合技术方案。

应用案例：体温调节与气候变化响应

气候变化在很大程度上有可能扰乱整个生态系统，因此预测模型至关重要。将动物的生理参数纳入预测模型是提高模型准确性的一个重要条件，同时也能够解释一些正在发生的生态变化。缅因大学（University of Maine）的Vanessa R. Hensley等以一种北美飞鼠（Glaucomys volans）为研究对象，测量了环境温度（高温）对飞鼠体温调节机制和能量代谢的影响。

该实验应用美国Sable公司的温度调控装置获得实验所需要的温度梯度环境，使用SSI能量代谢测量系统，利用开放式呼吸测量技术（flow-through respirometry）测量飞鼠的代谢率，同时使用植入式实时体温记录仪记录其体温变化。数据分析表明变温性（异温性，heterothermy）是飞鼠体温调节的一个重要机制。在高达40℃高温下，飞鼠的代谢率没有显著增加，但从36.2℃开始，机体蒸发失水开始明显增加。飞鼠的体温（Tb）遵循昼夜节律，活动期和静止期Tb之间相差约2℃。飞鼠变温性的日变化水平与其他松鼠物种一致，但略高于其他松鼠物种。

应用案例：运动与衰老

与许多生理特性一样，动物的温度调节能力随着年龄的增长而下降。衰老既损害了保温或散热的能力，也损害了由有氧代谢推动的产热能力。反过来说，新陈代谢的速度不仅决定产热能力，还可以影响衰老过程。波兰克拉科夫贾吉略大学生物系环境科学研究所（Institute of Environmental Sciences, Faculty of Biology, Jagiellonian University, Kraków, Poland）的Marta Grosiak等，在一项研究中，以一种田鼠（Myodes glarolus）为实验对象，用Sable公司的温度调控装置获得实验所需要的温度环境（13-32℃），使用FMS便携式能量代谢测量系统测量田鼠的静息代谢率（RMR）、蒸发失水（EWL），同时使用微型植入式实时体温记录仪记录其体温变化，观测了田鼠体温调节特性和年龄之间的关系。结果表明，高有氧运动代谢减轻了衰老对耐寒性的不利影响，但这一优势已被老龄田鼠在应对炎热条件方面的妥协所抵消；增加有氧运动代谢不仅影响体温调节特性，而且影响这些特性的年龄相关变化，这可能是哺乳动物和鸟类热生理学进化的关键因素。

应用案例：鸟类对全球气候变化响应

居住在北半球温带地区的大多数小型鸟类在冬季增加基础代谢率（BMR），这种模式被认为是其代谢机制为增强耐寒性而做的调节（调高代谢率以御寒）。相比之下，居住在亚热带沙漠地区的鸟类的季节BMR变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等调查了亚热带沙漠鸟类的季节性BMR变化，并分析了这些响应在全球范围的变化。

该研究地点选在喀拉哈里沙漠（the Kalahari Desert），该地区冬季和夏季的日平均气温分别为14摄氏度和25摄氏度。测量了在这片沙漠中生活的五种鸟类（非洲角鸮Otus senegalensis，珍珠斑鸮Glaucidium perlatum，叉尾魟鸮Dicrurus adsimilis，红胸黑伯劳Laniarius atroccinnus，白眉织雀Plocepasser mahali），使用SSI公司的能量代谢测量系统，测量它们在冬季和夏季的BMR。

结果显示，5个物种的mass-specific BMR在冬季显著低于夏季。结合对全球季节性BMR变化的分析表明，其大小和方向随纬度而变化，从冬季极冷的高纬度地区冬季显著增加，到温暖的亚热带环境中的相反模式。显示了动物对气候变化灵活、多样的适应性。

参考文献：

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