野外動物代謝率測量-便攜式多功能能量代謝測量儀應(yīng)用場景及案例

FMS便攜式能量代謝測量儀作為一款高度輕便的多功能能量代謝測量儀，可隨身攜帶到戶外任何場景下隨時隨地進(jìn)行自動化的多物種能量代謝測試。例如可對城市郊區(qū)、農(nóng)田、動物園、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)境捕捉動物或原位進(jìn)行動物能量代謝測試。常見的測試動物如松鼠、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便攜式動物呼吸代謝儀搭建了自動化的多通道能量代謝測量儀器方案，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)對食物供應(yīng)和環(huán)境溫度的變化，許多動物的生理機(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)個體的能量平衡受到損害時，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)時能量代謝測量技術(shù)相互補(bǔ)的雙標(biāo)水技術(shù)監(jiān)測了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。這項(xiàng)研究表明，在試圖理解動物如何應(yīng)對惡劣環(huán)境時，考慮幾個環(huán)境因素以及它們是否同時增加或減少強(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)境中的動物可能能夠采用不同的應(yīng)對機(jī)制，這些機(jī)制必須同時進(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).