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能量代谢测量技术揭示气候变化下地中海鸣禽的适应策略
2024-3-15 阅读(1610)
鸟类的能量代谢是其生存和繁衍的关键因素，尤其在应对环境变化和季节性挑战时显得尤为重要。随着全球气候变化对生态系统的影响日益显著，精确测量鸟类及其他动物的代谢率和呼吸特征有助于理解其对环境变化的适应机制，也为生态保护和气候变化适应策略提供了科学依据。
一项由西班牙埃斯特雷马杜拉大学的研究团队进行的新研究，利用能量代谢测量技术(能量代谢技术)对地中海地区八种鸣禽的季节性热调节特征进行了深入分析。研究团队在西班牙西南部的巴达霍斯市附近捕获了成年和幼年的鸣禽，并在冬季（12月至次年3月）和夏季（6月至9月）分别对它们进行了实验室测量。
图1 本研究涉及的鸣禽的系统发育树及鸟类热调节特征（体重[克]，热中性区以下热传导率[Tlc斜率；W ◦C⁻¹]、超过拐点的蒸发水损失率[EWL斜率；毫克每小时每摄氏度]、全动物和按体重调整的基础代谢率[BMR][瓦特]、热中性区内的蒸发水损失[毫克每小时]）在冬季和夏季的情况
研究中使用的能量代谢测量系统包括气流发生控制器、多通道气路转换器、二次抽样单元、水汽分析仪、干燥柱和氧气分析仪，以及数据记录处理软件。
图2 模块式能量代谢测量系统(SSI能量代谢测量系统)
研究发现，地中海鸣禽在冬季整体（全动物）和体重调整后的基线代谢率（BMR）分别增加了8%和9%，同时在热中性区（TNZ）下方的热导率降低了56%。这意味着无论是从整体还是单位体重的角度来看，这些鸟类在冬季都需要更多的能量来维持其生命活动。这种增加可能是为了适应冬季较低的环境温度，通过增加代谢率来产生更多的热量以保持体温。此外，鸣禽在夏季热中性区内的蒸发水损失增加了11%，而在蒸发水损失的拐点（Tec）以上，其增加速率降低了35%。
图3 (A)夏季和(B)冬季地中海鸣鸟体重调节代谢率与气温的关系
这些发现支持了生理调整可能增强地中海鸣禽对环境变化的适应性的观点，通过在热应激条件下节省能量和水分带来短期效益。然而，并非所有物种都表现出相同的模式，这表明它们在季节性环境中的热调节适应策略存在差异。
能量代谢测量技术在这项研究中的应用，展示了其在鸟类生理生态学研究中的重要价值。随着全球气候变化的持续，这类研究将为保护和适应策略的制定提供科学依据。
北京易科泰生态技术有限公司与国际能量代谢测量技术公司合作，为国内生物能量代谢学、动物生理生态学研究、动物养殖学、鱼类代谢与行为学、人类代谢医学等研究提供全面的能量代谢研究技术方案(易科泰能量代谢技术)：
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l灵长类能量代谢测量技术
l果蝇能量代谢测量技术
l斑马鱼能量代谢测量技术
l人体能量代谢测量技术
l动物活动与生理指标（体温、心率等）监测技术
测量参数包括：
Ø氧气消耗量（VO2）、二氧化碳产量（VCO2）、呼吸商（RQ）
Ø能耗（EE，包括REE、AEE、TEE等）
Ø能耗效率
Ø呼吸水分丧失（EWL）热传导速率（Ct）
Ø日代谢率（DEE）、最大代谢率（MRmax）
ØEWL/RMR(表示肺的氧气摄取能力)等。
参考文献：González-Medina E, Playà-Montmany N, Cabello-Vergel J, et al. Mediterranean songbirds show pronounced seasonal variation in thermoregulatory traits. Comp Biochem Physiol A Mol Integr Physiol. 2023 Jun;280:111408.
