能量代謝是生物學(xué)研究中的核心主題之一，它直接關(guān)系到生物的生存、繁衍和適應(yīng)環(huán)境的能力。在鳥類研究中，能量代謝的研究尤為重要，因為鳥類作為活躍的恒溫動物，其能量消耗和代謝率對于理解它們的生態(tài)習(xí)性、遷徙行為和環(huán)境適應(yīng)性具有重要意義。
案例1：地中海鳥類熱耐受極限研究揭示氣候變暖下的生理適應(yīng)
西班牙埃斯特雷馬杜拉大學(xué)的研究人員對地中海地區(qū)的八種小型鳥類進行了熱耐受極限（HTL）的測定。他們測量了鳥類在不同環(huán)境溫度下的靜息代謝率（RMR）、蒸發(fā)水分損失（EWL）、蒸發(fā)冷卻效率（EHL/MHP）以及體內(nèi)溫度（Tb）。實驗旨在評估鳥類在當(dāng)前和未來氣候變暖情景下的熱耐受性和水分損失風(fēng)險。
圖2 模塊式呼吸代謝測量系統(tǒng)
實驗使用了SSI模塊式呼吸測量系統(tǒng)和皮下植入的溫度傳感器來監(jiān)測鳥類的代謝和體溫。研究結(jié)果顯示，地中海鳥類的熱耐受極限在40至46攝氏度之間，低于干旱地區(qū)的鳥類。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，鳥類在夏季通過降低體內(nèi)溫度和代謝率來提高熱耐受性。這些適應(yīng)性變化有助于鳥類在高溫環(huán)境中生存，但未來的氣候變暖可能會增加它們遭受熱應(yīng)激的風(fēng)險。
圖3 地中海鳥類RMR、EWL與空氣溫度（Ta）的關(guān)系
圖4 地中海鳥類EHL/MHP、Tb與空氣溫度（Ta）的關(guān)系
案例2：新熱帶鳥類代謝率受飲食和海拔影響的生理學(xué)研究
在Maria Laura Mahecha Escobar的研究《Diet influences metabolic rates in Neotropical birds》中，實驗人員在哥倫比亞三個不同海拔地點捕捉28種共118只鳥類，并分析它們飲食中水果和無脊椎動物的百分比。研究中使用了開放式呼吸代謝測量法，通過便攜式能量代謝系統(tǒng)FoxBox氣體分析儀來監(jiān)測鳥類的氧氣消耗，以此作為能量使用的代理。實驗內(nèi)容涉及測量鳥類的基礎(chǔ)代謝率（BMR）、最 大代謝率（MMR）和有氧范圍（Aerobic Scope）。
圖5左 鳥類代謝率測量的實驗流程及設(shè)備示意圖；
圖5右 便攜式能量代謝測量系統(tǒng)（FoxBox）
圖6 新熱帶鳥類的代謝率殘差與飲食中水果比例的關(guān)系及其隨海拔高度的變化
實驗結(jié)果表明，鳥類的基礎(chǔ)代謝率與飲食中水果的比例呈負相關(guān)，即食用更多水果的鳥類具有較低的基礎(chǔ)代謝率。此外，高海拔地區(qū)的鳥類顯示出比低海拔地區(qū)更高的代謝率，這可能與高海拔地區(qū)氧氣分壓較低有關(guān)。這些發(fā)現(xiàn)為理解鳥類如何適應(yīng)不同環(huán)境條件提供了新的見解。
北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司能量代謝技術(shù)方案:
SSI模塊式多通道動物能量代謝系統(tǒng)
FMS/FOXBOX便攜式能量代謝測量技術(shù)
魚類呼吸代謝測量系統(tǒng)：
易科泰高光譜成像技術(shù)
紅外熱成像及小動物行為觀測技術(shù)
參考文獻：
1) Cabello-Vergel J, Gutiérrez J S, González-Medina E, et al. Seasonal and between-population variation in heat tolerance and cooling efficiency in a Mediterranean songbird[J]. Journal of Thermal Biology, 2024: 103977.
2) Mahecha Escobar M L. Diet influences metabolic rates in neotropical birds[J]. 2020.
