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能量代謝測量技術(shù)揭示兩棲動物對氣候變化的生理適應(yīng)

2024-9-26  閱讀(772)

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兩棲動物能量代謝的研究對于揭示這些物種如何適應(yīng)氣候變化和環(huán)境壓力具有關(guān)鍵意義,因為它們的能量消耗模式直接關(guān)聯(lián)其生存、生長和繁殖等生命活動。通過分析溫度對代謝率的作用,科學(xué)家能夠預(yù)測全球變暖對這些動物的沖擊,并為保護生物多樣性提供科學(xué)支持,也有助于評估入侵物種的適應(yīng)性和可塑性,指導(dǎo)生態(tài)系統(tǒng)的管理策略。

文獻1:溫度對虎蠑螈及其雜交后代代謝率影響的生理適應(yīng)性研究

在一項發(fā)表在《Functional Ecology》的研究中,科學(xué)家們通過模擬自然溫度變化,使用模塊式呼吸測量系統(tǒng)對加利福尼亞虎蠑螈(CTS)、條紋虎蠑螈(BTS)及其雜交后代進行了生理測試,探究了它們在不同溫度下的代謝率和水流失阻力,并引入了水-氣體交換比率(WGER:μL VO2/μL H2O)來評估雜交后代在滿足能量需求時的水分保持能力,從而揭示了它們可能的生理適應(yīng)性和生態(tài)競爭力。

圖1(左): 虎蠑螈;圖1(右):利用耗氧量(VO2)來估計虎蠑螈的皮膚呼吸的時間(A、B和C代表個蠑螈的皮膚呼吸時期,D代表第二個蠑螈的皮膚呼吸)

圖2(左):基因型(BTS、雜交后代、CTS)和溫度對代謝率(以 ?L VO2/h 表示)的影響;圖2(中、右):代謝率(VO2)和對水損失的抵抗力之間的權(quán)衡

 

結(jié)果顯示,溫度、基因型和體重都顯著影響了蠑螈的代謝率。特別是在較暖的溫度下,雜交后代展現(xiàn)出比CTS更高的代謝率,這表明它們在能量獲取方面可能更有效率。此外,CTS展現(xiàn)出較高的水流失阻力,意味著它們在干燥環(huán)境中可能更有生存優(yōu)勢。

文獻2:全球變暖對兩棲動物代謝率影響的生理適應(yīng)性研究

在*近的研究中,Pablo Padilla帶領(lǐng)的團隊研究了全球變暖對具有復(fù)雜生命周期的兩棲動物如池蛙(Pelophylax ridibundus)的入侵潛力的影響,通過測量蝌蚪、變tai高峰期和變tai后階段在13℃、23℃和30℃三個環(huán)境溫度下的休息時耗氧量,來量化其標(biāo)準(zhǔn)代謝率的變化。

圖3(左):間歇式呼吸代謝測量系統(tǒng);圖3(右):便攜式呼吸代謝測量系統(tǒng)

實驗方法包括使用間歇式呼吸代謝測量系統(tǒng)來測量蝌蚪和變tai高峰期的代謝率,以及使用便攜式呼吸代謝測量系統(tǒng)來測量變tai后青蛙的代謝率。所有測量均在禁食24小時后進行,以確保測量的是標(biāo)準(zhǔn)代謝率。

圖4(左):不同發(fā)育階段和環(huán)境溫度下,個體大小對耗氧量的影響;圖4(右):不同發(fā)育階段的池蛙單位質(zhì)量的耗氧量隨溫度變化的情況

結(jié)果顯示,在13°C至23°C的溫度范圍內(nèi),所有發(fā)育階段的池蛙代謝率顯著增加,而在23°C至30°C的溫度范圍內(nèi),變tai高峰期和變tai后階段的代謝率繼續(xù)增加,但蝌蚪階段的代謝率增加不顯著。此外,變tai高峰期的個體在每個測試溫度下的能量代謝成本,表明在變tai過程中需要更多的能量來支持其生理變化,這可能限制了它們在新環(huán)境中的定居和擴散能力。這些發(fā)現(xiàn)強調(diào)了不同生活階段的兩棲動物對溫度變化的不同生理響應(yīng),以及這些響應(yīng)如何影響其入侵潛力。

北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司為國內(nèi)動物生理生態(tài)學(xué)研究、魚類能量代謝與行為學(xué)、動物養(yǎng)殖學(xué)、生物能量代謝學(xué)、人類能量代謝等研究提供全面的能量代謝研究技術(shù)方案:

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(7)人體能量代謝測量技術(shù)方案

     (8)動物活動與生理指標(biāo)(體溫、心率等)監(jiān)測技術(shù)方案

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