FMS動(dòng)物能量代謝測(cè)量系統(tǒng)助力兩爬動(dòng)物能量代謝研究

近日，北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司為中國(guó)科學(xué)院成都生物所安裝運(yùn)行了一套兩棲動(dòng)物能量代謝監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，這套系統(tǒng)將助力成都生物所在實(shí)驗(yàn)室和野外環(huán)境對(duì)兩棲動(dòng)物生理生態(tài)學(xué)、行為生態(tài)學(xué)等進(jìn)行深入研究，并打造中國(guó)西南地區(qū)的兩棲動(dòng)物學(xué)研究平臺(tái)。

這套系統(tǒng)主要包括FMS便攜式能量代謝監(jiān)測(cè)主機(jī)、多通道氣流監(jiān)測(cè)控制、多功能氣路切換控制以及標(biāo)準(zhǔn)呼吸室（定制）等模塊，可應(yīng)用于小型、中型兩棲動(dòng)物、鳥(niǎo)類(lèi)、嚙齒類(lèi)，以及擴(kuò)展昆蟲(chóng)研究模塊等進(jìn)行精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)的能量代謝監(jiān)測(cè)和分析。針對(duì)不同的研究對(duì)象和研究方法，通過(guò)模塊化+定制化呼吸代謝室，可設(shè)計(jì)不同氣流模式的能量代謝測(cè)量裝置，進(jìn)行原位生境或各類(lèi)環(huán)境模擬下的能量代謝實(shí)驗(yàn)。

FMS便攜式雙通道能量代謝測(cè)量主機(jī)（自動(dòng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)達(dá)32GB，可不連接電腦），非常方便攜帶到任何實(shí)驗(yàn)地方。

該兩棲動(dòng)物能量代謝監(jiān)測(cè)系統(tǒng)特點(diǎn)如下：

a) 主機(jī)具備觸摸屏，可視化操作，方便快捷，也可獨(dú)立運(yùn)行工作；

b) 可輸入多個(gè)測(cè)量量程范圍，一機(jī)多用，不會(huì)出現(xiàn)呼吸室增加多個(gè)動(dòng)物或放置較大動(dòng)物個(gè)體而出現(xiàn)超量程情況，而且是目前精度最高的能量代謝系統(tǒng)；

c) 根據(jù)動(dòng)物大小可定制不同呼吸室，以及設(shè)置不同流速和測(cè)量模式，不會(huì)出現(xiàn)較小動(dòng)物測(cè)不出來(lái)的情況；

d) 整個(gè)氣路和進(jìn)入分析儀的呼吸氣體不用干燥，可經(jīng)過(guò)水汽稀釋校正方法精準(zhǔn)得到氣體濃度和流速數(shù)據(jù)等；

e) 因?yàn)闇y(cè)量氣路中的水汽數(shù)據(jù)，可得到兩棲動(dòng)物水分代謝數(shù)據(jù)結(jié)果；

f) 可選配溫度控制系統(tǒng)，對(duì)不同溫度條件下的動(dòng)物特別是變溫動(dòng)物的能量代謝進(jìn)行測(cè)量，并求出Q10；

g) 可選配氣體調(diào)控系統(tǒng)，以調(diào)節(jié)控制進(jìn)入呼吸室中的O2或CO2濃度；

h) 可選配不同類(lèi)型的活動(dòng)監(jiān)測(cè)單元，以對(duì)動(dòng)物活動(dòng)進(jìn)行同步化監(jiān)測(cè)并進(jìn)而分析動(dòng)物活動(dòng)與能量代謝的關(guān)系；

i）系統(tǒng)兼容性強(qiáng)，可與其它視頻行為、生理監(jiān)測(cè)或遙測(cè)等設(shè)備數(shù)據(jù)兼容進(jìn)行相關(guān)性分析等，如VISIR動(dòng)物視頻行為監(jiān)測(cè)、植入式溫度心率記錄儀、動(dòng)物高光譜監(jiān)測(cè)等；

應(yīng)用案例：

法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究中心和渥太華大學(xué)生物系的研究人員通過(guò)對(duì)法國(guó)境內(nèi)不同區(qū)域非洲爪蟾標(biāo)準(zhǔn)代謝率（SMR）的分析，來(lái)進(jìn)一步探討外來(lái)入侵物種的生理變化和入侵潛力。研究結(jié)果表明非洲爪蟾的SMR與個(gè)體大小和體重之間存在正相關(guān)，較小和較輕的爪蟾?jìng)€(gè)體都具有較低的SMR，而且性別和體重之間存在顯著的交互作用。法國(guó)境內(nèi)山脈中心區(qū)域的雄性SMR高于雌性，而外圍區(qū)域的雌性SMR則高于雄性。來(lái)自外圍地區(qū)的雌性非洲爪蟾具有相對(duì)較高的SMR（與雄性相比）很可能是由于其繁殖過(guò)程需要大量的能量成本，用以支持種群向邊緣區(qū)域不斷擴(kuò)張。從保護(hù)生物學(xué)的角度來(lái)看，這些結(jié)果證明了理解生物和進(jìn)化機(jī)制的重要性，這些機(jī)制是選擇性狀的基礎(chǔ)，可以用于評(píng)估外來(lái)物種的入侵潛力。

易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司十多年來(lái)作為美國(guó)Sable公司中國(guó)區(qū)的合作伙伴，為國(guó)內(nèi)客戶(hù)提供各種實(shí)驗(yàn)動(dòng)物（及人體等）個(gè)性化的精準(zhǔn)能量代謝監(jiān)測(cè)解決方案，系統(tǒng)測(cè)量結(jié)果除了常見(jiàn)的實(shí)時(shí)氧氣消耗量（VO2）、二氧化碳產(chǎn)量（VCO2）、呼吸商（RQ）、產(chǎn)熱量（EE）、熱傳導(dǎo)速率（Ct）外，還可以提取研究者感興趣的其它代謝率指標(biāo)（如日代謝率DEE、最大代謝率MRmax等），以及獲得呼吸水分喪失（EWL）、能量當(dāng)量、EWL/RMR(表示肺的氧氣攝取能力)、活動(dòng)指數(shù)、致死溫度LLT等重要參數(shù)。系統(tǒng)配置方案包括便攜式能量代謝測(cè)量系統(tǒng)、模塊式能量代謝測(cè)量系統(tǒng)等，全面滿(mǎn)足不同動(dòng)物能量代謝測(cè)量、活動(dòng)監(jiān)測(cè)、體溫心率監(jiān)測(cè)等需求。

參考資料：

1.Louppe, V., Courant, J., Videlier, M., & Herrel, A. (2018). Differences in standard metabolic rate at the range edge versus the center of an expanding invasive population of Xenopus laevis in the West of France. Journal of Zoology, 305, 163-172.