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
兩棲動物能量代謝的研究對于揭示這些物種如何適應氣候變化和環(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,科學家能夠預測全 球變暖對這些動物的沖擊,并為保護生物多樣性提供科學支持,也有助于評估入侵物種的適應性和可塑性,指導生態(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性研究
在一項發(fā)表在《Functional Ecology》的研究中,科學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代表第 一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 μL 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性研究
在最近的研究中,Pablo Padilla帶領(lǐng)的團隊研究了全 球變暖對具有復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、變態(tài)高峰期和變態(tài)后階段在13℃、23℃和30℃三個環(huán)境溫度下的休息時耗氧量,來量化其標準代謝率的變化。
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)來測量蝌蚪和變態(tài)高峰期的代謝率,以及使用便攜式呼吸代謝測量系統(tǒng)來測量變態(tài)后青蛙的代謝率。所有測量均在禁食24小時后進行,以確保測量的是標準代謝率。
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),變態(tài)高峰期和變態(tài)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,變態(tài)高峰期的個體在每個測試溫度下的能量代謝成本最 高,表明在變態(tài)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,以及這些響應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)學研究、魚類能量代謝與行為學、動物養(yǎng)殖學、生物能量代謝學、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:
(1)從低等土壤動物、昆蟲到高等脊椎動物,從水生到陸生動物能量代謝測量全面解決方案
(2)斑馬魚及水生動物能量代謝測量技術(shù)方案
(3)果蠅高通量能量代謝測量技術(shù)方案
(4)大鼠、小鼠等實驗動物能量代謝測量技術(shù)方案
(5)靈長類能量代謝測量技術(shù)方案
(6)家畜家禽能量代謝測量技術(shù)方案
(7)人體能量代謝測量技術(shù)方案
(8)動物活動與生理指標(體溫、心率等)監(jiān)測技術(shù)方案等
文獻目錄:
· Ba?kiera, Senka, and Lumír Gvo?dík. "Repeatability and heritability of resting metabolic rate in a long-lived amphibian." Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Molecular & Integrative Physiology 253 (2021): 110858.
· Burger I J, Carter E T, Magner L M, et al. Assessing hybrid vigour using the thermal sensitivity of physiological trade‐offs in tiger salamanders[J]. Functional Ecology, 2024, 38(1): 143-152.
· Capparelli M V , Bordon I C , Araujo G , et al. Combined effects of temperature and copper on oxygen consumption and antioxidant responses in the mudflat fiddler crab Minuca rapax (Brachyura, Ocypodidae)[J]. Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology & Pharmacology, 2019, 223:35-41.
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