SSI中大型動(dòng)物呼吸代謝測(cè)量系統(tǒng) 返回列表頁(yè)

SSI中大型動(dòng)物呼吸代謝測(cè)量系統(tǒng)是SSI動(dòng)物呼吸代謝測(cè)量系統(tǒng)在中大型動(dòng)物呼吸代謝研究中的應(yīng)用擴(kuò)展，系統(tǒng)配備有高通量Flowkit系列氣體發(fā)生控制系統(tǒng)與定制呼吸室或呼吸代謝罩，用于家兔、犬等以上的中大型獸類(lèi)、雞以上大小的家禽和鳥(niǎo)類(lèi)等呼吸代謝測(cè)量，可選配動(dòng)物活動(dòng)監(jiān)測(cè)模塊、植入式動(dòng)物體溫與心律記錄儀等。該系統(tǒng)也可用于人類(lèi)的呼吸代謝測(cè)量與活動(dòng)觀測(cè)。

主要功能特點(diǎn)：

1. 可選配CO2分析儀、O2分析儀、CH4分析儀、H2O分析儀等，

2. 根據(jù)動(dòng)物大小，可選配不同型號(hào)的Flowkit氣體發(fā)生控制系統(tǒng)，如Flowkit100（氣體通量可達(dá)100L/min，適于大的家禽等中型動(dòng)物呼吸代謝測(cè)量）、Flowkit500（氣體通量可達(dá)500L/min）、Flowkit1000（氣體通量可達(dá)1000L/min）、Flowkit2000（氣體通量可達(dá)2000L/min，適于牛等大型動(dòng)物的呼吸代謝測(cè)量）

3. 可選配單通道、多通道測(cè)量系統(tǒng)（下圖為多通道大型家禽呼吸代謝配置）

4. 可根據(jù)研究需求定制呼吸室、呼吸罩、代謝艙等，代謝艙可控制O2或CO2濃度等，并配置動(dòng)物行為觀測(cè)系統(tǒng)

5. 可選配植入式動(dòng)物體溫、心律記錄儀，甚至可無(wú)線(xiàn)遙測(cè)動(dòng)物體溫、心律等

6. 可選配動(dòng)物活動(dòng)監(jiān)測(cè)模塊，監(jiān)測(cè)分析動(dòng)物的活動(dòng)強(qiáng)度、頻次、時(shí)間分配等（下圖為牛的反芻行為及其它活動(dòng)監(jiān)測(cè)）

應(yīng)用案例：

中國(guó)肉羊體系客戶(hù)群之內(nèi)蒙農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院多通道家畜呼吸測(cè)熱系統(tǒng)

該呼吸測(cè)熱系統(tǒng)是一套模塊化結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，具有高度的可擴(kuò)展性和靈活性，系統(tǒng)配置了FC-10氧氣分析儀，CA-10二氧化碳分析儀、MA-10甲烷分析儀以及RH-300水汽分析儀，以及Flowkit500+SS4組合的氣體抽樣控制單元，保證了氣流的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，進(jìn)而得到高精度、高靈敏度的原始數(shù)據(jù)；氣體分析儀自帶溫度、氣壓補(bǔ)償，確保了在不同海拔、不同溫度條件下均可得到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)數(shù)據(jù)，保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

下表為中國(guó)農(nóng)業(yè)*飼料研究所等單位利用同樣的系統(tǒng)方案對(duì)綿羊所做的研究（丁靜美，鄧凱東等，2018）。

隨著 NDF /NFC 比例的降低，飼喂后0～ 2 h、2～ 4 h、7～ 8 h 內(nèi)，飼糧 4 的甲烷排放量均顯著低于其他三種飼糧( P＜0．05) 。隨著時(shí)間的變化，甲烷排放量呈現(xiàn)出先下降后上升的趨勢(shì)。在飼喂后 0～ 2 h 內(nèi)，四種飼糧均甲烷排放量顯著高于其他時(shí)間段( P＜0．05)。

該套系統(tǒng)除標(biāo)準(zhǔn)配置外，可選配監(jiān)測(cè)多種指標(biāo)：

l 選配植入式動(dòng)物體溫與心率自動(dòng)記錄儀

l 選配活動(dòng)監(jiān)測(cè)單元，全面記錄動(dòng)物活動(dòng)狀況、反芻頻次等，同時(shí)還可自動(dòng)記錄體表溫度及水分（發(fā)汗情況）

l 選配紅外熱成像觀測(cè)系統(tǒng)，已精確成像測(cè)量分析動(dòng)物體溫分布及散熱情況等

l 選配氣體調(diào)控系統(tǒng),以調(diào)節(jié)控制進(jìn)入呼吸室中的氧氣或者二氧化碳濃度

家畜呼吸測(cè)熱系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)有廣泛的客戶(hù)群，如山西農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國(guó)農(nóng)業(yè)*飼料研究所、內(nèi)蒙古大學(xué)、青海大學(xué)、中科院等等單位，并發(fā)表了高影響因子的中英文章。

美國(guó)地質(zhì)勘探局（USGS）野生動(dòng)物保護(hù)專(zhuān)家Anthony M Pagano博士于 2018年2月份在Science雜志發(fā)表“高能量、高脂肪生活方式成就極地捕食者北極熊"一文，本文采用了同位素技術(shù)、生化技術(shù)、加速度技術(shù)、開(kāi)放式能量代謝技術(shù)等綜合性方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。令人興奮的是該科學(xué)家利用能量代謝技術(shù)一年就可以發(fā)表至少3篇高影響因子論文。

新陳代謝決定了生物體能量需求速率，測(cè)定代謝率成為北極海冰到北極熊存活下降提供一個(gè)重要的指標(biāo)。能量消耗增加或覓食機(jī)會(huì)減少引起的能量平衡變化可能導(dǎo)致健康狀態(tài)、存活或者繁殖成功的下降。

使用開(kāi)放式能量代謝技術(shù)測(cè)量成年雌性北極熊靜止代謝率，通過(guò)與自由活動(dòng)的北極熊及其它哺乳動(dòng)物比較來(lái)評(píng)估該物種的基礎(chǔ)能量消耗。

成都大熊貓基地科研人員使用SSI動(dòng)物代謝系統(tǒng)從2015年至2017年連發(fā)三篇SCI文章，其中2016年在Nature雜志發(fā)表“大熊貓的代謝率發(fā)現(xiàn)其保護(hù)策略"一文，通過(guò)對(duì)大熊貓生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程的能量代謝研究來(lái)揭示瀕危動(dòng)物的保護(hù)策略。

美國(guó)加利福尼亞大學(xué)生態(tài)與進(jìn)化生物學(xué)系于2013年在The Journal of Experimental Biology雜志發(fā)表了 “氣候影響非洲象和亞洲象的熱平衡與水分利用：學(xué)可以預(yù)測(cè)大象分布的驅(qū)動(dòng)因素"一文，本文通過(guò)紅外熱成像技術(shù)和開(kāi)放式呼吸代謝測(cè)量技術(shù)獲得大象的體表溫度、皮膚蒸發(fā)失水和蒸發(fā)熱損失、靜止產(chǎn)熱量、呼吸蒸發(fā)失水量等參數(shù)來(lái)預(yù)測(cè)大象種群對(duì)地表水資源管理利用能力。

由于大象對(duì)植物有明顯沖撞習(xí)慣，強(qiáng)烈影響大象利用景觀尺度的因素受到密切關(guān)注。作為對(duì)水資源依賴(lài)較強(qiáng)的動(dòng)物，地表水資源的管理可用于緩解局部區(qū)域過(guò)多大象造成的資源沖突。假設(shè)熱耗散依賴(lài)于蒸發(fā)降溫有助于大象對(duì)水的依賴(lài)，是大型哺乳動(dòng)物的一個(gè)重要挑戰(zhàn)。溫度和地面水分布的交互作用是大象景觀利用的重要驅(qū)動(dòng)因素。

大象可以通過(guò)各種非蒸發(fā)性策略散熱，如耳朵適應(yīng)性的大化熱傳導(dǎo)，表皮較低的毛發(fā)密度可以在較低風(fēng)速下提高熱散失，以及尋找陰涼處的行為策略。在較高的溫度下，蓄熱或蒸發(fā)降溫是動(dòng)物驅(qū)散多余代謝熱的*機(jī)理。水依賴(lài)條件下的熱調(diào)節(jié)是不同氣候下大象種群差異化景觀利用的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因子。

左圖為大象定制呼吸罩、右圖為大象隨時(shí)間的熱丟失量變化

產(chǎn)地：美國(guó)

參考文獻(xiàn)

Hales K. E., Cole N. A. and MacDonald J. C. 2012. Effects of corn processing method and dietary inclusion of wet distillers grains with solubles on energy metabolism, carbon?nitrogen balance, and methane emissions of cattle.Journal of animal science, 3174-3185.

Deng K. D., Diao Q.-Y., Jiang C.-G., Tu Y., Zhang N.-F., Liu J., Ma T., Zhao Y.-G., Xu G.-S. 2012. Energy requirements for maintenance and growth of Dorper crossbred ram lambs. Livestock Science, 150 : 102–110.

Puchala R., Min B. R., Goetsch A. L.ａnd Sahlu T. 2005. The effect of a condensed tannin-containing forage on methane emission by goats. Journal of animal science, 83:182-186.

Animut G., Puchala R., Goetsch A.L., Patra A.K., Sahlu T., Varel V.H., Wells J.2008. Methane emission by goats consuming different sources of condensed tannins. Animal Feed Science and Technology, 144: 228–241.

Puchala R., Tovar-Luna I., Goetsch A.L. , Sahlu T., Carstens G.E. , Freetly H.C. 2007. The relationship between heart rate and energy expenditure in Alpine, Angora, Boer and Spanish goat wethers consuming different quality diets at level of intake near maintenance or fasting. Small Ruminant Research, 70: 183–193.

Tovar-Luna, I., Goetsch, A.L., Puchala, R., Sahlu, T., Carstens, G.E., Freetly, H.C., Johnson, Z.B., 2007. Effects of moderate feed restriction on energy expenditure by 2-year-old crossbred Boer goats. Small Rumin. Res. 72, 25–32.

Fei Y, Hou R, Spotila J R, et al. Metabolic rates of giant pandas inform conservation strategies[J]. Scientific reports, 2016, 6: 27248.

Fei Y, Hou R, Spotila J R, et al. Metabolic rate of the red panda, Ailurus fulgens, a dietary bamboo specialist[J]. PloS one, 2017, 12(3): e0173274.

Fei Y. The Metabolic Rates of Giant Panda and Red Panda[D]. Drexel University, 2015.