能量代谢是生物学研究中的核心主题之一，它直接关系到生物的生存、繁衍和适应环境的能力。在鸟类研究中，能量代谢的研究尤为重要，因为鸟类作为活跃的恒温动物，其能量消耗和代谢率对于理解它们的生态习性、迁徙行为和环境适应性具有重要意义。

图1 鸟类主要的热交换方式（输入和输出）的示意图（Julián Cabello）

案例1：地中海鸟类热耐受极限研究揭示气候变暖下的生理适应

      西班牙埃斯特雷马杜拉大学的研究人员对地中海地区的八种小型鸟类进行了热耐受极限（HTL）的测定。他们测量了鸟类在不同环境温度下的静息代谢率（RMR）、蒸发水分损失（EWL）、蒸发冷却效率（EHL/MHP）以及体内温度（Tb）。实验旨在评估鸟类在当前和未来气候变暖情景下的热耐受性和水分损失风险。

图2 模块式呼吸代谢测量系统

      实验使用了SSI模块式呼吸测量系统和皮下植入的温度传感器来监测鸟类的代谢和体温。研究结果显示，地中海鸟类的热耐受极限在40至46摄氏度之间，低于干旱地区的鸟类。此外，研究还发现，鸟类在夏季通过降低体内温度和代谢率来提高热耐受性。这些适应性变化有助于鸟类在高温环境中生存，但未来的气候变暖可能会增加它们遭受热应激的风险。

图3 地中海鸟类RMR、EWL与空气温度（Ta）的关系

图4 地中海鸟类EHL/MHP、Tb与空气温度（Ta）的关系

案例2：新热带鸟类代谢率受饮食和海拔影响的生理学研究

      在Maria Laura Mahecha Escobar的研究《Diet influences metabolic rates in Neotropical birds》中，实验人员在哥伦比亚三个不同海拔地点捕捉28种共118只鸟类，并分析它们饮食中水果和无脊椎动物的百分比。研究中使用了开放式呼吸代谢测量法，通过便携式能量代谢系统FoxBox气体分析仪来监测鸟类的氧气消耗，以此作为能量使用的代理。实验内容涉及测量鸟类的基础代谢率（BMR）、最 大代谢率（MMR）和有氧范围（Aerobic Scope）。

图5左 鸟类代谢率测量的实验流程及设备示意图；

图5右 便携式能量代谢测量系统（FoxBox）

图6 新热带鸟类的代谢率残差与饮食中水果比例的关系及其随海拔高度的变化

      实验结果表明，鸟类的基础代谢率与饮食中水果的比例呈负相关，即食用更多水果的鸟类具有较低的基础代谢率。此外，高海拔地区的鸟类显示出比低海拔地区更高的代谢率，这可能与高海拔地区氧气分压较低有关。这些发现为理解鸟类如何适应不同环境条件提供了新的见解。

北京易科泰生态技术有限公司能量代谢技术方案:

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鱼类呼吸代谢测量系统：

易科泰高光谱成像技术

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参考文献：

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.