隨著人類對(duì)生物多樣性保護(hù)的持續(xù)關(guān)注，生活在日交替地暴露于空氣和淹沒于海水之中潮間帶螃蟹等動(dòng)物近年來成為動(dòng)物生理生態(tài)學(xué)及健康科學(xué)研究的熱點(diǎn)。由于生境的復(fù)雜多變，高濕度、高鹽度等環(huán)境和儀器測(cè)量技術(shù)發(fā)展限制，這些動(dòng)物的科學(xué)研究一度受到很大的限制。

易科泰生態(tài)技術(shù)公司作為生態(tài)健康領(lǐng)域的技術(shù)企業(yè)，積10多年水生動(dòng)物和陸生動(dòng)物在動(dòng)物行為、生理、生態(tài)監(jiān)測(cè)等方面的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，可提供潮間帶動(dòng)物等生理生態(tài)研究全面技術(shù)方案，如海洋動(dòng)物生理生態(tài)（能量代謝）技術(shù)、兩棲動(dòng)物呼吸代謝測(cè)量技術(shù)、動(dòng)物行為監(jiān)測(cè)技術(shù)，海岸帶生物多樣性及環(huán)境健康監(jiān)測(cè)，廣泛用于動(dòng)物養(yǎng)殖、動(dòng)物保護(hù)與資源開發(fā)、海洋生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)等研究中。    

參考案例

1. Faria, S. C., Bianchini, A., Lauer, M. M., Zimbardi, A. L. R. L., Tapella, F., Romero, M. C., & McNamara, J. C. (2020). Living on the Edge: Physiological and Kinetic Trade-Offs Shape Thermal Tolerance in Intertidal Crabs From Tropical to Sub-Antarctic South America. Frontiers in Physiology, 11.

溫度是熱調(diào)節(jié)動(dòng)物生物地理進(jìn)化的主要非生物因素，它影響所有級(jí)別的組織，從亞細(xì)胞到系統(tǒng)，包括完整的有機(jī)體。溫度的有害影響往往超過生物體的恒向機(jī)制的調(diào)節(jié)能力，從而限制生命的分布，對(duì)生物地理分布造成限制。本文主要通過Foxbox來研究放置于3毫米海水深度的螃蟹熱耐受率和代謝進(jìn)化，揭示在寒冷和溫暖的氣候中出現(xiàn)的生理轉(zhuǎn)變。

不同種類螃蟹在不同溫度下的單位體重氧氣消耗和平均血乳酸濃度

2. Lardies M A , Munoz J L , Paschke K A , et al. Latitudinal variation in the aerial/aquatic ratio of oxygen consumption of a supratidal high rocky-shore crab[J]. Marine Ecology, 2011, 32(1):42-51.

陸地環(huán)境的殖民在熱帶緯度更為明顯，因而半陸蟹和陸地蟹的多樣性很高。然而，在溫帶地區(qū)，也有大量甲殼類動(dòng)物棲息在水-空氣界面的生態(tài)位置。評(píng)估這些動(dòng)物呼吸空氣能力的一個(gè)方法是測(cè)量空中/水生耗氧比。

本研究的目的是測(cè)試熱變異對(duì)水生和空中代謝的影響，以及確定與緯度有關(guān)呼吸的補(bǔ)償能力。研究結(jié)果說明身體質(zhì)量隨緯度變化顯著，空氣和水中單位體重呼吸代謝的差異持續(xù)存在，表明觀察到的 MR（代謝率）差異不是體型差異的影響。空中/水生呼吸代謝比接近1。發(fā)現(xiàn)的模式表明，低緯度地區(qū)空中和水生的代謝率增加，因此不支持溫帶生境的緯度補(bǔ)償假說。

            不同溫度下螃蟹空氣和水中的氧氣消耗代謝

3. 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.

銅是所有生物體必需的微量營(yíng)養(yǎng)素，用于各種生理生化過程。這個(gè)重金屬是多種酶過程中的輔助因子，但在高濃度下會(huì)產(chǎn)生潛在毒性。在受人為影響的工業(yè)、農(nóng)業(yè)和港口等活動(dòng)地區(qū)，銅可高達(dá)200mg Cu L-1。在甲殼類動(dòng)物中，銅是氧氣輸送中呼吸色素血藍(lán)蛋白的天然成分，也在蛻皮周期和金屬硫蛋白合成中發(fā)揮作用。在水生物種中，鰓的氣體交換功能受到嚴(yán)重影響，導(dǎo)致血淋巴氧氣分壓明顯減少。一般來說，隨著溫度升高金屬毒性和氧氣消耗率增加，所有的新陳代謝過程都會(huì)受到溫度升高的刺激，導(dǎo)致氧化應(yīng)激。

   本研究調(diào)查了水性銅暴露和急性溫度變化對(duì)招潮蟹氧氣消耗和氧化應(yīng)激生物標(biāo)志物、谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶和谷胱甘肽過氧化物酶的綜合影響。實(shí)驗(yàn)中使用Foxbox多通道呼吸代謝儀測(cè)量螃蟹空氣中氧氣消耗以及反應(yīng)代謝敏感性的Q10，研究結(jié)論表明銅暴露會(huì)增加低溫下氧氣的消耗，但減少高溫下氧氣的消耗，以及變化的代謝響應(yīng)。見下圖Fig1。

             招潮蟹和其在不同溫度下空氣中的氧氣下消耗

4. Bacigalupe L D , Gaitan-Espitia J D , Barria A M , et al. Natural selection on plasticity of thermal traits in a highly seasonal environment[J]. Evolutionary Applications, 2018, 11.

對(duì)于地理分布廣泛的外溫物種，環(huán)境溫度（平均值和值）的緯度/海拔變化被認(rèn)為決定自然種群的生理耐受率和適應(yīng)能力（即表型可塑性程度）的進(jìn)化。對(duì)于物種分布邊緣的不可預(yù)測(cè)、或異構(gòu)生境中的種群來說，氣候變化預(yù)計(jì)將增加其局部滅絕的風(fēng)險(xiǎn)。在這種背景下，熱生理可塑性等特征將發(fā)揮基礎(chǔ)性作用，決定自然種群適應(yīng)人為變暖的能力和速度。

本研究使用Foxbox研究背眼蛙在20和30攝氏度的標(biāo)準(zhǔn)代謝率及其代謝敏感度（Q10）,Q10=(R2/R1)^(10/T2-T1),其中R2和R2分別為溫度為T2和T1時(shí)的單位體重耗氧量。總的來說，考慮到有可能有選擇個(gè)體特征的原因，研究沒有發(fā)現(xiàn)證據(jù)表明，這個(gè)群體的代謝熱適應(yīng)正在被定向選擇作為目標(biāo)。