食物中多氯联苯PCB 126对南方鲇的致死效应及代谢胁迫的研究

于2007年10－12月,为探讨食物中多氯联苯126（3,3′,4,4′,5-pentachlorobiphenyl, PCB 126）对南方鲇（Silurus meridionalis Chen）的致死效应及代谢胁迫作用,将72尾南方鲇幼鱼分为6个实验组,配制PCB 126含量分别为0、50、100、200、400和800 μg/kg的6组饲料,采用室内养殖系统,在（27.5±0.2）℃水温条件下以3％BW/d的日粮水平单尾喂养8 周。观测结果表明：PCB 126含量为0、50和100 μg/kg的饲料组在实验期间无实验鱼死亡,至实验结束时的PCB 126总摄入量分别为0、30.56和66.66 μg/kg;而200、400和800 μg/kg的饲料组有实验鱼死亡,半致死时间（Median lethal time, LT50）分别为34d、16d和11d,与饲料中PCB 126水平呈负相关,至半致死时PCB 126总摄入量分别为90.18、92.05和94.11 μg/kg,三者间无显著差异,但均显著高于无实验鱼死亡饲料组的PCB 126总摄入量（p<0.05）;肝指数（Hepatosomatic index , HSI）及静止代谢率随饲料中PCB 126水平的增加而升高;在无实验鱼死亡的饲料组,肝线粒体代谢耗氧率和细胞色素c氧化酶（Cytochrome c oxidase , CCO）活性随饲料中PCB 126水平的增加而升高,而在有实验鱼死亡的饲料组,肝线粒体代谢耗氧率和CCO活性则随饲料中PCB 126水平的增加而呈下降趋势。本研究提出,PCB 126对南方鲇的致死临界累计摄入量在92 μg/kg左右;PCB 126对南方鲇在整体水平表现为使静止代谢增强的胁迫效应,但在肝线粒体水平表现为低浓度使其代谢耗氧率增强,这应当是该种鱼应对多氯联苯类污染物的一种生理调节结果,而高浓度的PCB 126则使肝脏功能受到不可耐受的损害,不能对胁迫做出进一步的代谢调节。     

温度对黑线仓鼠能量代谢及开场行为的影响

形态、生理及行为的季节性变化是动物生存和繁殖的适应性策略。温度可能是影响啮齿动物季节性繁殖和种群波动的重要气候因子。为了验证环境温度能诱导鼠类体重、能量代谢及行为产生适应性变化的假设,并探究其中的相互关系和意义,通过不同温度处理模拟四季温度,以野生雄性黑线仓鼠(Cricetulus barabensis)为研究对象,检测其体重、日食量、静止代谢率(RMR)及开场行为的变化。结果显示:随着处理温度的下降,黑线仓鼠的体重、日食量及静止代谢率均出现显著性或极显著性地增加趋势(P0.05或P0.01);以体重为协变量的协方差分析表明,日食量和静止代谢率的增加不完全是由体重增加而造成的;高温处理降低了黑线仓鼠的爬行格数(P0.01),低温处理降低了黑线仓鼠的爬行格数和后肢站立次数(P0.01或P0.05),并产生明显的颤抖现象。以上研究结果支持环境温度能诱导鼠类体重、能量代谢及行为产生适应性变化的假设。低温同时增加黑线仓鼠能量的摄入水平和维持基本生长的能量支出水平,同时降低动物在陌生环境中的自发活动与探索行为。高温则降低黑线仓鼠能量的摄入和支出水平,同时减少自发活动与探索行为。体重、能量代谢和行为学特征的变化有利于仓鼠度过寒冷的冬季和干热的夏季,同时也与仓鼠的季节性繁殖现象相一致,因此这些特征可能是黑线仓鼠对其寒冷的冬季及干热的夏季生存环境的适应。     

摄食水平对瓦氏黄颡鱼餐后代谢特征的影响

以新鲜泥鳅(Misgurus anguillicanndotus)肉块为饵料,采用麻醉灌喂的方法,在(25.0±0.5)℃条件下,研究了瓦氏黄颡鱼(Pelteobagrus vachelli)幼鱼[体重(7.03±0.15)g,n=42]不同摄食水平(饵料分别为体重的0%、1%、2%、4%和8%)对餐后代谢反应的影响.结果显示,在不同摄食水平下,瓦氏黄颗鱼摄食代谢均呈现先上升后下降的整体变化趋势;摄食水平由1%增加到8%,实验鱼的SDA耗能、SDA时间和摄食代谢峰值(PMR)分别从3.09 kJ/kg、8 h和56.08 mg O_2/kg·h增加到47.21 kJ/kg、36 h和97.25 mgO_2/kg·h;其中,8%(饱足摄食水平)和4%摄食水平组的代谢率在峰值水平能够持续20 h左右.瓦氏黄颡鱼最大运动代谢率(MMR)为166.5 mg O_2/kg·h,显著大于饱食组PMR(P＜0.05).本研究还表明,随摄食水平上升,瓦氏黄颡鱼通过PMR的增加和SDA时间的延长来满足SDA耗能增加的需求;从摄食4%组和8%组相似的梯形摄食代谢曲线,可以看出瓦氏黄颡鱼在高摄食水平条件(＞4%)下限制了摄食代谢的上升;PMR相对于静止代谢上升倍率较小,暗示其摄食占据的代谢空间较小,进而保留了大量剩余代谢空间用于运动和其他生理活动,这可能与其活跃的觅食活动习性有关.     

珠颈斑鸠的代谢产热特征

采用封闭式氧气流体压力呼吸仪和数字式温度计,测定在环境温度(Ta)为0℃、6.5℃、10.5℃、16.5℃、20℃、22.5℃、25℃、27.5℃和30℃时珠颈斑鸠(Streptopelia chinesis)的代谢率(MR)和体温(Tb),由此计算出每个温度点的热传导(C)以及MR和C的体质量预期值等指标,探讨其代谢产热特征。结果表明:在Ta为0℃～30℃时,珠颈斑鸠的体温基本维持恒定,平均体温为(40.7±0.1)℃,热中性区(TNZ)为22.5～27.5℃,基础代谢率为(160.48±6.05)mlO2.h-1,是体质量预期值的65%;Ta在0℃～25℃范围内,热传导值最低且基本保持恒定,平均为(0.07±0.01)mlO2.g-1.h-1.℃-1,是体质量预期值的122%。珠颈斑鸠具有较低的MR,较高的C和Tb,能较好地适应南方较热的气候环境。     

中缅树鼩体温、代谢率和蒸发失水日节律

为研究中缅树鼩(Tupaia belangeri)体温、代谢率和蒸发失水的日节律变化,采用植入式体温计测定了中缅树鼩24 h的体温,以及24 h中4个时间段(05:00～07:00时、11:00～13:00时、17:00～19:00时和23:00～01:00时)热中性区(30℃)的静止代谢率(RMR)、非颤抖性产热(NST)和蒸发失水(EWL)。结果显示,中缅树鼩的体温具有日节律变化,最高值和最低值分别出现在11:00时和03:00时,各为(39.45±0.26)℃和(36.34±0.24)℃;静止代谢率、非颤抖性产热和蒸发失水在4个时间段都有显著差异,表现出显著的日节律变化,代谢率在23:00～01:00时最大,O2含量为(2.58±0.04)ml/(g.h),在11:00～13:00时最小,O2含量为(2.28±0.09)ml/(g.h);非颤抖性产热在05:00～07:00时最大,O2含量为(3.08±0.14)ml/(g.h),在11:00～13:00最小,O2含量为(2.69±0.63)ml/(g.h);蒸发失水在17:00～19:00时最大,失水量为(3.60±0.31)mg/(g.h)。结果表明,体温的日节律变化主要与环境温度的日节律变化和下午出窝取食活动性增强有关;当夜晚环境温度相对较低的时候,通过增强静止代谢率和非颤抖性产热来增加产热,而白天环境温度相对较高的时候,通过增强蒸发失水散热来调节体温。     

青藏高原小型哺乳动物的生理生态学研究：从个体到生态系统

本文回顾了青藏高原小型哺乳动物生理生态学研究取得的主要成就,包括能量代谢特征与环境适应性、适应性产热与体温调节、能量平衡与体重调节、生理极限值和种群能流估算等,总结了近年一些新兴领域的最新进展,包括双标记水方法测定能量消耗、肠道菌群的功能、地理生理学、种群生理学、植物次生代谢产物及其生理功能等。有些工作引领了中国动物生理生态学的发展,如生态能量学、适应性产热和生理适应等。本文对未来需要发展的领域和深入方面提出了建议,希望能建立青藏高原小型哺乳动物生理生态学学科体系。     

PFOS对中华倒刺鲃幼鱼爆发游泳及运动后代谢恢复的影响

为探究水体全氟辛烷磺酸(PFOS)污染对鱼类爆发游泳及其代谢恢复能力的影响, 将中华倒刺鲃幼鱼(Spinibarbus sinensis)暴露在不同浓度(0、0.32、0.8、2和5 mg/L)PFOS后, 测定PFOS暴露对其静止代谢率(RMR)、爆发游泳速度(U_burst)以及运动力竭后代谢恢复特征的影响。结果发现, 暴露浓度对实验鱼的U_burst和相对爆发游泳速度(rU_burst)均影响显著(P<0.05), 5 mg/L PFOS暴露导致U_burst和rU_burst分别下降了17.4%和10.8%, PFOS对rU_burst的影响表现出“非单调剂量效应”; 暴露浓度对实验鱼的RMR影响显著(P<0.05), 5 mg/L PFOS暴露导致RMR显著升高, 但PFOS对运动后代谢峰值(MMR)、代谢率增量(MS)、代谢变化倍率(F-MS)、力竭运动后过量氧耗(EPOC)无显著影响(P>0.05)。研究结果提示: PFOS污染改变实验鱼能量代谢水平的下限, 而对其代谢水平的上限无明显的限制性作用; PFOS污染将可能对鱼类捕食——逃避捕食者、穿越激流寻找适宜生境等生存关联的生命活动起到负面影响, 但对无氧代谢关联的代谢恢复能力无显著的生态毒理效应。     

力竭追赶训练对两种鲤科鱼类呼吸循环系统参数和力竭运动后代谢特征的影响

为了考察力竭追赶训练对中华倒刺鲃(Spinibarbus sinensis)和岩原鲤(Procypris rabaudi)幼鱼呼吸循环系统和力竭运动后代谢特征的影响, 在(25±0.5)℃条件下, 将2种实验鱼各60尾 [体重分别为(28.36±0.08) g和(19.53±0.13) g]随机等分成对照组和训练组, 训练组进行1次/d共21d的力竭追赶训练。随后测定各组实验鱼的心脏和鳃指数、血液指标以及力竭运动后过量耗氧(Excess post-exercise oxygen consumption, EPOC)。结果发现: 2种鱼心脏指数、鳃指数、血红蛋白含量和红细胞数目在各自对照组和训练组之间都没有显著性差异; 岩原鲤对照组的鳃指数显著低于中华倒刺鲃对照组(P<0.05), 但心脏指数、血红蛋白含量和红细胞数目与中华倒刺鲃对照组无显著性差异。中华倒刺鲃训练组的运动前代谢率、运动代谢峰值、峰值比率、代谢恢复速率与其对照组没有显著差异, 但运动后恢复时间和过量耗氧显著大于对照组(P<0.05); 岩原鲤训练组的运动前代谢率显著低于其对照组(P<0.05), 但运动代谢峰值、峰值比率、运动后恢复时间、过量耗氧、代谢恢复速率与其对照组没有显著性差异。岩原鲤对照组的运动前代谢率、运动代谢峰值、过量耗氧和代谢恢复速率分别显著低于中华倒刺鲃对照组(P<0.05), 但峰值比率和运动后恢复时间与中华倒刺鲃对照组无显著性差异。研究表明: (1)力竭追赶训练对中华倒刺鲃和岩原鲤幼鱼的呼吸和循环系统参数没有产生显著性影响; (2)力竭追赶训练显著提高了中华倒刺鲃幼鱼的无氧代谢能力; (3)中华倒刺鲃幼鱼力竭运动前后代谢率显著高于岩原鲤幼鱼, 这可能与其较为活跃的习性有关。     

倭蜂猴静止代谢率和体温调节的研究

通过研究倭蜂猴在不同环境温度下的静止代谢率和体温调节特征发现；倭蜂猴（Ｎｙｃｔｉｃｅｂｕｓ ｐｙｇｍａｅｃｕｓ）的ＲＭＲ为０．４９８±０．０３９６０２ｍｌ／ｈｒ．ｇ，仅为预期值的６３．７％；热中性区不明显，实测 下临界温度为３０℃；平均最低热传导为０． ０８０４±０． ００２１０２ｍｌ／ｈｒ． ｓ．℃；在室温下平均体温为３３． ８ ±０．１８℃；在冷压下体温变化较大，温调指数为０．５３５；在高温时主要以高体温和分泌唾液进行体温调节。显示典型热带原猴类动物热能代谢特征。     

人体的能量代谢

人体所需的能量来源于食物中的糖,脂肪和蛋白质,其中以糖占的比例较大,这能源被人体利用后最终均转化为热能,因此可用间接测热法计算人体的产热量,从而估算人体的能量代谢,人体的能量代谢受肌肉活动,环境温度,精神因素及进食等因素的影响。