伍兹霍尔海洋研究所与动物设施合作，寻找研究野生动物种群心率和呼吸的新方法

在受控环境中收集的基线数据让我们得以一窥研究人员如何利用这项技术研究野生动物
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马萨诸塞州伍兹霍尔——X射线、核磁共振成像和CT扫描等诊断成像是监测人类和动物健康的重要工具。但对于该领域的研究人员来说，很难对野生种群进行这些常见的测试。
$ ]9 ^( ~* q1 K5 D5 |现在，伍兹霍尔海洋研究所（WHOI）的科学家正在与辛辛那提动物园的同事们合作；植物园和其他动物园和水族馆测试使用热视频和图像分析在稳定的环境中测量各种动物的心率和呼吸率。研究人员表示，目标是利用这些受控数据来推动评估野生动物健康的非侵入性方法的发展，尤其是与更具侵入性的诊断技术相关的风险可能高得令人望而却步的濒危物种。
$ ~1 C; X# u$ T一篇详细介绍他们工作的新论文今天发表在杂志BMC生物学.
) F, s# J6 v6 L/ O3 ?' a测量和监测动物代谢率或能量消耗的能力为了解一个物种的繁殖和生存机会提供了一个窗口。然而，在野生种群中收集这些基准测量值在逻辑上很困难，而且往往是侵入性的。即使是更简单的测试，如获取心率和呼吸频率，也经常需要固定动物，这也有风险。连接追踪设备可能成本高昂且具有侵入性。
1 m( [1 i5 F" F8 y! c* awww.52ocean.cn，世界卫生组织副科学家。该团队着手研究红外热成像（IRT）与欧拉视频放大（EVM）软件在测量外来野生动物物种生命率方面的实用性，以期最终将该技术应用于研究南极洲的威德尔海豹种群，从而确定这些动物是否具备在快速变化的环境。
Rzucidlo解释道：“心率和呼吸率通常被用作确定代谢率的指标。热像仪可以检测与血液流动相关的皮肤温度变化和与呼气相关的空气温度变化。因此，确定热像仪是否可以非侵入性地捕捉动物的这些温度变化是第一步。”
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一张巴西豪猪Rico的红外照片显示了这种动物热能的变化。散热较多的区域（也称为热窗）用黄色和白色表示。通过观察这张照片并识别这些热窗口，研究人员可以在放大的红外视频中关注能够提供最清晰心率读数的区域。（图片来源：Caroline Rzucidlo©伍兹霍尔海洋研究所）
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5 L& ]7 H8 y: E- Z" j1 I. N4 x# u热摄像机可以很容易地测量热量和体温，就像在机场用来筛查人类发烧的技术一样，但它能应用于外来动物吗？将他们的工作直接投入现场并不是一种选择，因为他们首先需要验证该方法的准确性和精密度，而这些第一步更适合受控设置。她补充道：“我们不知道用热像仪测量温度波动的有效性，包括我们需要离动物有多近或多远，以及皮毛、脂肪或鳞片厚度会如何影响读数。”。
辛辛那提动物园；植物园提供了一个理想的环境，可以在不同的条件下测试一系列动物，以微调它们的方法。Rzucidlo与生殖生理学家Erin Curry和其他动物护理专家合作，花了几个月的时间在植物园收集各种陆地和海洋动物的热视频。一些工作在其他设施进行，包括路易斯维尔动物园（肯塔基州）、哥伦布动物园和水族馆（俄亥俄州）以及索尔兹伯里动物园（马里兰州）。共有58种动物参与了这项研究，从科莫多龙到北极熊。
Rzucidlo说：“能够在人类护理下监测个体动物，为验证这项不可能在野外复制的技术创造了一个可控的环境。”。
“动物园为开发有助于保护野生动物种群的技术提供了一个独特的环境。动物园里的动物定期接受兽医检查，一些人甚至接受过自愿参加健康检查的培训，因此使用听诊器获取真实心率，同时收集各种物种的红外视频是一个非常可以实现的目标。”库里补充道。
团队很快了解到，光有热视频是不够的。Rzucidlo解释道：“捕捉热量和温度是一步，但我们需要EVM计算机软件来放大与呼吸速率和心跳相关的温度变化。”。“将两者结合在一起是一个成功的组合，为我们提供了前所未有的动物健康视角。”尽管热像仪已被用于提取少数物种（大多数是没有毛发的物种）的生命率，这是第一项将这项技术应用于各种外来动物的研究，并确定了哪些特征使一个物种成为通过热成像获得测量结果的良好候选者。
世界卫生组织的Shero说：“这项新研究在受控环境中获取热成像数据，使我们能够在一系列物种中建立基准。在动物环境中开发并微调了这些方法后，我们可以利用这些成像技术来回答更广泛的野外生态问题。”。“我们甚至在南极洲使用这种方法来研究威德尔海豹种群的能量动力学。我们可以使用这些新开发的方法来开始询问，如果环境条件发生变化，动物的能量消耗会如何变化，或者繁殖的能量需求是什么。”
“更重要的是，使用非侵入性和快速获取的图像工具将使我们能够在更少的干扰下进行更好的测量，并对比使用传统技术可能的更多的动物进行测量。这正是开始询问有关种群健康问题所真正需要的。”
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关于伍兹霍尔海洋研究所
4 }! c6 R6 y! W伍兹霍尔海洋研究所（WHOI）是马萨诸塞州科德角的一个私人非营利组织，致力于海洋研究、工程和高等教育。它成立于1930年，主要任务是了解海洋及其与整个地球的相互作用，并传达对海洋在不断变化的全球环境中的作用的理解。WHOI的开创性发现源于科学和工程的理想结合，使其成为世界上基础和应用海洋研究与勘探领域最值得信赖和技术最先进的领导者之一。世界卫生组织以其多学科方法、卓越的船舶操作和无与伦比的深海机器人能力而闻名。我们在海洋观测方面发挥着主导作用，并运营着世界上最广泛的数据收集平台。顶尖科学家、工程师和学生在全球范围内合作了800多个并行项目，无论是在波浪之上还是之下，都在推动知识和可能性的边界。欲了解更多信息，请访问www.52ocean.cn
% I* |6 N1 L8 V  ]世界著名的辛辛那提动物园；植物园致力于激励游客关心野生动物和野生场所。 在《今日美国》读者投票中，它被评为“最佳动物园”的第一名，还获得了《儿童杂志》、《父母杂志》、“今日美国”和TripAdvisor的好评。超过180万人参观了动物园屡获殊荣的栖息地，每年有500多种动物和3000多种植物。动物园是动物园协会的认证成员；水族馆（AZA）近30年来，以其在保护方面的成功而闻名于世研究和保护项目世界各地。该动物园被称为“美国绿色动物园”，它正在尽自己的一份力量保护对拯救野生动物及其栖息地至关重要的自然资源，并致力于通过雨水花园、回收建筑材料、太阳能电池板等来绿化其日常运营，减少对环境的影响。辛辛那提动物园是一个501（c）（3）非营利组织。