威廉·j·弗利
进化、生态和遗传学研究学院的生物学、澳大利亚国立大学、0200年堪培拉,澳大利亚
介绍
想象去超市日常购物不确定被货架上的食品中毒。想象必须首先确定通道中含有有毒的食品和那些没有然后不得不选择两个显然相同的包,其中一个是有毒的,另一个不是。使它更加困难,你的选择可以改变季节性的毒性,甚至经过短暂阵雨,!然后想象一下,当你去度假了,所有的食物都不同与不同类型的毒素和其中一些奇怪,你是不知道如何吃他们!
这种情况每天都面临食草哺乳动物;浏览哺乳动物,包括国内股市和野生物种,必须选择一个包含充足的营养饮食,同时避免被毒害了无数的潜在的有毒成分存在于植物。
几乎所有种类的浏览(乔木和灌木)包含不同类型的毒素和作出正确的选择是至关重要的,如果动物生存和繁荣。甚至个别植物物种内的毒素水平相差很大,它们包含。
例如,在一些澳大利亚的桉树林里。桉树一棵树的一个分支可以美味而其他人没有(图1)。生物碱的浓度在某些草药可以迅速改变一整天甚至在回应一个简短的阵雨和动物可能面临的困难当他们迁移或被迫移动库存管理的一部分或虽然野生动物易位项目。甚至奶牛从谷物在传送带上的饲养场必须学习如何吃草时释放到围场!
近红外光半岛综合体育官方APP下载德甲谱对植物养分分析水下和在树上
巨大的变化在植物毒素的浓度和营养树木,灌木和牧草需要广泛的抽样准确地代表营养和毒理学的风景,这是一个理想的申请数量近红外(NIR)反射光谱。半岛综合体育官方APP下载德甲近红外光谱分析的速度使它适合环境监半岛综合体育官方APP下载德甲测和生态调查,大量的复制需要测量。最近的一些研究,包括一个专注于水下植物大堡礁和第二个在玻利维亚的雨林,表明近红外光谱学的力量来解决大规模可变性plant-animal交互。半岛综合体育官方APP下载德甲
儒艮是大型海洋食草动物(200公斤),大多以海草。海草是单子叶植物的植物生长在潮间带,还在30米深的海底。大的儒艮聚集在海草和可以重复,短潜水,他们吃草的叶子海草甚至连根拔起,吃整个工厂。我们感兴趣是否放牧的儒艮的质量改善re-growth-in——换句话说,他们能够“农场”海草维护质量呢?使用近红外光谱分析营半岛综合体育官方APP下载德甲养组件大约在1200年海草样本显示,这确实是如此。1放牧的儒艮显著提高了草地的营养品质。许多其他物种使用和定期海草放牧儒艮是可能影响整个社区的seagrass-dependent物种。
第二项研究试图了解影响登录的数量黑蜘蛛猴在玻利维亚的热带雨林。2安妮卡费尔顿之后黑蜘蛛猴,观察他们的食物选择和检索到的新鲜水果和树叶下降或其他爬到树冠检索它。因为它是如此重要的分析完全猴子们吃的部分,在很多情况下,我们只有少量的材料。幸运的是,我们能够开发健壮的NIR光谱校正方程来预测蛋白质的化学成分,特别是猴子可用。半岛综合体育官方APP下载德甲安妮卡发现蜘蛛猴瞄准一个目标数量的蛋白质每一天,不管他们只吃水果或混合其他蔬菜和她能推荐一个选择性砍伐政权保留在森林中最重要的资源。
尽管热带雨林日志可以为树住宅高度破坏性的哺乳动物,这个故事有一个圆满的结局。在研究过程中,安妮卡和她的丈夫亚当发现一种新的伶猴猴,与野生动物保护协会,拍卖冠名权筹集资金(US650,000美元)雇佣护林员永久。动物现在被称为黄金宫殿的猴子3(Callicebus aureipalatii)后,黄金宫(在线)赌场!
动物觅食作为一个复杂的自组织过程
能够分析植物的化学成分已经广泛的实地研究野生动物的饮食更快、更便宜。然而,我们需要停下来问问为什么我们分析植物的化学性质?原因是,我们认为,植物化学是一个合适的代表动物的性能。换句话说,差异蛋白质、纤维和不同的毒素有可预测的影响的总体营养品质植物和动物会吃它的可能性。虽然这是真正的从广义上讲,预测食品的不同成分之间的相互作用是非常困难的。例如,植物单宁减少蛋白质,可用于动物,但究竟如何衡量这个尚不清楚,尽管多年的研究。我们可以分别测量单宁(使用一个不同的化验,所有给不同的结果)和蛋白质,我们甚至可以使用近红外光谱测量各种功能分析蛋白质的沉淀能力具有良好的精度,但我们从来没有真正知道这些措施是否反映野生动物感知食物的方式。半岛综合体育官方APP下载德甲
复杂性在动物食物选择的另一个理由是,他们选择不只有来自食物的物理和化学性质也从一生的经历。动物学习食物在子宫里,他们观察他们的母亲,他们的同事和他们使用的试验和错误。早期预测食草动物的饮食选择他们认为物理机器,可以模仿数学。然而,每个动物都是独一无二的,不仅通过单个基因变异影响特征如内脏大小,和门齿的广度也通过他们的经验。他们学会吃并拒绝食物通过链接的食物的味道或气味的后果。试图将这个封装到实验室化学措施并不容易。如果我们要捕捉真正的植物成分和动物之间的相互作用的选择,我们需要问动物!的唯一方式,他们可以通过一系列的“告诉”我们是人工喂养实验,但是我们可以使用这些数据的近红外光谱模型动物食物选择的食物。这是我们所做的考拉和桉树林里。桉树。
近红外光半岛综合体育官方APP下载德甲谱揭示了考拉如何看待一片森林
考拉不是很难保持囚禁只要你获得各种各样的质量很好桉树叶子,你可以爬上树,把它从皇冠。本·摩尔和卡伦。马什考拉被囚禁在菲利普岛考拉保护中心在维多利亚,澳大利亚,和美联储4组动物超过100种不同的桉树林里。桉树的三个不同的物种。期间,每个考拉自愿吃一天记录和样品收集叶子的NIR光谱和化学分析。
尽管考拉是一种动物,我们理解毒素和喂养,之间的关系的模型基于近红外光谱的喂养远优于模型基于多个化学特征预测多少能吃的动物(图2)。这表明光谱获取成分数据比单个化学特征的组合。喂养偏好的模型基于近红外光谱获取营养和毒素的化学复杂性也变异动物的行为。通过这些数据,我们可以构建的第一个“koala-eye视图”桉树森林,这揭示了迄今为止未被发现的空间模式在食品的树木。我们验证的方法通过偷听树袋熊使用项圈传播他们咀嚼的声音,能够证明我们的近红外光谱模型健壮和排名树相似的野生的考拉。尽管这听起来非常整洁的做事方式,从印度电台偶尔中断数据,有时咀嚼数据是点缀着长时间的考拉一天打鼾!
间接测量粪便的饮食质量
显然近红外光谱的能力以这种方式捕获动物的喜好是一种强大的方式了解食品质量因风景而异。但准确地说,这样做实际上取决于我们知道植物动物吃。近红外光半岛综合体育官方APP下载德甲谱学只有温和的成功识别植物动物食用。尽管如此,如果一种动物已经作出了选择,我们可以预测饮食消费的质量从它留下了什么?
使用动物粪便来预测食物的质量是一个间接定性近红外光谱分析的使用。这种方法被杰瑞Stuth首创4,现在已经应用于牛、山羊、鹿、鸵鸟、羊驴和袋鼠(图3)。光谱之间的关系的粪便和饮食消费的质量虽然建立人工饲养研究,使蛋白质含量等方面的饮食被完全自由放养动物预测。例如通过监测蛋白质含量的饮食,然后知道什么时候提供补充和改变袜利率和Stuth Doug Tolleson能够和他的同事提供一个为期两天的回车场粪便样品然后寄给他们!一些研究人员试图从粪便光谱扩展属性预测的范围包括体重增加,寄生虫负担和生殖状态。尽管这些都是非常令人兴奋的发展,用户的粪便NIR技术应该意识到这样一种间接方法中的错误肯定是大于标准定量近红外光谱分析的准确性可以建立参考变量。最近的一项评估罗布·迪克森和大卫·科茨5牛的粪便近红外光谱学方法描述这些和其半岛综合体育官方APP下载德甲他来源的错误,但这是理解提供这种技术的使用将继续增长。
机载近红外光谱学半岛综合体育官方APP下载德甲
密集的研究上述这类帮助理解选择由动物在小范围尺度。然而,越来越多的我们被要求描述模式的变化在整个森林景观。在这些尺度上,传统的实验室甚至便携式近红外光谱学领域不再是足够的,所以我们已经开始开发机载高光谱成像作为一种量化营养在森林的树冠。半岛综合体育官方APP下载德甲有几个合适的工具可用,但AVIRIS(机载可见光/红外成像光谱仪,美国宇航局喷气推进实验室,加州理工学院,美国)和HyMap(综合液体企业。有限公司、新南威尔士、澳大利亚)是最广泛使用的。上升流的这些工具提供校准图像光谱辐射率在128年(HyMap)或224 (AVIRIS)连续的光谱波段,波长从400纳米到2500纳米。HyMap苍蝇在2000 - 4000米高出地面0.5的每个像素都有一项决议-10 AVIRIS一直到离地面20公里。
在我们的工作上映射中的营养桉树森林,主要问题是知道我们是成像。桉树森林(不同于松林,最早期的研究进行了)有非常开放的克朗每个像素可能包括感兴趣的树叶也树干、树皮、裸露的地面和草甚至袋鼠在树下睡着了!这种复杂性需要大量被注意的选择合适的像素分析方法,因为它是不可能获得纯像素的树叶在实验室可以做。6然而,有合理的成功预测叶片氮在很多地方但更少的成功为其他叶面组件。这是一个特别强大的景观方法映射和光谱学家一个领域可以使许多有价值的贡献。
确认
本·摩尔,卡伦。马什,安德鲁•Woolnough贾斯汀计费,伊凡Lawler,简DeGabriel Lem阿拉贡内斯则和安妮卡费尔顿都热情地接受了近红外光谱方法在生态学和他们的工作导致了这里所描述的许多进步。半岛综合体育官方APP下载德甲本文致力于杰瑞Stuth的记忆;一个慷慨的和鼓舞人心的导师。
引用
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