Utilisation d’une caméra thermique pour mesurer la perte de chaleur à travers les manteaux de plumes d’oiseaux

Résumé

Ce protocole décrit la quantification de la transmission de chaleur à travers un spécimen aviaire à peau plate à l’aide d’une caméra thermique et d’un bain d’eau chaude. La méthode permet d’obtenir des données quantitatives et comparatives sur la performance thermique des manteaux de plumes entre les espèces à l’aide de spécimens de peau plate séchée.

Résumé

Les plumes sont essentielles à l’isolation, et donc au coût de la thermorégulation, chez les oiseaux. Il existe une littérature solide sur le coût énergétique de la thermorégulation chez les oiseaux dans diverses circonstances écologiques. Cependant, peu d’études caractérisent la contribution des plumes seules à la thermorégulation. Plusieurs études antérieures ont établi des méthodes pour mesurer la valeur d’isolation des peaux animales, mais elles nécessitent des méthodes d’échantillonnage destructrices qui sont problématiques pour les oiseaux, dont les plumes ne sont pas réparties uniformément sur la peau. Plus d’informations sont nécessaires sur 1) comment la contribution des plumes à la thermorégulation varie à la fois entre et au sein des espèces et 2) comment les manteaux de plumes peuvent changer dans l’espace et le temps. Il est rapporté ici une méthode pour mesurer rapidement et directement la performance thermique des couches de plumes et de la peau à l’aide d’échantillons de peau entière séchés, sans qu’il soit nécessaire de détruire l’échantillon de peau. Cette méthode isole et mesure le gradient thermique à travers un manteau de plumes d’une manière que les mesures de la perte de chaleur et du coût métabolique chez les oiseaux vivants, qui utilisent des stratégies comportementales et physiologiques pour thermoréguler, ne peuvent pas. La méthode utilise une caméra thermique, qui permet la collecte rapide de données thermiques quantitatives pour mesurer la perte de chaleur d’une source stable à travers la peau. Ce protocole peut facilement être appliqué à diverses questions de recherche, est applicable à tous les taxons aviaires et ne nécessite pas la destruction du spécimen de peau. Enfin, il permettra de mieux comprendre l’importance de la thermorégulation passive chez les oiseaux en simplifiant et en accélérant la collecte de données quantitatives.

Introduction

Les plumes sont la caractéristique déterminante des oiseaux et remplissent de nombreuses fonctions, l’une des plus cruciales étant l’isolation¹. Les oiseaux ont les températures centrales moyennes les plus élevées de tous les groupes de vertébrés, et les plumes qui les isolent des changements de température ambiante sont une partie vitale de l’équilibre énergétique, en particulier dans les environnements froids². Malgré l’importance des plumes, la majorité de la littérature sur les changements de l’état thermique chez les oiseaux s’est concentrée sur les réponses métaboliques à la variation de température plutôt que sur ....

Protocole

Ce travail n’impliquait aucun travail avec des animaux vivants et était donc exempté de l’examen des soins aux animaux.

1. Configuration et matériaux (Figure 1)

1. Si les peaux plates des espèces d’intérêt ne sont pas disponibles, utilisez le protocole²⁹ de Spaw pour créer des peaux à partir de spécimens frais ou congelés. Préparez les plumes dans une position soignée, naturelle et sèche pour obtenir un poids constant avant de procéder aux mesures.
2. Installez un bain d’eau chaude à température constante.
   REMARQUE: Cette configuration est assez haute, il est donc plus facile de placer le bain d’eau ....

Résultats

Les résultats représentatifs d’une série d’un individu de chacune des cinq espèces, mesurés à six températures, sont présentés à la figure 4 et à la figure 5. Ceux-ci montrent que de petites variations dans l’emplacement de la peau peuvent entraîner des variations dans les lectures allant jusqu’à 1,7 ° C. La figure 4 montre comment la formation d’un investigateur augmente la répétabilité des mesures. Par exemple, le même moineau dom.......

Discussion

Cet article fournit un protocole pour des mesures d’imagerie thermique reproductibles et normalisées d’échantillons de peau plate aviaire. Cette méthode permet de comparer les performances thermiques du pelage entre les espèces, au sein des espèces, entre individus comparables, et à différents endroits sur le corps des individus, le tout sans destruction du spécimen.

La disponibilité du matériel et de l’équipement nécessaires peut être une limitation de cette méthode. Bien que les caméras ther.......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Feuille d’aluminium	Reynolds Wrap	109000831	30 pieds carrés ; ce modèle exact n’a pas besoin d’être utilisé.
Panneau de mousse	Foamular	20WE	1 po x 4 pi x 8 pi ; ce modèle exact n’a pas besoin d’être utilisé.
Bain-marie à usage général	PolyScience	WB02	Ambiet +5 ° ; C à 100 ° ; C; ± ;. 01 ° ; C
PDF Enregistreur de données	Elitech	RC-51H	Capteur de température et d’humidité intégré
Plexiglas	AdirOffice	1212-3-C	Verre acrylique ; 12 po x 12 po x 1/8 po ; il n’est pas nécessaire d’utiliser ce modèle.
Logiciel d’analyse d’images thermiques	FLIR	ResearchIR Max v4.40.7.26 (64 bits)	Permet la collecte de données thermiques précises et quantitatives
Caméra d’imagerie thermique	FLIR	SC655	Résolution de 680 x 480 pixels, ± ; 2 ° ; C ou ± ; Précision de 2 %, distance de mise au point minimale de 40 cm
Trépied	The Audubon Shop	The Birder Trépied avec tête de dégagement rapide Manfrotto 700RC2	Hauteur maximale de 65 po ; il n’est pas nécessaire d’utiliser ce modèle exact.