Utilizzo di una termocamera per misurare la perdita di calore attraverso i cappotti di piume di uccello

Sommario

Questo protocollo descrive la quantificazione della trasmissione del calore attraverso un campione aviario dalla pelle piatta utilizzando una telecamera termica e un bagno di acqua calda. Il metodo consente di ottenere dati quantitativi e comparativi sulle prestazioni termiche dei cappotti di piume tra le specie utilizzando campioni di pelle piatta essiccati.

Abstract

Le piume sono essenziali per l'isolamento, e quindi per il costo della termoregolazione, negli uccelli. Esiste una solida letteratura sul costo energetico della termoregolazione negli uccelli in una varietà di circostanze ecologiche. Tuttavia, pochi studi caratterizzano il contributo delle sole piume alla termoregolazione. Diversi studi precedenti hanno stabilito metodi per misurare il valore di isolamento delle pelli di animali, ma richiedono metodi di campionamento distruttivi che sono problematici per gli uccelli, le cui piume non sono distribuite uniformemente sulla pelle. Sono necessarie ulteriori informazioni su 1) come il contributo delle piume alla termoregolazione varia sia tra le specie che all'interno delle specie e 2) su come i cappotti di piume possono cambiare nello spazio e nel tempo. Qui è riportato un metodo per misurare rapidamente e direttamente le prestazioni termiche dei cappotti di piume e della pelle utilizzando campioni di pelle intera essiccati, senza la necessità di distruggere il campione di pelle. Questo metodo isola e misura il gradiente termico attraverso un mantello di piume in un modo che le misurazioni della perdita di calore e del costo metabolico negli uccelli vivi, che utilizzano strategie comportamentali e fisiologiche per termoregolarsi, non possono. Il metodo utilizza una telecamera termica, che consente la rapida raccolta di dati termici quantitativi per misurare la perdita di calore da una fonte stabile attraverso la pelle. Questo protocollo può essere facilmente applicato a varie domande di ricerca, è applicabile a qualsiasi taxa aviario e non richiede la distruzione del campione di pelle. Infine, favorirà la comprensione dell'importanza della termoregolazione passiva negli uccelli semplificando e accelerando la raccolta di dati quantitativi.

Introduzione

Le piume sono la caratteristica distintiva degli uccelli e svolgono molte funzioni, tra cui la più cruciale è l'isolamento¹. Gli uccelli hanno le temperature medie più alte di qualsiasi gruppo di vertebrati e le piume che li isolano dai cambiamenti di temperatura ambientale sono una parte vitale del bilancio energetico, specialmente in ambienti freddi². Nonostante l'importanza delle piume, la maggior parte della letteratura sui cambiamenti nelle condizioni termiche negli uccelli si è concentrata sullerisposte metaboliche alla variazione di temperatura piuttosto che sulla funzione delle piume come isolamento

Protocollo

Questo lavoro non ha comportato alcun lavoro con animali vivi ed è stato quindi esentato dalla revisione della cura degli animali.

1. Allestimento e materiali (Figura 1)

1. Se le pelli piatte della specie di interesse non sono disponibili, utilizzare il protocollo²⁹ di Spaw per creare pelli da esemplari freschi o congelati. Preen piume in una posizione ordinata, naturale e asciutta per ottenere un peso costante prima di procedere con le misurazioni.
2. Impostare un bagno di acqua calda a temperatura costante.
   NOTA: Questo set-up è piuttosto alto, quindi è più facile posizionare il bagno di acqua cald....

Risultati

I risultati rappresentativi di una serie di un individuo di ciascuna delle cinque specie, misurati a sei temperature, sono presentati nella Figura 4 e nella Figura 5. Questi mostrano che piccole variazioni nel posizionamento della pelle possono comportare variazioni nelle letture fino a 1,7 °C. La Figura 4 mostra come la formazione di un investigatore aumenta la ripetibilità delle misurazioni. Ad esempio, lo stesso passero domestico.......

Discussione

Questo documento fornisce un protocollo per misurazioni termografiche ripetibili e standardizzate di campioni di pelle piatta aviaria. Questo metodo consente di confrontare le prestazioni termiche del mantello di piume tra specie, all'interno di specie, tra individui comparabili e in diverse posizioni sui corpi degli individui, il tutto senza distruzione del campione.

La disponibilità di materiali e attrezzature necessari può essere una limitazione di questo metodo. Sebbene le telecamere termi.......

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
Foglio	di alluminio Reynolds Wrap	109000831	30 piedi quadrati; questo modello esatto non deve essere utilizzato.
Pannello centrale in schiuma	Foamular	20WE	1 in. x 4 ft. x 8 ft; questo modello esatto non deve essere utilizzato.
Bagnomaria per uso generale	PolyScience	WB02	Ambiet +5 ° C a 100 ° C; ±. 01 ° C
PDF Data logger	Elitech	RC-51H	Sensore di temperatura e umidità incorporato
Plexiglass	AdirOffice	1212-3-C	Vetro acrilico; 12 pollici x 12 pollici x 1/8 pollici; non è necessario utilizzare questo modello esatto.
Software di analisi delle immagini termiche	FLIR	ResearchIR Max v4.40.7.26 (64 bit)	Consente la raccolta di dati termici precisi e quantitativi
Termocamera	FLIR	SC655	risoluzione 680x480 pixel, ± 2 ° C o ± Precisione del 2%, distanza minima di messa a fuoco di 40 cm
Treppiede	The Audubon Shop	Il treppiede Birder con testa a sgancio rapido Manfrotto 700RC2	altezza massima di 65"; non è necessario utilizzare questo modello esatto.