适者生存之环境与生物的关系
摘 要：为解决因环境差异导致实验结果的差异性，本文使用了新研发的实验环境监测仪，在实验中实时检测活体样品的环境参数，确保实验中环境参数的记录。文章利用实验环境监测仪，在检测昆虫生理环境的同时，使用NMT检测昆虫触角Ca2+流速，在温度为25℃，湿度为29%，压强为995hPa，海拔为145m的环境下，检测到钙离子流速为吸收的趋势；而在温度为15℃，湿度为54%，压强为994hPa，海拔为153m的环境下，昆虫触角对钙离子的吸收明显大于温度为25摄氏度的环境。本文为研究不同生理环境参数的变化对生物体的生理功能影响提供研究依据。
关键词：非损伤微测技术；环境参数；温度；湿度；压强；海拔；实验环境
什么是适者生存？达尔文 (Darwin) 自然选择学说的一个组成部分，认为自然选择使那些较不适应环境的个体淘汰，最能适应环境的个体得以保存和繁荣。生存竞争中最适应环境者确保其生存机会。对于生存者是否都是最适者，尚存有争议。自然选择或物种进化，即有助于生物个体生存和繁殖的特性传递给后代，而不利的特性被淘汰。
说通俗一点就是适应环境的物种能够生存下来。从现阶段来看，人类暂时还是处在适合环境的物种当中，但随着人类对地球资源的过度开采，地球的生态遭受破坏，环境日益恶化，同时也危及着地球上的物种。
习近平总书记在十九大指出，必须树立和“践行绿水青山就是金山银山”的理念，坚持节约资源和保护环境的基本国策。环境的重要性不言而喻，动物，植物对环境的适应也是人类需要关注的。那么如何判断植物或者动物在不同的环境下能否适应呢？首先，基于活体检测是必不可少的，因为活体才能够展现出植物或者动物最真实的状态，这样检测出来的数据才会更加贴合生物本身的数据。其次就是环境参数的检测，我们知道环境参数包含很多种，多种检测设备的集成体积将会非常大，体积较小的产品更能够具有广泛的使用空间；最后就是活体检测和环境检测数据的结合，同时进行实时的数据记录并输出，能够使数据比较起来更加的准确及具有研究的意义。
下面的实验基于上述活体与环境相结合的设计，为环境的研究提供方法。
1材料与方法
1.1材料
选取鳞翅目天蛾科的昆虫（图一）进行实验，样品采集于野外刚孵化的昆虫，放至光周期为16小时光照，8小时黑暗；光强为300-400μmol cm-2 s-1 ；光照条件下的温度为24℃，相对湿度为80%；黑暗条件下的温度为20℃，相对湿度80%的环境中培养两天后进行实验。
图一：天蛾科昆虫样品
1.2实验环境监测仪
实验环境监测仪（PEP）（旭月（北京）科技有限公司）（图二）型号为PEP-1.0。PEP能够检测并显示活体样品周围环境的温度、湿度、压强与海拔数值，并可以在网页端显示数据与时间的折线图并下载CSV文件。
在实验中利用PEP检测环境中的各项参数，为实验提供更准确的参数依据。
图二：实验环境监测仪
1.3昆虫触角Ca2+流速测定
利用非损伤微测技术（Non-invasive Micro-test Technology，NMT），使用非损伤微测系统第七代产品NMT Physiolyzer®（NMT活体生理检测仪，美国扬格公司，youngerusa.com）进行流速数据的检测。准备一只培养皿，加入测试液（0.1 mM KCl, 0.1 mM CaCl2, 0.1 mM MgCl2, 0.5 mM NaCl, 0.3 mM MES, 0.2 mM Na2SO4, pH 6.0），将昆虫浸泡在测试液中露出头部触角待测区域，静置15min后，弃去测试液，加入5ml新鲜测试液，上样检测。在显微镜镜下找到目标检测区域，将Ca2+流速传感器置于距离昆虫触角末端表面约5μm处，开始检测，每个样品检测3分钟。期间在正常环境下和低温环境下的处理，每组检测5个重复。通过imFluxes V2.0软件（YoungerUSA LLC, Amherst, MA 01002, USA）直接读取Ca2+流速数据，流速单位是mol • cm-2• s-1，正值代表外排，负值代表吸收。
1.4数据分析
Ca2+流速数据使用流速云（IF100，卫水士（北京）科技有限公司，http://nmtia.org.cn/imfluxes）软件进行处理及分析。
2结果与讨论
2.1实验结果
使用NMT检测昆虫触角Ca2+流速（图三），在温度为25℃，湿度为29%，压强为995hPa，海拔为145m的环境下，检测到钙离子流速为吸收的趋势；而在温度为15℃，湿度为54%，压强为994hPa，海拔为153m的环境下，昆虫触角对钙离子的吸收明显大于温度为25摄氏度的环境。
图三注：A为低温环境参数；B为正常温度下环境参数；C为在不同环境下的昆虫触角Ca2+流速，其中流速正值代表外排，负值代表吸收。
图三：不同环境下昆虫触角Ca2+流速
2.2讨论
外界环境的参数一直是研究者所关注的，但是对外界环境参数的全面测定产品还是比较少的。实验环境监测仪（PEP）能够提供的参数还是不全面的，面对其他环境参数诸如经纬度、大气氧浓度、二氧化碳浓度等依旧处于开发完善当中，其他参数与功能也需要科学家们提供创新的想法，共同完善环境参数的产品。
本文使用的是最初代的PEP产品，在实时显示环境参数及数据输出方面还没有完善，最新代的PEP产品已将此功能进行添加，确保在检测样品数据的同时，对应实时的环境参数数值，使数据的环境参数更加准确。同时PEP产品还在手机端的输出进行尝试，如果有实验中需要完善的功能，我们还是需要广大的科研人员提供需求。
参考文献
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