Torpor arousal rates in northern bats (Eptesicus nilssonii)

Abstract

Endoterme dyr holder ofte kroppstemperaturen sin høy og stabil i møte med mange miljøbetingelser, noe som krever mye energi. For å unngå energiutfordringene bruker mange pattedyr torpor, en prosess hvor kroppstemperatur, metabolsk rate og oksygenkonsum reduseres. Dyr som er i torpor må etter hvert varme seg opp igjen, en prosess som også kan kreve mye energi, fordi det involverer en rask økning i kroppstemperatur, metabolsk rate og oksygenkonsum. Induserte og spontane gjenoppvarminger har tidligere blitt sett på som like prosesser, men det har blitt vist at det å indusere gjenoppvarming kan endre flere aspekter ved torpor, noe som må tas i betraktning når man bruker induserte gjenoppvarminger i studier. Det finnes lite eller ingen informasjon om gjenoppvarmingsprosessen hos Eptesicus nilssonii (nordflaggermus). Denne studien ønsker å undersøke gjenoppvarmingsprosessen hos E. nilssonii i laboratoriet, og sammenligne dette med det som skjer ute i naturen. Målet er å vise at gjenoppvarmingen ikke alltid er en prosess hvor flaggermusene ønsker å varme seg opp så raskt som mulig, og at de har en stor termogen kapasitet som de ikke alltid benytter seg av.

Fem hannflaggermus av arten E. nilssonii ble fanget i Trondheim i juni og juli i 2021. Hudtemperaturen til disse fem individene ble målt både ved et laboratorium ved NTNU ved bruk av en thermocouple, og ute i felt ved bruk av temperatur-sensitive transmittere. Gjenoppvarminger i laboratoriet var induserte, mens gjenoppvarminger i felt var spontane. Gjenoppvarmingsrate, maksimal gjenoppvarmingsrate og varighet av gjenoppvarmingen ble funnet fra de samlede dataene. Verken kroppsvekt eller varighet påvirket gjenoppvarmingsrate eller maksimal gjenoppvarmingsrate i laboratoriet. Hudtemperatur ved start av gjenoppvarming og varighet hadde negativ effekt på gjenoppvarmingsrate i felt, og hudtemperatur ved start hadde også negativ effekt på varighet i felt. Ved sammenligning av gjenoppvarmingsrate og maksimal gjenoppvarmingsrate mellom laboratorium- og feltmålinger var målingene i laboratoriet signifikant raskere (p < 0.01), men ingen signifikant forskjell kunne finnes for varighet (p > 0.05). Disse resultatene peker mot at flaggermusene har en større termogen kapasitet enn hva de bruker når de spontant gjenoppvarmer, og at gjenoppvarmingsprosessen ikke bare er en prosess for å varme seg opp så raskt som mulig.

Endothermic animals often keep their body temperature high and stable in the face of many environmental conditions, which is energetically expensive. To avoid the energetic challenge many mammals use torpor, which is a process where their body temperature, metabolic rate and oxygen consumption is lowered. Animals in torpor must eventually arouse, a process which can also be energetically expensive, as it involves a rapid increase in body temperature, metabolic rate, and oxygen consumption. Induced and spontaneous arousals have previously been considered to be the same, however it has been shown that inducing arousal can change several aspects of torpor, which needs to be considered when using induced arousals in studies. There is little to no information of the arousal process of Eptesicus nilssonii (northern bat). This study aims to investigate the arousal process of E. nilssonii in the laboratory and compare this to what happens out in nature. The goal is to show that the arousal process is not just a process to rewarm as quickly as possible, and that the bats have a large thermogenic capacity that they do not always utilize when arousing.

Five male individuals of E. nilssonii were caught in Trondheim in June and July of 2021. The skin temperature of these five individuals were measured both in the laboratory at NTNU using a thermocouple, and in the field using temperature-sensitive transmitters. The arousals in the laboratory were induced while the field arousals were natural arousals. Arousal rate, peak arousal rate and durations were found from these measurements. Neither body mass nor duration influenced arousal rate or peak arousal rate in the laboratory. Start skin temperature and duration proved to have a negative effect on arousal rate in the field, while start skin temperature had a negative effect on duration in the field. When comparing arousal rate and peak arousal rate between laboratory and field, the laboratory arousals were significantly faster (p < 0.01), but no significant difference could be found for arousal durations (p > 0.05). These results point towards these bats having a larger thermogenic capacity than what they are utilizing when arousing naturally, and that the arousal process is not just a process to rewarm as fast as possible.