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世界正在快速变化，生活在其中的动物也在快速变化。气候变化、栖息地丧失、污染、疾病以及人类与野生动物的相互作用是影响动物生存和行为的一些因素。但我们如何衡量这些影响并了解动物如何应对这些影响呢？一种方法是使用稳定同位素。

稳定同位素是具有相同质子数但中子数不同的元素原子。例如，碳有两种稳定同位素：碳12和碳13。碳13比碳12重，约占天然碳的1.1%。通过测量动物组织中碳13与碳12的比例，科学家可以了解动物的饮食和新陈代谢。

饮食和新陈代谢对动物很重要，因为它们影响它们的健康、繁殖和生存。不同的食物具有不同的同位素特征，具体取决于其来源、成分和历史。例如，使用C3光合作用途径的植物（如小麦、水稻和马铃薯）的碳13比率低于使用C4途径的植物（如玉米、甘蔗和高粱）。吃C3植物的动物比吃C4植物的动物具有更低的碳13比率。这意味着通过分析动物组织中的碳13比率，科学家可以推断出它们吃哪种植物以及它们如何消化它们。

但碳并不是唯一可以揭示动物信息的稳定同位素。其他元素，如氮、氧、氢和硫，也有稳定的同位素，可用于研究动物生态学的各个方面。例如，氮同位素可以指示动物的营养级（在食物链中的位置），氧和氢同位素可以指示水的来源和质量，硫同位素可以指示污染程度。

氮同位素可以指示动物的营养级，即它们在食物链中的位置。以植物为食的动物比以其他动物为食的动物具有较低的氮15与氮14比率。

氧和氢同位素可以指示动物饮用或生活的水的来源和质量。来自不同地区和温度的水具有不同的氧18与氧16以及氘与氕的比率。饮用或生活在不同地区的水中的动物，其体液和组织中的同位素比例会有所不同。硫同位素可以表明动物面临的污染程度。

人类活动造成的污染会增加环境中硫34与硫32的比率。生活在污染地区的动物其组织中的同位素比率比生活在未污染地区的动物高。通过测量动物组织中这些元素的同位素比率，科学家可以了解不同生态系统的食物网结构和环境质量。

追踪动物的运动和迁徙

通过将动物的同位素比率与其环境中的同位素比率进行比较，科学家可以推断出它们来自哪里以及要去哪里。例如，水根据其位置和温度具有不同的同位素比率。饮用不同地区水的动物，其体液和组织中的同位素比例会有所不同。这意味着通过分析动物组织中的同位素比率，科学家可以确定它们的来源和目的地。

研究全球变化对动物影响

通过使用同位素方法，科学家可以评估饮食、同位素生态位、污染物负担、生殖和营养投资、入侵物种以及迁徙来源或目的地的变化的变化，并与评估全球变化的影响有明确的联系。然而，稳定同位素生态学领域也存在一些挑战和限制，例如需要新的分析方法、数据整合和假设检验。还需要设计能够最好地回答与全球变化和生物多样性危机相关的当前和预期问题的组织收集网络。

稳定同位素对于了解动物如何适应不断变化的世界至关重要。它们还帮助我们监测和预测全球变化对动物及其栖息地的影响和后果。它们还帮助我们沟通和教育自己和他人了解保护动物及其栖息地的重要性和紧迫性。