生科大驚奇~!!!: 2015普生實驗專題報告---議題背景

何謂種間辨識(species recognition)?

zebrafish(photo:Lynn Ketchum)

同種生物在適應環境得過程中會產生與原本不同的表型，這個現象與生殖隔離、性擇、性印記(Sexual imprinting)有關。同種生物和異種所產生的訊息差異，是種間辨識的關鍵，同種在接受到訊息刺激後(包括視覺、聽覺、嗅覺等)，能辨識出對方(即使表型不同)為同種。種間辨識像是一個機制：藉由與異種不同的訊號，能增加傳遞訊息成功和正確的機率，因為有時環境的條件會改變或訊息受到磨損。(Secondi et al., 2010; Mendelson and Shaw., 2012)

性印記是種間辨識的一個線索：生物從幼期開始，能從親屬中學習到自己物種特有的特徵跟行為，並從成長的過程中，辨識對方是否與自己同屬。(Irwin and Price, 1999)

種間辨識被認為是伴侶辨識(mate recognition)的一部分(Andersson, 1994)。在同種偏好與同種交配的情況下，種間辨識會對伴侶辨識形成穩定性天擇(stable selection)，減少對異種交配的機會，留下常見的表型，降低變異性。

生物利用訊息進行種間辨識的範例：

(一)在化學物質上的種間辨識：

Gyllus campestris(photo:Michel Marylin)

蟋蟀的外骨骼具有表皮烴(Cuticular hydrocarbons)，能夠用來防止乾燥。Gryllus campestris和G. bimaculatus能透過觸角碰觸，接收對方散發的表皮烴化學物質，去辨識是否為同種。而雌性G.campestris會用攻擊性的行為去分辨同種或不同種，特別對G. bimaculatus具有高攻擊性，而且不會與牠們交配。(Tyler et al., 2015)

D. melanogaster(photo:Jafari Lab Group)

(二)在聽覺上的種間辨識：

大部分的果蠅在求愛時會振動翅膀，而產生的聲音具有種間辨識或種內擇偶的功能，雌性會因為雄性發出的聲音使得交配的速度變快。D. melanogaster，D. simulans 和 D.sechellia三種雌性雖然在聽到聲音後也會變快，但是只有接受到同種發出的聲音速度最快。(Saarikettu et al., 2005)

Monarcha castaneiventris(photo:J. A. C. Uy)

栗腹王鹟(Monarcha castaneiventris)在所羅門群島演化出許多型態上相似，但在顏色上有顯著不同的物種。像是M. c. megarhynchus和M. c. ugiensis是由M. castaneiventris演化的姊妹種，但他們的腹部具有顏色上的差異，而實驗中兩種生物都對同種有較強烈的群集反應。(Uy et al., 2009; Uy et al., 2008)

從兩種外表相似顏色不同的鳥類可以做為我們報告的參考依據，因為兩種具有相似表型(特別是視覺訊息方面)生物的種間辨識是我們實驗專題報告鎖鑰探討的。

對於我們生物普生實驗專題報告的斑馬魚:野生型的斑馬魚傾向與經過基因轉殖後的紅色螢光魚(red glofish)交配。這樣的伴侶選擇使斑馬魚偏好與新轉殖基因的螢光魚交配，使得表型差異變大，可能增加與不同種生物交配的風險，失去與同種交配的機會，但是相對的也增加了基因多樣性跟互補性。(Owen et al., 2012)

引用文獻:

Andersson, M. 1994. Sexual selection. Princeton University Press, Princeton, New Jersey

Irwin, D.E. and T. Price. 1999. Sexual imprinting, learning and speciation. Heredity 82: 347-354

Mendelson, T.C. and K. L. Shaw.2012. The (mis)concept of species recognition. Trends in Ecology and Evolution 27(8): 421-427

Owen, M.A. et al. 2012. Mate choice for a novel male phenotype in zebrafish, Danio rerio.Animal Behaviour 83: 811-820

Ryan, J.M., and A.S. Rand.1993. Species recognition and sexual selection as a unitary problem in animal commnication. Evolution 47(2): 647-657

Saarikettu, .M. et al. 2005. The Role of Male Courtship Song in SpeciesRecognition in Drosophila montana. Behavior Genetics 35(3): 257-263

Secondi, J. et al. 2010. Olfactory and visual species recognition in newts and their role in hybridization. Behaviour 14: 1693-1712