普生進度報告第三期

普生進度報告ppt影片

普生實驗進度報告(1)─簡介

                此研究探討的議題為視覺訊息對於種間辨識的影響，對於動物來說，視覺訊息扮演了一個很重要的角色，主要的用途有尋找配偶、種間互動、他種競爭、覓食和逃避天敵，而螢光魚是一個很好的實驗材料，因為取得方便、飼養容易、胚胎發育快速、可控制交配條件且交配行為易觀察，所以我們能藉由野生型斑馬魚與螢光魚之間的互動，來推斷視覺在種間辨識中所扮演的腳色。

視覺訊息應用於種間辨識的範例─安樂蜥

                雄性安樂蜥頸下垂皮的彩色圖案與其行為模式具有高度多樣性，而這些特徵的運用即是種間辨識的表現，例如頸下垂皮上下運動可以宣布勢力範圍、伏地挺身可以恐嚇競爭者、點頭則為吸引伴侶。

         
                此次實驗操作與進行的時間不會很長，但在實驗操作進行前需要完成大量的前置作業。

以下是前置作業之項目：

1. 參考慈鯛文獻：

                 因為慈鯛為體色高度變異的物種，了解慈鯛將有助於我們參考魚類在視覺訊息的判斷依據 （體色、體態）及反應行為（判斷為同種的行為），且與慈鯛相關的研究有許多案例，可提供我們設計實驗的參考。

2. 熟悉斑馬魚的特性：

                   為了判斷螢光魚是否會被野生型斑馬魚視為同種， 須了解斑馬魚行為所代表的意含，方便日後配對時比較相互行為的差異，
  例如：不同的組合配對是否會產生不同的互動，該互動又是否為同種間的互動？

3. 實驗設計：

                 為了使實驗結果為有效成果，實驗的設計非常的重要，要設計出合理且符合效益的實驗就得參考先前的實驗操作，因此我們在開始操作實驗前必須閱覽大量文獻，再從中採納相關研究者的研究方式。

4. 實驗動物照護：

                由於此研究涉及活體實驗，實驗動物的生理狀況將會影響實驗結果，所以在魚隻照護方面得謹慎操作，

              例如：疾病、體型、活動力…。

                在閱讀了一些文獻後我們做了一張實驗構思與預測的概念圖。實驗構思與預測的概念為階段式判斷，在配對之後，最初的判斷依據為求偶行為的與否，如果沒有出現求偶行為則表示體色的確會影響斑馬魚在種間辨識的判斷，而相反的當有求偶行為出現時則會以排卵交配的與否，做為下一階段判斷的依據，依此類推，接下來的判斷有幼魚孵化及成功成長，如果到最後幼魚能夠成功成長，我們除了探討視覺訊息為何對斑馬魚野生型及螢光型的種間辨識沒有影響，也將會探討螢光魚是否會告成生物安                                                                                                                                                    全的問題，因為成功交配且繁殖出具有生殖能                                                                                                                                                     力的後代，有可能會有螢光基因外流的問題。                                                                                                                                                   （附圖中的待設定將魚參閱相關文獻後再套入                                                                                                                                                          實驗）

實驗的操作流程：

                
實驗的操作流程剛開始為雌雄分開養，此隔離養殖方式將有利於日後操作生殖配對的效率和避免在開始操作實驗前發生同種配對；當魚隻達到性成熟後，就能開始操作配對實驗，分別有對照、Ａ、Ｂ與Ｃ四組，接著便是觀察與實驗結果的判斷。

目前已完成的工作 ：

1.完成研究架構  
2.組裝完成並開始養水
3.查詢部分文獻資料

目前在實驗上所遇到的困境：

1.查詢資料
2.翻譯文獻

引用文獻:

J.M.Macedonia, D.L.Clark, R.G.Riley, D.J.Kemp 2013. Species recognition of color and motion signals in Anolis grahami: evidence from responses to lizard robots. Behavioral Ecology 24(4):846-852.

M.Jennings, B.Reed 2011.Guidance on the housingand care of Zebrafish Danio rerio Research  Animals, Department,Science Group, RSPCA, West Sussex

普生進度報告(1)

普生進度報告(1)

                                                                                               第一版的缺點與問題：

                                                                     1.一開始下的標題像是在交作業，該下的標題應該是一個科學的議題而不是〝進度報告〞。

                                                                     2.沒有議題背景，沒有引用的文獻來佐證內容

                                                                     3.沒有在視覺訊息上解釋其於種間辨識所扮演的腳色

                                                                     4.特殊化學物質應該直接寫荷爾蒙較易理解

                                                                     5.實驗流程中沒有寫出對照組為哪組

                                                                     6.「現象探討檢索表」的概念應該是實驗構思與預測而不是檢索表

                                                                     7.「實驗材料」應該在實驗流程前就應該出現

                                                                     8.沒有提及目前遇到的困難與解決方法

                                                                     9.不該放不相關的圖片，科學研究應該要嚴謹

                                                                  第二版的缺點與問題：

                                                                  1.議題背景說明中，陳述過度口語化，且敘述的層次不對，應該先談甚麼是種  間辨識，接著

                                                                     說視覺訊息在種間辨識上扮演腳色，最後再回到螢光斑馬魚是探索這個議題的好材料；議題

                                                                     背景的佐證太少

                                                                  2.在解釋視覺、聽覺、觸覺與化學感知於種間辨識中所扮演的腳色時，把求偶行為與成功配對

                                                                     參雜在其中，應個別分開解釋

                                                                  3.文獻數量不足以支持所有內容

                                                                  4.研究材料應出現在研究進程與預期後

                                                                  5.研究架構的副圖是在說明研究進程與預期，所以標題應是研究進程與預期，且下方註解是沒
                                                                     有必要性的

                                                                  6.「實驗前操作流程」這頁的內容，已經不是實驗前的操作流程了，是實驗中的操作流程；其
                                                                     中的雌雄分開養應該要有文獻佐證

                                                                  7.實驗構思與預測的副圖太過於曲折，看起來很複雜

                                                                  8.「引用文獻」是在ppt中不應該出現的一頁，且在ppt中的引用文獻格式不該是這樣

                                                                  9.要統一格式，包括語言

                                                                  第三版的缺點與問題：

                                                                  1.引用文獻格式錯誤

                                                                  2.「實驗構思與預測」的副圖依舊曲折

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

Tyler, F. et al. 2015. Chemical cues mediate species recognition in field crickets. Frontiers in Ecology and Evolution 8

Uy, A.C.J. et al. 2009. Difference in plumage color used in species recognition between incipient species is linked to a single amino acid substitution in the melanocortin-1 receptor. American Naturalist 174: 244-254

Uy, A.C.J. et al. 2008. Plumage and song differences mediate species recognition between incipient flycatcher species of the Solomon Islands. Evolution 63(1): 153-164

2015普生實驗專題報告---前言

種間辨識：螢光魚是否會被野生型(wild type)當成同一物種呢？

             這個議題是在討論種間辨識(species recognition)的問題 (同物種的個體如何辨識彼此是同種)。螢光魚提供了檢測這個問題的機會，因為螢光魚在體色上與野生型有著極大的差異，甚至在魚鰭的部分也有明顯的不同，而牠們是否能夠辨別彼此為同種呢?牠們辨識同物種靠的是視覺訊息(visual signal)？雌/雄賀爾蒙？特殊化學物質？還是該種特有的行為呢？

如果想要多瞭解視覺訊息(visual signal)在魚類的種間辨識或性擇(sexual selection)上的角色，就應該要先從慈鯛科的文獻著手(Yen SH,2015年專題報告的準備、進行與評分說明,2015)。因為慈鯛以豐富多樣的顏色與型態著稱，許多分類為同種的慈鯛在外表卻有相當大的差異，例如：黃金短鯛與歐寶短鯛雖然在水族市場上被分為兩個商品名稱，但其實是同一個物種兩種表現型。許多慈鯛科魚類在野外環境就存在兩種甚至兩種以上在體表顏色上的型態差異。這個同種間的型態差異被認為是該物種在繁殖競爭上的優勢演化，色彩鮮艷的雄性個體較容易吸引雌魚的注意以取得交配權利，但是相反的色彩較樸素者卻最容易躲過天敵的獵食。(紅鱗彩鯛異世界,2014)

使用螢光魚的另一個原因是：螢光魚是否會造成生物安全(biosecurity)的疑慮還有很多的爭議。(這將為是我們實驗主題的延伸)，如果螢光魚還有可能與野生型交配，那是否就意謂著螢光基因這項外源基因是有途徑進到野生族群的。因此這個研究主題除了檢測同一個物種的體色被人工誘變後，是否還會被同種生物認得以外，也能提供一些生物安全議題的討論基礎。(Yen SH,2015年專題報告的準備、進行與評分說明,2015)

引用文獻

Yen SH,2015,2015年專題報告的準備、進行與評分說明

紅鱗彩鯛異世界,2014,野生黃金/歐寶短鯛 Apistogramma borellii