種間辨識：螢光魚是否能被野生型斑馬魚視為同種？

議題背景

本研究在探討視覺訊息(visual signal)在種間辨識(species reognition)中所扮演的角色。種間辨識意旨物種在辨識同種及與自身種類擁有相近特徵之物種。

由於斑馬魚是一個外在性狀高度變異的群集(community)，常被提出並討論視覺訊息對斑馬魚在種間辨識的影響，且斑馬魚取得方便、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，因此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。

視覺訊息作用於種間辨識的範例─馬拉威湖的慈鯛

馬拉威湖的慈鯛在過去一百萬年來，從一個共同祖先，演化出了超過500種的慈鯛，這些慈鯛具有複雜的體色多樣性，而體色是一個影響慈鯛種內擇偶的重要因素。雄性慈鯛的顏色影響雌性慈鯛伴侶的選擇和種間辨識，P. callainos、P. lombardoi、P. zebra“gold”和P. zebra“red dorsal”四種慈鯛的雌性都偏愛與自己同種的雄性慈鯛交配，在文獻中提及，就算沒有與自己同種的慈鯛存在，雄性慈鯛依舊會選擇與自己體色最相近的慈鯛交配，由此可知視覺訊息對於種間辨識而言扮演了一個很重要的腳色。

不同文獻的觀點

Snekser et al.(2006)提出的觀點─偏好與群體組成條件有關

Ø  將相同性別的野生型斑馬魚和基因轉殖型斑馬魚放置於同一魚缸，
兩者皆偏好與相似的表型群聚。

Ø  在不同性別的選擇上則是兩者皆偏好螢光色的個體群聚。

Owen et al.(2012)提出的觀點─僅提出斑馬魚偏好紅色

Ø  野生型斑馬魚能透過視覺訊息，辨識出來自於紅色螢光魚的紅光，
並偏好與之交配。

Ø  較鮮艷的顏色能增加交配的機率。

Ø  對飼料顏色的偏好(紅色)影響對伴侶的偏好。

Ø  由於雄性斑馬魚祖先體色偏向紅色，固雌性偏愛與紅色的雄性交配。

實驗設計

    配對實驗─檢視體色是否會影響魚隻的配對

    1.將實驗用的魚隻(包含雄雌魚)放入裝有黑色隔板的繁殖盒。

    2.放置暗室，使魚隻於實驗時能受到光刺激。

    3.抽離隔板，觀察魚隻互動並記錄。

    偏好實驗─檢視魚隻對異性體色的偏好(♀對♂)

    1.將雌魚放置於中央區域，雄魚放置於兩側魚缸，等待5分鐘使其適應環境。

    2.同時將4片黑色隔板抽離。

    3.持續觀察魚隻的互動10分鐘。

    4.將雄魚互換位置再做一次實驗。

實驗材料

   配對實驗

Ø  生物材料：實驗魚隻、蘚苔

Ø  硬體材料：黑色隔板、5w LED燈具、廢紙箱(遮光用途)、

                      18.5×17.5×35 魚缸(長×寬×高，單位：cm)

Ø  紀錄器材：SONY  HDR-PJ760v、SONY  腳架

  

   偏好實驗

Ø  生物材料：實驗魚隻

Ø  硬體材料：30×15×24 魚缸(長×寬×高，單位：cm) ×3

                            黑色隔板  各尺寸×6、15×15 浪板(單位：公分) ×4

                            14w  T5燈具(白)

Ø  紀錄器材：SONY  HDR-PJ760v、SONY  腳架

現象分析與推測

配對實驗

   現象一:追尾

       費洛蒙對生物間的訊息傳遞十分重要，且會影響主導地位、個體辨識、求偶、交配行為。(Gerlach ,2006) 雄性的求偶行為會被雌性散發出的費洛蒙觸發。(Spence et al., 2008)

  現象二：不排卵

      雌性彼此的費洛蒙會抑制對方排卵，若配對前四天與其他雌性飼養於同一空間，其所產生的有效卵之卵量會明顯減少。(Gerlach ,2006)雄性散發出的費洛蒙會使雌性的有效卵量提升、使卵的品質提升，且會刺激雌性排卵。(Spence et al., 2008)；為了確保實驗前魚隻皆無交配經驗，我們將斑馬魚、螢光魚雌雄分開養殖，由上述文獻資料推測實驗的結果之所以沒有排卵(預期結果)，可能與費洛蒙有關。

 

偏好實驗

       在Graber et al.(2015)中提及1.交配時偏好稀有表型，在演化上可促進表型的遺傳多樣性。2.罕見表型的雄性相較多數表型的雄性擁有實質的生殖優勢。3.雌性在選擇交配對象會偏向稀有表型的雄性。預期結果應該是野生型雌魚偏好螢光型雄魚，但此實驗的統計結果卻為野生型雌魚偏好野生型雄魚，此結果與預期的不符。

       雌斑馬魚偏好與同性共游。 (Etinger et al.,2009)，將相同性別的野生型斑馬魚和基因轉殖型斑馬魚放置於同一魚缸，兩者皆偏好與相似的表型群聚。(Snekser et al.,2005)，在不同性別的選擇上則是兩者皆偏好螢光色的個體群。(Snekser et al.,2005)，藉由文獻推測實驗結果之所以偏好野生型，可能是因為實驗材料中的野生型雌魚無法靠視覺分辨對方性別，因而偏好與其同樣表型的魚隻。

引用文獻：

Vanessa C. K. Couldridge and Graham J. Alexander. 2002. Color pattern and species recognition in four closely related species ofLake Malawi cichlid. Behavioral Ecology, 13(1):59-64.

Jennifer L. Snekser, Scott P. McRobert, Caleb E. Murphy & Ethan D. Clotfelter. 2005. Aggregation Behavior in Wildtype andTransgenic Zebrafish. Ethology , 112: 1-7

M. Aaron Owen , Karl Rohrer, Richard D. Howard. 2012. Mate choice for a novel male phenotype in zebrafish, Danio rerio. Animal Behaviour, 83(3):811-820

Gabriele Gerlach. 2006. Pheromonal regulation ofreproductive success in female zebrafish: female suppression and maleenhancement. Animal Behaviour , 72(5):1119-1124.

Rowena Spence, Gabriele Gerlach, Christian Lawrence, Carl Smith. 2008. The behaviour and ecology of thezebrafish, Danio rerio. Biological Reviews, 83(1) :13-34 

Robin E. Graber, Madhavi Senagolage, Elizabeth Ross, Anne E. Houde and Kimberly A. Hughes. 2015. Mate Preference for NovelPhenotypes: A Fresh Face Matters. Ethology, 121(1):17-25