2018年11月27日 星期二

本學期實驗課的孔雀魚系列之五 - 雄魚橘斑面積與雌性選擇有關嗎?

在上一次的實驗中,同學們檢測了不同種的花鱂(包含兩個近緣種,與一個親緣關係較遠物種)在配對時的行為反應。當然由那樣的實驗來佐證生殖器型態的差異就是造成三種兩性個體間反應的差異或生殖隔離是言之過早的,因為與種間辨識、配偶選擇與生殖隔離有關聯的特質(trait)不會只有一個。這也就是說除了生殖器型態差異之外,一定還有其它的因素。

早在1978年與1980年發表的兩篇論文中,John Endler報導產在千里達溪流中的野生孔雀魚雄性體色的鮮豔程度與掠食壓力之間具有明顯的關連性。在諸多探索雄魚體色醒目程度(conspicuousness)與雌性選擇關係的研究中也顯示雌魚的確會偏好體色亮麗的雄魚。

馬里蘭大學的Anne Houde在1987年的時候使用三個指標,也就是「單一雄魚與處女雌魚相遇到交配所花費的時間」、「處女雌魚對經過身旁但並未求偶的雄魚回應的頻度」、「雌魚回應雄魚展示行為的相對頻度」來檢測雌魚對不同大小雄魚橘斑的反應。

Houde當年在實驗中使用了來自千里達的Paria河野生個體的第二與第三子代,但是現實上我們很難直接拿到野生個體的第二或第三子代,因此我們直接採用水族貿易中流通的個體。反正只要橘色斑面積與醒目程度在雄魚個體間有差異就行了。

Houde當年怎麼做實驗的呢?根據那篇論文,她使用如下幾個指標來判斷雌魚是否對雄魚有反應:(1) 她遇到雄魚以後就停下手邊的工作 (例如看到帥雄魚就不吃飼料了);(2) 會尾隨雄魚,癡癡地跟人家走,而且頭也不回;(3) 遇到自己的菜就整個「滑過去」,和平常的泳姿完全不同。

好,以上這三個行為只是雌性發現雄魚是她的菜的行為指標,實際上Houde做了三個實驗收集數據。
  • 交配速度:求偶行為到交配成功的時間長短被視為衡量雄性的性吸引力的方式。她把雄魚依據不同橘斑大小分成四個等級(分別為A、B、C與D)。每隻雄魚的「第一次展示到成功交尾時間」與「在成功交配前的展示次數」會被記錄下來。
  • 雌魚對沒有展示行為雄魚的反應:雌性在15分鐘內繞過雄魚的次數(是一個頻率)。
  • 雌魚對有展示行為雄魚的反應:雌性在20分鐘內對展示雄魚的有回應而且最後交配的次數。
Houde收集了這些數據後,先做出橘斑面積佔身體比例的分布圖(histogram),然後再把雌魚的反應分級,最後再統計檢測橘斑所佔面積與雌魚反應的關聯性。

那麼我們要怎麼做呢?Houde的實驗設計比較麻煩,所以我們不要這樣做。我要你們這樣做:
  • 一組給你兩雌六雄
  • 六隻雄性分別與雌性配對,一次配對至少15min。
  • 每一次配對時,都要記錄:
    (1) 雌性停下原來動作,游到雄魚邊的時間 T1
    (2) 雌性持續停在該雄魚旁邊的時間T2
    (3) 雌魚在20min內繞過雄魚的次數N1
    (4) 雌魚與雄魚保持近距離接觸的時間T3
    (5) 最後是否有交配成功 (Y or N)
  • 假設你有六雄兩雌,表示你們最多可以進行12次的配對(雌性可互換),然後如果有那一次配對成功(有交配),那隻雌性就不必再使用。
  • 每一隻魚都有自己的編號
  • 拍攝每一隻雄魚,並測量其橘斑面積與身體面積的比例 (%)
  • 把所有數據以這個表單的格式填寫,然後開放給同學抓取。填寫完畢之後所有同學應該可以看到所有組別的數據,這樣大家就可以根據48隻(或42隻)雄魚的數據,製作出X軸為橘色比例,以及Y軸為隻數的圖。助教根據大家數據分布,再決定我們要把雄魚的橘色比例區隔為幾個等級,並加以編號。
  • 我們使用Spearman's係數來檢測橘斑面積等級與以上行為之間究竟是正相關?負相關?還是無相關?
  • 數據繳交與整併:在實驗結束後次日晚間10點前在Line上面上傳本次實驗所錄製影片的頻道短網址,與google資料夾短網址,而該資料夾應該要包含以下資訊:
    (1) 所有雄魚的照片 (應該被編輯過),檔名就是那條魚的編號
    (2) 數據紀錄的Excel檔案
  • 報告繳交:周六晚間10點前,以線上文件書寫,擺在同一個線上資料夾裏 
  • 相關論文可由此處下載:https://tinyurl.com/ybkd8hxm