2018年9月22日 星期六

本學期實驗課的孔雀魚系列之二 - 實驗用的孔雀魚要怎麼養?

雄性孔雀魚(圖片來自丹尼爾)
很多人都認為孔雀魚很好養,很好生,不太容易生病,也不太會死。所以呢,如果想用孔雀魚做實驗,就會覺得「隨便養就好」,反正要用的時候撈起來就好了。真的是這樣嗎?

其實孔雀魚的行為生態學研究真的是多如牛毛,自從John Endler教授在1980年在Evolution發表掠食壓力對孔雀魚斑紋演化的效應之後,孔雀魚的行為學研究真的就如雨後春筍一般一直冒出來。行為生態學研究有兩種操作方式,一種可以在野外觀測,另一種則需要在研究室內進行操控。無論如何我們都應該要知道,當我們打算在研究室內進行操控變因的實驗,而且還是行為生態學實驗的時候,我們就應該要致力達到兩個目標:(1) 避免動物的先前經驗干擾後面的研究結果;(2) 在該研究的設計下,在同一個實驗中的每一隻受試動物都應該在親本來源、遺傳特質、生長發育、營養條件方面是均質的。也就是說,就是要以飼養實驗模式動物(model animal)的規格與思維進行動物的飼養、照護與繁殖。

假設你的實驗研究主題是「雌性孔雀魚的婚配選擇與雄魚橘色斑面積是否有關?」那麼你應該要調控的變因除了什麼水溫水深光照飼料空間大小以外,就是雌性的成熟度、雄性的成熟度,還有所有受測雄性身上橘色斑面積在所有個體之間的分布梯度。但是一開始買來的孔雀魚就算是有雄有雌,你都無法得知牠們先前的交配經驗與偏好,甚至看不出來雌魚究竟是剛懷孕?還是剛生產?所以呢,如果你要建立一群魚來做這個實驗,你應該怎麼做呢?
  • 首先你應該確認買來的魚是否可能來自相同的親本。如果是,或許你不太需要擔心不同品系的親本的複雜交配狀態無法讓你在子代看到你所期待的性狀;
  • 然後你應該挑出懷孕最久且懷孕期差不多的雌魚,以一模一樣的飼養方式讓牠們能夠「養胎」產仔;
  • 你應該要事前準備好隔離盒讓仔魚被產出後不會被親魚吃掉;
  • 請規畫好你的實驗究竟要使用幾個變因組別與幾個重覆(或個體),這樣才能估計出合理的仔魚數量需求與飼養規模;
  • 當你得到根據實驗設計所需的仔魚數量後,就應該要以最充份的餌料供給與水質管控方式,讓你可以在最短的時間內獲得足夠的亞成魚;
  • 當你開始可以開始判斷性別(但雄魚還未顯示出花紋)時,你就應該把雌雄兩性分開飼養;
  • 分開飼養期間,你還不能讓雌雄魚隔著玻璃缸看到彼此。因為孔雀魚無論如何不是笨的動物,牠們還是可以辨識與自己熟悉與不熟悉的個體;
  • 何時可以開始做實驗?我們要養到雄魚的體色已經顯現,且讓我們可以挑選出具有不同橘色斑塊面積的個體。

以上才是合格的飼養流程,而這一切就只是飼養出一批可以符合實驗設計的魚。

那麼為了本學期的普生實驗,我們應該怎麼養魚呢?以下是我的建議與規範:
  • [演化學與分類學部份]生殖隔離的實驗:我們將會進行一般孔雀魚(Poecilia reticulata)與安德拉斯孔雀魚(Poecilia wingei) (或其它近緣屬物種)的雜交試驗,這個試驗的目的主要是讓大家瞭解生殖器的結構差異是否會促成合子形成前的生殖隔離(prezygotic isolation mechanism)。所以呢,我們需要觀察的是雌性孔雀魚對兩種孔雀魚雄魚接受程度的差異,以及兩種孔雀魚對雌性孔雀魚的求偶策略差異。我們應該控制的就是雌魚的體型與懷孕的狀態。所以呢,我們應該要從現在開始飼養小魚,然後給予非常充份的食物,這樣才可能在一個半月後進行我們想做的實驗。
  • [性擇] 雌魚的婚配選擇與雄孔雀魚的某種性狀變異的關聯性:例如雄魚的交接器(gonopodium)或是橘色斑的面積是否與求偶成功有關聯,好吧,這表示我們也得從小魚開始養。
  • [天擇與性擇的綜合效應] 當有雌魚觀看時,掠食者出現對雄孔雀魚行為的效應:由於在這個實驗中我們要檢驗的是掠食者現身與孔雀魚行為之間的因果性,所以我們未必需要花時間養一批一模一樣的魚,但我們至少要控制孔雀魚的大小、體態、鰭的型態,以及雄魚體色的醒目程度。而這個實驗可以在前一實驗完成後進行,因為這兩個實驗彼此之間是獨立的,唯一要排除的是在上一個實驗中交配成功的雌魚。

好,也就是說我們需要馬上設立飼養計畫,把懷孕雌魚挑出來,給予最好的照顧,然後由各組分別照顧,並進行日常例行的照顧與觀察。