感官演化加速物種形成（speciation by sensory drive）：以非洲維多利亞湖慈鯛科魚類為例（上）

感官演化加速物種形成（speciation by sensory drive）：以非洲維多利亞湖慈鯛科魚類為例（上）
國立臺灣大學生命科學系碩士班（原動物學研究所）2012級方慧詩

在物種形成的假說裡，生殖隔離是生物為了適應不同環境演化出性狀不同的表徵所造成的結果，若這個為了適應環境所演化的性狀表徵與感官功能相關，則此物種形成的模式又稱作感官驅動之種化（speciation by sensory drive），而且此兩族群為了適應環境演化出兩種不同形式的感官通常也會造成兩種不同的擇偶偏好，進而形成交配前的生殖隔離，非洲維多利亞湖的慈鯛科族群正好是研究脊椎動物進行此類種化作用的經典案例。

慈鯛科魚類是熱帶淡水水域常見的物種，以母魚口腔育幼的行為著名，廣泛分布於非洲、南美、印度等，在非洲則可於維多利亞湖群、馬拉威湖群與坦甘尼咯湖群所見，而這三大湖群中就屬維多利亞湖群歷史最年輕（25到75萬年），甚至在更新世（11萬年前）曾經乾涸過，重新填水回到原本狀態的時間是一萬五千年前，因此目前湖內的生物相可說是非常近期的演化結果；實驗證實，維多利亞湖群的慈鯛科魚類適應輻射發生時間也是非洲湖群中最近期的，且以粒線體DNA分析其物種間的遺傳差異，分析結果也顯示屬維多利亞湖群魚類族群之間差異最小，其遺傳差異是馬拉威湖群族群間的十分之一。因此，維多利亞湖群的慈鯛科分化的族群間仍保有許多祖先的基因形式，且若有基因在族群中出現頻率已固定，則此基因可能與因應不同環境而產生的適應輻射有關。

圖一、環境光線影響母魚擇偶偏好。a. 在一般白光的情形下，母魚可辨認出同種的公魚並選擇與其交配。b. 在單色光的環境中，母魚失去辨認我族的能力因而無法選擇同種公魚交配。（Terai et al., 2006）

慈鯛科公魚在繁殖季節會展現與一般季節不一樣的體色以吸引母魚，此繁殖體色的多樣性也是此水域內豐富的族群多樣性，因此有科學家假設性擇造成母魚對公魚的繁殖體色有不同偏好，可能進而造成該慈鯛科物種的多樣性。在一般擇偶情況下，母魚偏好體色較鮮艷的公魚。這顯示了母魚的色彩視覺會深深影響其擇偶偏好。

科學家進一步在實驗室操縱水體環境光源並測試母魚對不同族群公魚的擇偶偏好：在白光的環境下，母魚可以清楚辨認不同族群公魚的繁殖體色，並且展現對同種公魚的擇偶偏好；但若給予此環境一單色光，會使母魚無法以視覺辨認不同的公魚繁殖體色，而無法展現對同種公魚的擇偶偏好。科學家更進一步發現，不同繁殖體色的慈鯛物種也具有不一樣的色彩敏銳度，尤其體色偏紅的族群之視覺對紅光最敏感，體色偏灰藍的族群之視覺對藍光最敏感，顯示母魚擇偶時偏好的體色即為其視覺感官最敏感、容易偵測的顏色，也就是在無交配後生殖隔離的情形下，視覺敏銳度差異造成的擇偶偏好差異可能為其生殖隔離機制（圖一）。

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