我们藉由餵食时间间隔的不同

1、摘要我們藉由餵食時間間隔的不同，探討雄大肚魚在食物供應充足，逐漸變化成食物供應不足的不同條件之下覓食及求偶行為的轉換，發現雄魚會隨著間隔加長（食物的遞減），會出現三種不同的行為模式：一、 食物充足時：隨時皆可欇食，無須擔心，被雌魚吸引純粹屬於好奇心作祟二、 食物稍感不足時：更積極的覓食，反而不被雌魚吸引三、 食物嚴重不足時：放棄覓食，轉而尋求交配繁殖，被雌魚吸引的情形明顯證明大肚魚在適應環境，尋求生存時會改變行為達到最佳結果。壹、研究動機在高中一年級的基礎生物課程中，提到生物與無生物相異之處，在於生物能表現出新陳代謝、生長、感應、運動與繁殖等特性，我們就稱這些特性為生命現象。其中生物要能維持生

2、存，必須要不斷獲取能量，而動物獲取能量的基本方式就是藉由攝食得到養分再進行代謝而產生；同時生物也必須藉由繁殖行為，確保物種綿延不絕，避免滅絕，同時將親代特性傳給下一代。覓食以維持生命、傳宗接代兩者皆為萬物的本能，這兩種攸關行為個體生存與種族延續的行為是否有關？是相輔相成或是相互矛盾？生物會因為外在環境的影響而改變生活習慣，在環境條件惡劣（例如：食物減少等）的情況下，生物會藉繁衍下一代，將基因傳遞下去，避免滅絕的危機；而當環境情況良好（例如：食物充足等）時，生物會先讓自己衣食充足，提高生殖的條件之後，才去考慮繁殖下一代的問題。然而環境的惡劣或是良好該如何界定？是絕對或是相對？動物的惡劣的極限又是

3、如何？過去的文獻曾有過一些探討，為了確實了解動物在覓食與繁殖之間該如何抉擇，我們設計了一個實驗，把外在的條件設定為覓食與交配的機會同時並存，藉由改變食物供應的頻率（代表獲取食物的難易），觀察魚的行為是否有所改變，來了解動物在面臨以上兩種行為的抉擇時，會如何反應？貳、研究目的根據動物的行為最佳化原則，我們假設：在能確保自身生存無虞的前提之下，繁殖下一代這件事顯得不是那麼重要，雄魚選擇覓食；當生存變的不確定時，繁殖下一代就變的非常迫切，雄魚會捨棄僅有的覓食機會，去尋求一切交配的可能。我們將雄魚和雌魚隔開後，藉由控制外在環境食物供應的頻率去探討雄魚行為舉止的變化。觀察原本不停進食的雄魚，是否會因為餵

4、食的間隔加大（意味著獲得食物的難度增加或是機會減少），意識到生存危機的升高；為了讓種族延續，同時確保自己的基因不至於消失，轉變為放棄食物、進而游向雌魚尋求交配機會，避免世代傳承中斷。並依照實驗結果的數字跟我們原先的假設作對比的探討。參、研究設備及器材一、 實驗動物：大肚魚（Gambusia affinis），取自於學校生態池二、馴養設備：（一）塑膠製有蓋飼養箱 × 3 （二）繁殖箱 × 2（三）溫度計 × 1 （四）水蘊草 適量（五）飼料三、餵食及繁殖實驗設備： （一）玻璃水族魚缸× 1 規格：90 cm × 45 cm × 62 c

5、m （L × W × H）（如右圖）（二）透明玻璃瓶× 1 規格：Ø 14 cm × 16 cm （三）過濾器× 1 （四）溫度控制器× 1（五）溫度計× 1 （六）網狀烤肉架× 2（七）烤肉網× 2 （八）光源控制× 1（九）攝影機× 1 （十）飼料 （十一）數位照相機× 1 （十二）精密電子秤× 1（如右圖）（十三）保利龍板肆、研究過程及方法一、研究設計：實驗分為三組，將餵食頻率分別訂為每1分鐘、每3分鐘及每5分鐘餵食一次，藉由不同餵食頻率來探討食物與

6、雌魚對於雄魚的吸引力的改變，每組實驗進行時間為15分鐘，每組重複兩次。同時每隔一分鐘即紀錄一次雄魚的位置，並且以下列公式計算出雄魚游向雌魚的百分比。YX (游向雌魚的雄魚隻數) / 8 (雄魚總隻數) × 100當計算結果Y大於或等於50，即定義為雄魚即將進行交配繁殖行為。二、研究過程（一）實驗用魚取得與馴養：首先，我們由學校生態池捕撈大肚魚成魚進行馴化，先將雄魚和雌魚混養四個月。在這四個月過程中讓雄魚及雌魚自由交配並繁殖下一代，以證明我們所採用的魚在生殖上是正常的。接下來的六個月將雌魚和雄魚分開養殖；將雄魚移入玻璃水族魚缸×.× （L × W 

7、5; H cm3），而雌魚仍培育於塑膠飼養箱內，測量雄魚的最低餵食量，並且讓雌魚與雄魚分別適應環境熟悉環境六個月。同時開始進行實驗的準備工作，包括過濾器和隔離基準點和記錄表格的完成，接著就是等這些準備事項完成後，便開始著手進行實驗。（二）餵食及繁殖實驗1.水族缸設計：將二片烤肉網重疊成剛好可以擺入水族缸中的大小，並用橡皮筋固定，接著使用棉線與膠帶將烤肉網固定在位於水族缸上方中間的固定板上，作為判斷雄魚是否游向雌魚的基準。2.將雌魚移入透明玻璃瓶中，置於水族缸的左方（缸中比例為雌：雄5：8）3.在水族缸對側（右方）進行餵食動作，依據先前測得的雄魚最低餵食量為0.025g（250 mg）/ 8隻雄

8、魚作為每次投餵的標準，分為三組，餵食間隔分別為1分鐘、3分鐘及5分鐘在利用時間來控制飼料的總量，再藉由一定的週期來達到控制飼料量的目的，接著便開始實驗。詳細規格請見（圖一）。4.觀察雄魚的行為，紀錄進行覓食與進行繁殖的雄魚數量變化（以雄魚是否改變游動方向穿越水族缸中線-烤肉網界線作為判斷標準），每隔一分鐘紀錄一次。5.利用一的公式計算出雄魚游向雌魚的百分比。6.統計不同時間間隔餵食的各組，雄魚進行求偶行為的比例。（圖一） 五、研究結果一、每間隔一分鐘餵食一次 二、每間隔三分鐘餵食一次 三、每間隔五分鐘餵食一次 雄魚雌魚雄魚被雌魚吸引雄魚往返基準線（覓食與求偶的轉變）六.討論當初我們的實驗設計為

9、利用不同時間間隔、相同的餵食量來測試雄魚靠近雌魚的百分比，而時間共分成三種，一分鐘投食一次、三分鐘投食一次、五分鐘投食一次。我們的假設是：當雄魚的食物供應低於某一個水準，雄魚便會放棄覓食而尋求與雌魚繁殖機會，因此被雌魚吸引的頻率或是比例便會增加。而根據實驗數據，我們發現有幾個有趣的現象，可將雄魚的行為表現分為三個階段討論：一、飽暖思淫慾時期：餵食間隔一分鐘，食物的投餵幾乎是上一餐剛吃完，下一餐就來，雄魚幾乎沒有餓肚子的機會，但是大約在第210分鐘之間，雄魚還是會因為雌魚的出現而暫時忘記覓食，但在10分鐘之後便逐漸回歸覓食，代表覓食還是維持生存最直接重要的行為。二、男兒當自強時期：當餵食間隔越長

10、，供應量逐漸不足時，食物對雄魚的吸引力相對升高，雄魚應該更積極的覓食才對，這點可從餵食間隔一分鐘與間隔三分鐘兩組的第28分鐘的比較，間隔三分鐘（較長）的雄魚被雌魚吸引的比例反而較低，表示雄魚雖然覓食機會減少，但還不至於產生危機感轉向求偶，而是以更積極覓食的方式獲得更多能量及生存機會。三、山不轉路轉、路不轉人轉時期：當餵食間隔拉長到每五分鐘餵食一次，對食物是來者不拒的雄魚而言，的確是一個不可承受之重，因此在兩個重複組的實驗中雄魚大部分時間都圍繞在雌魚身邊，希望可以雀屏中選，一親芳澤。但這對雄魚必定是兩難的局面，因為我們並沒有真正提供雄魚交配的機會，而只是一個假象而已。除了以上的發現之外，我們也認

11、為實驗過程中有一些其他因素可能影響實驗結果，譬如在Mark,V.A.（1993）的研究中提到，雌魚的體型大小似乎也會影響到雄魚的求偶慾望：在我們的實驗中曾試圖以重量測量雌魚的體型，但發現測量出來的數據並不精確，因為含有許多水分，且雌魚會不停掙扎導致數據不確實；若以麻醉後再測量雖然較準確，但是雌魚卻因此會有很高的比例死亡反而不利實驗進行，因此我們採用體長作為體型的表示，在實驗中採用的雌魚體長都介於3-4公分之間，符合大肚魚成熟的體型。另外在飼料的供給上我們也發現，應該可以有更好的方式，例如以自動餵食代替人工餵食，以免雄魚因人聲或人影影響了行為表現；實驗的時間應該可以再延長，並且在特定間隔餵食一段時間後才開始紀錄雄魚的行為，可能會更好，這都是未來還可以改進的地方。在Anne E.H.（1988）的研究中提到魚的體色可能對求偶有部分的影響，在我們的實驗中因為我們採用的是大肚魚，雌魚並沒有鮮豔的體色區別，而且是由雄魚決定是否進行求偶因此並沒有考慮到此一因素。七.結論從以上資料我們可以發現：生物在適應環境、求取生存的行為上，依照不同階段有不同的重點：年輕時要先大量覓食、蓄積能量，成熟後才積極的尋求繁殖機會，將基因傳承下一代。但若是環境發生改變，不允許生物按照原有的步調進行時，生物也會自我調整，無論從內在的生理反應、或是外在的行為皆然。在我們的實驗結果中，發現大肚魚確實具有在覓食及求偶的兩