生 物 多 樣 性 陳 孟 仙 教 授 國 立 中 山 大 學 海 洋 生 物 科 技 暨 資 源 學 系 Tel: 07-525 2000 # 5028 E-mail: mhchen@mail.nsysu.edu.tw 生 物 的 五 界 分 類 系 統 迄 今 為 止, 科 學 家 在 地 球 上 已 經 發 現 和 命 名 的 生 物 大 約 有 200 萬 種, 其 中 約 有 26 萬 種 植 物,75 萬 種 昆 蟲,5 萬 種 脊 椎 動 物 地 球 上 的 生 物 共 有 500 萬 至 3000 萬 種, 其 中 大 部 分 還 未 被 命 名 1
地 球 上 的 全 部 生 物 劃 分 為 原 核 生 物 界 (Kingdom Monera) 原 生 生 物 界 (Kingdom Protista) 真 菌 界 (Kingdom( Fungi) 植 物 界 (Kingdom( Plantae) 動 物 界 (Kingdom( Animalia) 五 界 生 物 分 類 系 統 2
生 物 界 的 演 化 系 統 樹 各 類 或 各 種 生 物 的 演 化 歷 程 和 親 緣 關 係, 如 此 便 構 成 了 生 物 的 演 化 系 統 樹 (phylogenetic tree) 真 細 菌 包 括 一 般 細 菌 紫 細 菌 (purple bacteria) 光 合 細 菌 (photosynthetic bacteria) 和 藍 細 菌 等 幾 大 類 藍 細 菌 又 稱 為 藍 藻, 常 常 在 富 營 養 化 的 污 染 水 體 中 大 量 繁 殖 而 形 成 藻 華 (algal bloom) 真 細 菌 大 多 為 原 核 單 細 胞 生 物, 個 體 微 小, 僅 為 1 至 幾 個 微 米 (μm), 大 多 數 為 球 狀 桿 狀 或 螺 旋 狀 3
原 生 生 物 (protists( protists) 最 簡 單 的 真 核 生 物, 早 期 的 原 生 生 物 是 植 物 菌 物 類 和 動 物 的 祖 先 原 生 生 物 一 般 都 是 單 細 胞 個 體, 體 形 較 小, 多 數 自 由 地 在 水 中 或 潮 濕 的 土 壤 中 生 活 也 有 少 數 原 生 生 物 在 人 體 或 其 他 動 物 的 體 內 生 存, 並 可 致 病 原 生 生 物 中 大 部 分 為 原 生 動 物, 其 次 是 真 核 藻 類, 及 一 些 低 等 的 菌 類 原 生 動 物 在 水 生 生 態 系 中 是 食 物 鏈 中 的 重 要 環 節, 它 們 一 方 面 吞 噬 微 體 藻 類 或 細 菌 等 顆 粒 性 食 物, 另 一 方 面 又 被 魚 蝦 等 水 生 動 物 所 捕 食 原 生 動 物 一 般 用 鞭 毛 纖 毛 或 偽 足 (pseudopod) 運 動 黏 菌 (slime mold) 是 原 生 生 物 中 數 量 較 少 的 一 類, 一 些 科 學 家 也 將 水 黴 (water mold) 等 菌 類 歸 入 原 生 生 物 界 真 菌 真 菌 典 型 的 異 營 真 核 生 物, 其 營 養 生 長 階 段 都 形 成 菌 絲 體 (mycelium) 菌 絲 (hyphae) 具 有 細 胞 壁, 但 細 胞 內 不 含 葉 綠 素 菌 物 類 主 要 營 寄 生 和 腐 生, 它 們 從 動 植 物 活 體 屍 體 或 土 壤 的 腐 殖 質 中 分 解 和 吸 收 有 機 質, 獲 取 養 分 和 能 量 真 菌 的 菌 絲 可 纏 繞 成 各 種 組 織 體, 如 木 耳 就 是 由 菌 絲 纏 繞 成 的 組 織 體, 菌 絲 還 進 一 步 形 成 子 囊 (ascus) 和 子 囊 孢 子 (ascospore) 進 行 繁 殖 食 用 的 蘑 菇 等 是 一 些 高 等 的 擔 子 菌 (Basidiomycota), 其 組 織 體 也 由 菌 絲 纏 繞 形 成, 繁 殖 時 形 成 擔 子 (basidium) 和 擔 孢 子 (basidiospore) 根 據 真 菌 菌 絲 體 與 組 織 體 的 特 徵 以 及 繁 殖 時 形 成 的 孢 子 及 孢 子 囊 的 特 徵, 真 菌 類 生 物 被 分 類 為 鞭 毛 菌 (Chytridiomycota) 接 合 菌 (Zygomycota) 擔 子 菌 和 子 囊 菌 (Ascomycota) 等, 另 有 一 些 真 菌 的 分 類 位 置 尚 難 確 定, 稱 為 半 知 菌 一 些 真 菌 的 菌 絲 體 與 藻 類 細 胞 共 生 形 成 特 殊 複 合 共 生 體, 稱 為 地 衣 (lichen) 4
植 物 眾 多 植 物 可 分 為 苔 蘚 植 物 (bryophyte) 蕨 類 植 物 (pteridophyte) 裸 子 植 物 (gymnosperm) 和 被 子 植 物 四 大 類 苔 蘚 植 物 和 蕨 類 植 物 形 成 孢 子, 不 形 成 種 子, 稱 為 孢 子 植 物 (spore plant); 裸 子 植 物 和 被 子 植 物 都 形 成 種 子, 稱 為 種 子 植 物 (seed plant) 蕨 類 植 物 裸 子 植 物 和 被 子 植 物 中 有 逐 漸 發 達 的 維 管 束 組 織, 又 稱 為 維 管 束 植 物 (vascular plant) 裸 子 植 物 有 性 生 殖 時 受 精 作 用 在 胚 珠 中 進 行 並 發 育 形 成 為 種 子 由 於 胚 珠 及 種 子 裸 露, 沒 有 真 正 的 花 和 果 實, 因 此 稱 為 裸 子 植 物 被 子 植 物 的 孢 子 體 高 度 發 展 和 分 化, 具 有 典 型 的 根 莖 葉 花 果 實 和 種 子 等 器 官 生 殖 器 官 特 化 成 為 花 的 構 造, 其 中 雌 蕊 包 括 子 房 花 柱 和 柱 頭, 胚 珠 包 被 在 子 房 內, 傳 粉 受 精 後 胚 珠 發 育 成 種 子, 子 房 發 育 成 果 實 有 利 於 植 物 適 應 陸 地 生 活 及 演 化 苔 蘚 植 物 (bryophyte) 5
蕨 類 植 物 (pteridophyte) 裸 子 植 物 (gymnosperm) (a) 蘇 鐵 又 名 鐵 樹, 以 生 長 慢 壽 命 長 常 年 不 開 花 而 著 名 雌 雄 異 株, 具 有 直 立 的 矮 柱 狀 樹 幹, 通 常 不 分 枝, 頂 端 簇 生 革 質 堅 硬 的 大 型 羽 狀 複 葉 初 生 複 葉 向 上 挺 舉, 老 葉 向 下 翻 (b) 松 樹 現 存 種 類 多, 全 世 界 分 布, 是 有 名 的 經 濟 林 種 類, 全 是 常 綠 的 針 葉 喬 木, 主 幹 常 挺 直, 有 分 枝 樹 苗 抗 逆 性 強 雌 雄 同 株, 但 雌 雄 生 殖 分 枝 分 開 (c) 銀 杏 又 名 公 孫 樹, 生 長 慢, 壽 命 長, 樹 形 高, 有 分 枝, 木 材 良 好, 有 抗 蟲 抗 菌 力 葉 叢 生 於 枝 頂 葉 為 扇 形, 有 二 分 叉 脈 雌 雄 異 株, 是 自 成 一 目 一 科 一 屬 的 孤 種, 銀 杏 這 一 古 老 的 裸 子 植 物 有 活 化 石 的 美 譽 6
裸 子 植 物 (gymnosperm) 單 子 葉 植 物 與 雙 子 葉 植 物 的 主 要 特 徵 和 差 異 7
植 物 的 器 官 及 其 陸 生 適 應 性 被 子 植 物 是 典 型 的 陸 生 植 物, 陸 生 適 應 性 演 化 導 致 被 子 植 物 形 成 了 生 長 在 土 壤 中 的 根 系 (root system) 和 生 活 在 空 氣 中 的 莖 幹 ( 枝 條 ) 系 統 (shoot system) 兩 部 分 雙 子 葉 植 物 的 根 系 包 含 軸 根 (tap root) 和 多 級 側 根 (lateral root) 莖 幹 系 統 包 含 莖 葉 花 等 器 官 生 長 在 黑 暗 中 缺 乏 葉 綠 體 的 根 系, 依 賴 莖 幹 系 統 部 分 的 光 合 作 用 提 供 有 機 營 養 ; 同 樣, 生 長 在 地 上 部 分 的 莖 系 統 依 賴 根 系 提 供 水 分 和 礦 物 營 養 植 物 的 根 莖 葉 稱 為 營 養 器 官 而 花 種 子 果 實 稱 為 生 殖 器 官 莖 上 著 生 葉 的 位 置 叫 節 (node), 兩 節 之 間 的 部 分 叫 節 間 (internode) 在 莖 的 頂 端 和 節 上 葉 腋 (leaf axil) 內 著 生 有 芽, 頂 芽 (terminal bud) 是 枝 的 主 要 生 長 點, 腋 芽 (axillary bud) 具 有 發 育 成 營 養 枝 或 繁 殖 枝 的 潛 力 植 物 的 根 系 植 物 的 根 系 通 常 有 軸 根 系 和 鬚 根 系 兩 類 1. 軸 根 系 (tap root system): 軸 根 明 顯, 軸 根 上 生 出 側 根, 這 類 根 系 固 著 能 力 很 強 一 些 植 物, 如 甜 菜 胡 蘿 蔔 蘿 蔔 甘 薯 等 的 軸 根 可 以 貯 存 醣 類 等 有 機 營 養, 當 植 物 開 花 或 形 成 果 實 時 貯 存 在 根 部 的 有 機 營 養 再 被 消 耗 掉 通 常 都 在 其 開 花 前 收 穫, 以 保 持 這 些 肥 大 直 根 的 食 用 營 養 價 值 2. 鬚 根 系 (fibrous root system): 大 部 分 單 子 葉 植 物 和 一 些 草 本 雙 子 葉 植 物 的 根 為 鬚 根 系, 即 在 胚 軸 或 莖 的 基 部 叢 生 大 量 鬚 狀 根 8
莖 形 態 莖 上 著 生 葉 的 位 置 叫 節 (node), 兩 節 之 間 的 部 分 叫 節 間 (internode) 在 莖 的 頂 端 和 節 上 葉 腋 (leaf axil) 內 著 生 有 芽, 頂 芽 (terminal bud) 是 枝 的 主 要 生 長 點, 腋 芽 (axillary bud) 具 有 發 育 成 營 養 枝 或 繁 殖 枝 的 潛 力 每 一 個 營 養 枝 (vegetative shoot) 都 具 有 自 身 頂 芽 葉 和 腋 芽, 而 繁 殖 枝 著 生 花 莖 具 有 趨 光 和 背 地 生 長 特 性, 因 此 大 部 分 植 物 的 莖 是 直 立 向 上 的 有 些 植 物 的 莖 形 態 特 殊, 稱 為 莖 的 變 態, 如 牽 牛 菜 豆 等 草 莓 的 匍 匐 莖 貼 在 地 面 上 生 長, 蓮 藕 是 生 長 在 地 下 的 根 狀 莖, 馬 鈴 薯 是 生 長 在 地 下 並 貯 存 大 量 澱 粉 的 變 態 塊 莖, 荸 薺 芋 和 慈 姑 等 則 為 地 下 球 莖, 洋 蔥 鱗 莖 的 節 間 極 度 縮 短, 密 集 的 節 上 著 生 了 肉 質 化 的 鱗 片 狀 葉 各 種 葉 的 型 態 葉 是 大 多 數 植 物 的 主 要 光 合 作 用 器 官, 通 常 由 葉 柄 (petiole) 將 扁 平 的 葉 片 連 接 在 莖 上 的 節 處 許 多 草 本 植 物 和 單 子 葉 植 物 通 常 缺 少 葉 柄, 其 葉 的 基 部 形 成 葉 鞘 包 圍 在 莖 上 葉 片 內 的 維 管 束 組 織 形 成 葉 脈, 單 子 葉 植 物 通 常 為 平 行 的 葉 脈, 雙 子 葉 植 物 具 有 網 狀 葉 脈 葉 的 形 態 多 種 多 樣, 通 常 出 現 在 排 列 方 式 ( 葉 序 ) 複 葉 的 類 型 葉 形 葉 緣 和 葉 脈 的 形 態 等 各 個 方 面 9
葉 的 變 態 被 子 植 物 的 三 大 組 織 系 統 1. 表 皮 組 織 系 統 (dermal( tissue system) 2. 維 管 束 組 織 系 統 (vascular tissue system) 3. 基 本 組 織 系 統 (ground( tissue system) 10
被 子 植 物 的 生 活 史 和 世 代 交 替 完 整 的 花 包 括 : 花 托 (receptacle), 花 被 (perianth), 雄 蕊 群 (androecium) 和 雌 蕊 群 (gynoec-ium) 11
開 花 植 物 Flowering plants 被 子 植 物 花 的 差 異 與 多 樣 性 是 生 物 多 樣 性 的 生 動 表 現 12
被 子 植 物 的 受 精 作 用 從 花 粉 在 柱 頭 上 萌 發 開 始, 花 粉 與 柱 頭 表 面 的 蛋 白 質 相 互 識 別 和 相 互 作 用, 確 保 了 所 識 別 的 親 緣 關 係 基 因 型 相 匹 配 的 花 粉 在 柱 頭 上 萌 發 並 進 入 花 柱, 而 不 合 的 花 粉 則 不 能 萌 發 或 花 粉 管 不 能 進 入 柱 頭 一 個 精 子 與 卵 結 合 形 成 受 精 卵 並 成 為 二 倍 體 的 合 子, 合 子 將 來 發 育 成 為 產 生 新 個 體 的 胚 ; 另 一 個 精 子 與 中 央 細 胞 極 核 結 合, 成 為 三 倍 體 的 受 精 極 核 並 進 一 步 發 育 成 為 胚 乳 (endosperm) 這 種 雙 重 受 精 (double fertilization) 是 被 子 植 物 特 有 的 現 象, 四 種 子 與 果 實 的 形 成 被 子 植 物 雙 受 精 作 用 完 成 以 後, 胚 珠 中 的 合 子 發 育 成 胚, 受 精 的 極 核 則 發 育 成 胚 乳, 珠 被 發 育 成 種 皮, 整 個 胚 珠 發 育 成 一 粒 完 整 的 種 子 13
蘋 果 的 肉 質 部 分 來 自 於 膨 大 的 花 托, 只 有 蘋 果 內 核 部 分 才 是 由 成 熟 的 子 房 發 育 而 成 果 實 的 種 類 根 據 花 中 雌 蕊 的 數 目 和 花 序 的 情 況 可 以 將 果 實 分 為 三 類 : (1) 單 果 (simple( fruit): 花 中 僅 有 一 枚 雌 蕊, 單 個 子 房 發 育 成 的 果 實 單 果 可 以 是 肉 果, 如 櫻 桃, 也 可 以 是 乾 果, 如 大 豆 的 豆 莢 (2) 集 生 果 (aggregate( fruit): 花 中 有 多 枚 離 生 雌 蕊 ( 或 離 生 心 皮 ), 每 一 雌 蕊 或 心 皮 形 成 一 小 果, 花 內 多 枚 小 果 集 合 在 一 起 如 草 莓 八 角 茴 香 等 都 是 聚 合 果 (3) 多 花 果 或 複 果 (multiple( fruit): 有 一 些 植 物, 整 個 花 序 上 一 組 相 互 分 離 的 花 共 同 聚 集 發 育 成 果 實, 如 鳳 梨 桑 等 都 屬 於 多 花 果 14
動 物 動 物 一 般 都 具 有 運 動 能 力 並 表 現 出 各 種 行 為, 多 細 胞, 細 胞 沒 有 細 胞 壁 但 有 胞 間 連 接 (cell junction), 異 營, 在 體 內 消 化 食 物 絕 大 多 數 動 物 的 細 胞 是 二 倍 體, 只 有 其 卵 子 和 精 子 為 單 倍 體 根 據 是 否 有 脊 索, 動 物 可 歸 為 兩 大 類, 一 類 是 無 脊 椎 動 物 (invertebrate), 另 一 類 是 脊 索 動 物 (chordate) 動 物 界 中 大 多 數 門 類 ( 約 30 個 門 ) 屬 於 無 脊 椎 動 物, 它 們 都 沒 有 脊 索 脊 索 動 物 歸 入 一 個 門 15
腔 腸 動 物 門 海 綿 囊 壺 狀 個 體 呈 輻 射 對 稱, 體 壁 包 括 皮 層 胃 層 和 中 膠 層 胃 層 的 襟 細 胞 鞭 毛 的 擺 動 引 起 水 流 通 過 海 綿 體, 藉 以 完 成 攝 食 呼 吸 排 泄 生 殖 等 功 能 體 內 水 的 流 動 並 帶 入 食 物 顆 粒 海 綿 無 消 化 腔 和 口 無 神 經 系 統 等, 說 明 海 綿 動 物 的 細 胞 和 組 織 分 化 相 當 簡 單 水 螅 和 水 母 屬 於 兩 胚 層 輻 射 對 稱 的 腔 腸 動 物, 它 們 都 有 兩 胚 層 組 成 的 體 壁 和 消 化 循 環 腔 ( 腔 腸 ), 觸 手 具 有 捕 食 和 防 衛 功 能, 消 化 循 環 腔 的 開 口 同 時 具 備 攝 食 和 排 遺 兩 種 作 用 腔 腸 動 物 具 有 原 始 的 神 經 系 統 神 經 網 線 蟲 動 物 門 動 物 界 進 一 步 發 展 出 現 了 三 胚 層 兩 側 對 稱 的 扁 形 動 物, 如 枝 睾 吸 蟲 血 吸 蟲 自 由 生 活 的 渦 蟲 蛭 蟲 等 都 是 扁 形 動 物 的 成 員, 它 們 的 頭 部 已 分 化 出 眼 點 腦 及 簡 單 的 神 經 系 統 線 蟲 可 寄 生 於 動 植 物 體 內, 體 表 有 角 質 層, 體 壁 有 肌 肉, 體 腔 液 的 流 動 以 及 體 壁 肌 肉 的 舒 縮 能 使 身 體 做 蛇 樣 擺 動 蟯 蟲 蛔 蟲 等 都 屬 於 線 蟲 動 物 門 草 履 蟲 變 形 蟲 等 原 生 動 物 的 無 性 生 殖 是 靠 細 胞 的 直 接 分 裂 腔 腸 動 物 以 出 芽 方 式 進 行 無 性 生 殖, 例 如 : 水 螅 可 在 其 體 側 長 出 芽 體, 芽 體 脫 落 後 成 為 新 的 個 體 此 外, 海 星 個 體 的 一 部 分 可 以 從 母 體 上 斷 開 成 為 一 個 新 的 個 體 ; 海 葵 則 是 由 一 個 個 體 分 裂 成 2 個 或 者 更 多 個 新 個 體 16
水 母 軟 體 動 物 軟 體 動 物 大 多 數 體 腹 面 有 塊 狀 肌 肉 偽 足, 外 套 膜 及 其 分 泌 形 成 的 貝 殼, 能 保 護 柔 軟 的 內 臟 團 軟 體 動 物 是 無 脊 椎 動 物 的 一 個 大 門 類, 螺 螄 蝸 牛 蚌 烏 賊 魷 魚 等 都 是 軟 體 動 物 軟 體 動 物 的 神 經 細 胞 集 中 成 多 對 神 經 節 烏 賊 章 魚 等 具 有 發 達 的 腦 和 眼 大 多 數 軟 體 動 物 有 了 較 完 整 的 開 放 式 循 環 系 統, 呼 吸 色 素 存 在 於 血 漿 中, 並 開 始 出 現 了 專 門 的 呼 吸 器 官 ( 鰓 或 肺 ) 環 節 動 物 門 包 括 土 壤 中 的 蚯 蚓 海 洋 中 的 沙 蠶 池 塘 和 熱 帶 叢 林 中 的 螞 蟥 等 它 們 的 共 同 特 徵 是 具 體 節, 神 經 系 統 鏈 狀 或 梯 狀 且 較 扁 形 動 物 集 中, 大 多 數 為 閉 鎖 式 循 環 系 統 環 節 動 物 的 體 節 不 僅 表 現 為 體 表 的 環 紋, 體 內 器 官 系 統 也 是 按 體 節 排 列 的 17
水 字 螺 維 納 斯 骨 螺 龜 甲 寶 螺 ( 母 子 平 安 螺 ) 寶 貝 ( 貝 幣 ) 九 孔 海 中 精 靈 漢 堡 貝 18
節 肢 動 物 門 是 動 物 界 最 大 的 一 門, 總 數 超 過 一 百 多 萬 種, 是 無 脊 椎 動 物 中 的 高 等 類 群 蝦 蟹 蜘 蛛 昆 蟲 等 都 是 節 肢 動 物 多 樣 性 的 節 肢 動 物 大 多 身 體 分 節, 體 節 高 度 分 化, 身 體 可 區 分 為 頭 胸 腹 等 部 位 節 肢 動 物 具 堅 硬 的 外 骨 胳 (exoskeleton) 和 分 節 的 附 肢, 由 眼 感 覺 器 觸 角 和 口 等 組 成 的 頭 部 成 為 感 覺 和 攝 食 中 心 水 生 節 肢 動 物 以 鰓 為 呼 吸 器 官, 陸 生 種 類 以 氣 管 或 書 肺 呼 吸 棘 皮 動 物 種 類 不 多, 海 星 海 參 海 膽 是 其 中 的 典 型 代 表 19
螳 螂 蝦 (mantis shrimp) 蛙 形 蟹 20
台 灣 招 潮 蟹 長 螯 拳 蟹 紅 星 梭 子 蟹 ( 三 點 仔 ) 寄 居 蟹 ( 隱 士 ) 21
脊 椎 動 物 為 了 更 好 地 適 應 環 境 擴 展 活 動 範 圍 和 生 存 領 域, 動 物 的 演 化 向 硬 骨 質 的 脊 柱 取 代 柔 弱 的 脊 索 的 方 向 發 展, 於 是 演 化 出 現 了 脊 椎 動 物 脊 柱 由 脊 椎 骨 順 序 排 列 組 成, 有 利 於 肌 肉 發 育 和 提 高 身 體 的 運 動 能 力 在 脊 椎 動 物 中, 除 了 有 脊 柱 外, 神 經 管 分 化 為 脊 髓 腦 眼 等 感 覺 器 官 和 口 等 全 部 集 中 在 頭 部, 呼 吸 器 官 進 一 步 發 展 成 完 善 的 鰓 ( 水 生 ) 或 肺 ( 陸 生 ), 有 成 對 運 動 附 肢, 出 現 心 肌 發 達 的 心 臟, 腎 臟 和 生 殖 系 統 等 在 結 構 上 也 進 一 步 完 善 脊 椎 動 物 的 分 類 較 為 明 確,4 萬 多 種 現 存 的 脊 椎 動 物 分 為 圓 口 綱 軟 骨 魚 綱 硬 骨 魚 綱 兩 棲 綱 爬 行 綱 鳥 綱 和 哺 乳 綱 上 述 分 類 排 列 順 序 還 反 映 了 脊 椎 動 物 從 水 生 到 陸 地 生 活 的 演 化 過 程 脊 椎 動 物 圓 口 綱 動 物 種 類 較 少, 其 代 表 八 目 鰻 等 雖 然 屬 於 脊 椎 動 物, 但 它 們 的 脊 索 終 生 存 在, 反 映 了 圓 口 綱 動 物 的 原 始 性 軟 骨 魚 綱 : 鯊 魚 是 人 們 熟 知 的 軟 骨 魚, 軟 骨 魚 無 鰓 蓋, 也 沒 有 產 生 漂 浮 作 用 的 鰾, 鯊 魚 需 不 斷 運 動 以 保 持 身 體 漂 浮 硬 骨 魚 的 種 類 很 多, 是 人 類 食 物 和 蛋 白 質 的 重 要 來 源 兩 棲 類 如 蛙 蟾 蜍 蠑 螈 等 是 脊 椎 動 物 由 水 中 登 陸 的 過 渡 類 型 兩 棲 類 動 物 可 以 在 水 中 生 活, 又 可 以 在 陸 地 生 活, 它 們 用 肺 和 皮 膚 呼 吸, 但 它 們 的 繁 殖 和 發 育 還 離 不 開 有 水 的 環 境 爬 行 類 的 骨 骼 系 統 比 兩 棲 類 發 達, 四 肢 更 有 力, 皮 膚 外 常 有 鱗 片, 可 防 止 水 分 的 散 失 ; 體 內 受 精, 卵 外 有 殼, 胚 胎 發 育 中 出 現 了 羊 膜 等, 這 些 都 是 適 應 陸 地 生 活 的 重 要 特 徵 鳥 綱 動 物 體 表 覆 蓋 羽 毛, 前 肢 特 化 為 翼, 適 應 空 中 的 飛 翔, 體 溫 恒 定, 新 陳 代 謝 效 率 提 高 鳥 綱 動 物 種 類 很 多, 在 脊 椎 動 物 中 僅 次 於 魚 類, 排 第 二 大 類 麻 雀 家 燕 杜 鵑 啄 木 鳥 貓 頭 鷹 及 雞 鴨 鵝 等 家 禽 等 都 是 鳥 綱 動 物 哺 乳 綱 動 物 是 脊 椎 動 物 中 最 高 等 的 類 群 哺 乳 動 物 無 羽 毛, 有 毛 髮, 體 溫 恒 定, 分 頭 頸 軀 幹 和 尾, 有 典 型 五 趾 型 四 肢 軀 幹 部 有 乳 頭, 用 乳 汁 哺 乳 幼 兒 幾 乎 都 為 胎 生 代 表 動 物 有 袋 鼠 蝙 蝠 鯨 虎 馬 猪 猿 猴 人 等 22
鯨 鯊 雨 傘 旗 魚 日 本 大 眼 鯛 長 吻 蝶 魚 23
侏 儒 抹 香 鯨 白 鯨 飛 旋 海 豚 一 生 物 多 樣 性 及 其 意 義 生 物 多 樣 性 反 映 了 地 球 上 包 括 植 物 動 物 微 生 物 等 在 內 的 一 切 生 命, 都 有 各 不 相 同 的 特 徵 及 生 存 環 境, 它 們 相 互 間 存 在 著 錯 綜 複 雜 的 關 係 生 物 多 樣 性, 它 製 造 氧 氣, 讓 我 們 能 夠 自 由 呼 吸 ; 它 提 供 食 品, 讓 我 們 的 生 命 得 以 延 續 ; 它 提 供 能 源 ( 煤 炭 和 石 油 都 來 源 於 古 代 的 生 物 ) 和 各 種 資 源, 讓 我 們 的 生 活 有 了 物 質 保 障 生 物 多 樣 性 包 含 物 種 多 樣 性 遺 傳 多 樣 性 生 態 系 多 樣 性 生 物 多 樣 性 是 地 球 上 生 物 經 過 幾 十 億 年 發 展 進 化 的 結 果, 它 們 的 未 知 潛 力 為 人 類 的 生 存 和 持 續 發 展 顯 示 了 不 可 估 量 的 美 好 前 景 由 於 人 口 的 急 劇 成 長, 人 類 對 生 物 資 源 不 合 理 的 利 用 使 自 然 環 境 遭 到 嚴 重 破 壞, 生 物 多 樣 性 正 在 以 前 所 未 有 的 速 度 被 破 壞 24
台 灣 鯛 引 進 的 歷 史 與 種 類 吳 振 輝 及 郭 啟 彰 兩 位 先 生 於 1946 年 從 新 加 坡 引 進 俗 稱 在 來 種 或 是 土 種 吳 郭 魚 (Oreochromis mossambicus), 又 稱 南 洋 鯽 仔 黑 鯽 仔 土 種 吳 郭 魚 (Oreochromis mossambicus) 25
莫 三 比 克 吳 郭 魚 Oreochromis mossambicus 莫 三 比 克 吳 郭 魚 Oreochromis mossambicus 26
賀 諾 魯 吳 郭 魚 Oreochromis hornorum 賀 諾 魯 種 吳 郭 魚 Oreochromis hornorum 27
斯 皮 路 勒 吳 郭 魚 (Oreochromis spilurus) 紅 色 吳 郭 魚 1 (Oreochromis sp., Red Tilapia 1) 28
紅 色 吳 郭 魚 2 (Oreochromis sp., Red Tilapia 2) 紅 色 吳 郭 魚 (Oreochromis sp.) -- 屏 東 福 海 29
去 年 因 與 美 國 愛 達 荷 大 學 (University of Idaho) 水 產 養 殖 研 究 院 建 立 合 作 關 係 因 此, 藉 由 愛 德 荷 大 學 Hagerman 魚 類 養 殖 工 作 站 的 協 助, 取 得 尼 羅 種 吳 郭 魚 (O. niloticus) 三 個 品 系 及 吉 利 吳 郭 魚 (Tilapia Zillii) UNH155 A UNH907 UNH1007 B UNH188 圖 三 : 不 同 品 系 之 吳 郭 魚 在 四 組 微 衛 星 基 因 座 (A, UNH155, UNH907; B, UNH1007, UNH188) 中 其 基 因 型 表 現 Oreochromis aureus (lanes 2-11), Oreochromis hornorum) (lanes 13-22), Oreochromis mossambicus (24-33), and Oreochromis niloticus (35-44). 30
建 立 簡 易 品 系 鑑 定 方 法 1 日 本 尼 羅 吳 郭 魚 泰 國 尼 羅 吳 郭 魚 益 華 養 殖 場 尼 羅 吳 郭 魚 永 強 養 殖 場 尼 羅 吳 郭 魚 紅 色 尼 羅 吳 郭 魚 1 紅 色 尼 羅 吳 郭 魚 2 日 本 尼 羅 吳 郭 魚 泰 國 尼 羅 吳 郭 魚 UNH878 UNH891 不 同 品 系 之 吳 郭 魚 在 二 組 微 衛 星 基 因 座 (A, UNH878; B, UNH891) 中 其 基 因 型 表 現 31
日 本 尼 羅 吳 郭 魚 益 華 養 殖 場 尼 羅 吳 郭 魚 UNH719 不 同 品 系 之 尼 羅 吳 郭 魚 在 UNH719 微 衛 星 基 因 座 中 基 因 型 的 表 現 紅 色 尼 羅 吳 郭 魚 1 紅 色 尼 羅 吳 郭 魚 2 UNH738 UNH932 不 同 品 系 之 紅 吳 郭 魚 在 二 組 微 衛 星 基 因 座 (A, UNH738; B, UNH932) 的 表 現 32
日 本 尼 羅 吳 郭 魚 紅 色 尼 羅 吳 郭 魚 1 好 美 里 莫 三 比 克 TTM_1 不 同 品 系 之 吳 郭 魚 在 TTM_1 微 衛 星 基 因 座 中 基 因 型 的 表 現 好 美 里 莫 三 比 克 日 本 尼 羅 吳 郭 魚 南 非 莫 三 比 克 TTM_4 TTM_12 不 同 品 系 之 吳 郭 魚 在 TTM_4 及 TTM_12 微 衛 星 基 因 座 中 基 因 型 的 表 現 33
南 非 莫 三 比 克 好 美 里 莫 三 比 克 紅 色 尼 羅 吳 郭 魚 1 TTM_13 不 同 品 系 之 吳 郭 魚 在 TTM_13 微 衛 星 基 因 座 中 基 因 型 的 表 現 物 種 多 樣 性 地 球 上 的 生 命 是 多 種 多 樣 豐 富 多 彩 的 : 從 非 常 小 的 一 個 病 毒 到 重 達 150 噸 的 鯨 ; 從 行 動 緩 慢 的 蝸 牛 到 每 小 時 能 奔 跑 90 km 的 獵 豹 ; 植 物 借 助 於 風 水 和 動 物 的 遷 移 把 自 己 的 後 代 送 向 遠 方 ; 僅 節 肢 動 物 門 下 的 昆 蟲 就 有 100 多 萬 種 之 多, 大 自 然 中 每 一 樣 物 種 都 是 獨 特 的, 而 構 成 物 種 多 樣 性 物 種 多 樣 性 是 用 一 定 空 間 範 圍 物 種 數 量 的 分 布 頻 率 來 衡 量 的, 這 個 範 圍 通 常 還 可 以 包 括 整 個 地 球 的 空 間 範 圍 34
遺 傳 多 樣 性 遺 傳 的 多 樣 性 指 同 一 個 物 種 內 基 因 型 的 多 樣 性, 是 衡 量 一 個 種 內 變 異 性 的 概 念 在 組 成 生 命 的 細 胞 中,DNA, 是 遺 傳 物 質, 決 定 了 基 因 及 遺 傳 的 多 樣 性 生 態 系 多 樣 性 生 態 系 多 樣 性 地 球 表 面, 到 處 都 是 生 機 勃 勃 的 生 命 為 適 應 在 不 同 環 境 下 生 存, 各 種 生 物 與 環 境 又 構 成 了 不 同 的 生 態 系, 這 就 是 生 命 的 家 園 在 不 同 的 生 態 系 中, 各 種 生 命 藉 由 極 其 複 雜 的 食 物 網 來 獲 取 和 傳 遞 能 量, 同 時 完 成 物 質 的 循 環 生 態 系 的 結 構 功 能 平 衡 及 調 節 機 制 千 差 萬 別 是 生 物 多 樣 性 的 重 要 內 容 35
生 物 多 樣 性 的 價 值 利 用 價 值 直 接 利 用 消 耗 性 與 非 消 耗 性 間 接 利 用 服 務 與 功 能 選 擇 的 價 值 非 利 用 價 值 代 償 遺 贈 存 在 生 物 多 樣 性 的 重 要 性 1. 提 供 人 類 民 生 必 需 之 物 資 藥 物 和 工 業 原 料 2. 提 供 農 林 漁 牧 品 種 改 良 的 基 因 庫 3. 穩 定 水 文 調 節 氣 候 促 進 養 分 循 環 以 及 維 持 物 種 演 化 等 功 能 4. 在 育 樂 美 學 科 學 教 育 社 會 文 化 精 神 與 歷 史 各 方 面 扮 演 著 重 要 的 角 色 36
藥 物 (E. O.Wilson 2003) 抗 生 素 殺 霉 菌 素 抗 瘧 疾 藥 麻 醉 藥 止 痛 劑 凝 血 劑 抗 凝 血 劑 心 跳 激 劑 心 率 調 節 劑 免 疫 抑 制 劑 人 工 賀 爾 蒙 賀 爾 蒙 抑 制 劑 抗 癌 藥 物 退 燒 藥 消 炎 藥 避 孕 藥 利 尿 劑 抗 利 尿 劑 抗 憂 鬱 藥 物 肌 肉 鬆 弛 劑 發 紅 劑 抗 充 血 劑 鎮 靜 劑 墮 胎 藥 ---------, 全 部 來 自 野 生 的 生 物 多 樣 性 咖 啡 1970 年, 咖 啡 銹 病 曾 威 脅 巴 西 咖 啡 的 生 產, 因 此 巴 西 的 加 啡 科 學 家 便 到 衣 索 匹 亞 找 到 了 抗 咖 啡 銹 病 的 基 因, 而 與 巴 西 的 咖 啡 作 雜 交 後, 及 時 挽 救 了 咖 啡 因 此 目 前 大 部 份 的 巴 西 咖 啡 都 是 一 棵 衣 索 匹 亞 咖 啡 樹 的 後 裔 ( 威 爾 遜,1993) 37
生 物 多 樣 性 面 臨 的 危 機 1. 基 因 的 消 失 ---- 全 球 的 作 物 基 因 75% 消 失, 影 響 生 物 新 科 技 的 發 展 2. 物 種 大 規 模 的 滅 絕 ---- 世 界 上 每 天 滅 絕 100 種, 至 2050 年, 四 分 之 一 物 種 將 消 失 3. 生 態 系 的 破 壞 ---- 土 石 流 走 山 地 層 下 陷 海 岸 消 退 水 災 4. 生 物 資 源 的 枯 竭 ---- 海 洋 資 源 的 枯 竭 珊 瑚 業 加 工 的 喪 失 台 灣 物 種 植 物 哺 乳 類 爬 蟲 類 鳥 類 蛙 類 昆 蟲 魚 類 4100 種 70 種 100 種 500 種 ( 含 候 鳥 ) 30 種 10-20 萬 種 2600 種 ( 含 近 海 ) 7400 + 10-20 萬 38
台 灣 瀕 危 物 種 1. 櫻 花 鉤 吻 鮭 小 於 1000 2. 梅 花 鹿 / 中 華 白 海 豚 200 3. 狐 蝠 滅 絕 4. 水 獺 滅 絕 或 瀕 危 5. 雲 豹 滅 絕 6. 淡 水 魚 15% 種 類 滅 絕 7. 熊 水 鹿 山 羊 山 羌 穿 山 甲 等 瀕 危 絕 種 8. 蝴 蝶 大 幅 減 少, 部 分 瀕 危 瀕 臨 絕 種 危 機 台 灣 已 有 銳 頭 銀 魚 與 烏 來 杜 鵑 等 24 種 生 物, 近 30 年 未 被 人 發 現, 處 於 滅 絕 的 現 況 ; 此 外, 有 包 括 台 灣 鱒 與 台 灣 寬 尾 鳳 蝶 等 79 種 生 物, 族 群 量 小 於 2,000 隻, 分 布 範 圍 明 顯 縮 減, 屬 於 瀕 臨 絕 種 危 機 ( 國 科 會 科 學 季 特 展 邵 廣 昭 2006) 39
生 物 多 樣 性 消 失 的 原 因 ( 一 ) 棲 息 地 的 切 割 劣 化 和 喪 失 ( 二 ) 資 源 的 過 度 利 用 ( 三 ) 土 壤 水 和 大 氣 污 染 ( 四 ) 全 球 氣 候 變 遷 ( 五 ) 工 業 化 的 農 業 和 林 業 ( 六 ) 引 進 外 來 種 河 馬 效 應 (The HIPPO dilemma) Habitat loss Invasive species Population growth Pollution Over-exploitation Getty Images 40
自 然 保 育 黑 暗 期 (1946-1970 年 ) 1950 年 -- 引 進 農 藥 為 害 生 態 環 境 1961-1972 年 開 發 山 坡 地, 破 壞 山 林 伐 木 量 1946-1950 年 45 萬 m 3 / 年 1972 180 萬 m 3 / 年 1960 年 代 實 施 林 相 變 更 計 畫 1975 年 實 施 新 林 業 改 革 政 策, 伐 木 量 開 始 降 低 1960 年 代 台 灣 沒 有 : 1. 保 育 法 律 2. 保 育 專 責 機 構 3. 保 育 經 費 4. 野 生 動 物 專 家 ( 博 士 ) 5. 民 間 保 育 團 體 6. 保 育 課 程 ( 大 學 ) 狩 獵 販 賣 野 生 動 物 產 品 普 遍 41
森 林 法 1932-1970 1974-2000 1991 2001 2004 伐 木 為 主 劃 定 九 個 森 林 保 留 區,28,954 公 頃 禁 伐 原 始 林 推 動 社 區 林 業 成 立 保 育 組, 主 管 全 國 生 物 多 樣 性 保 育 業 務 ( 保 育 研 究 ) 1972 年 通 過 國 家 公 園 法 (7 個 國 家 公 園 ) 年 1984 1985 1985 1992 1995 2002 2006 國 家 公 園 墾 丁 玉 山 陽 明 山 太 魯 閣 金 門 雪 霸 東 沙 環 礁 國 家 公 園 面 積 ( 公 頃 ) 18,085( 陸 域 ) 15,185( 海 洋 ) 105,490 11,455 92,000 3,780 50,000 ( 陸 域 1.74 Km 2 ) ( 海 洋 500 Km 2 ) 42
1989 年 通 過 野 生 動 物 保 育 法 1. 支 持 野 生 動 物 研 究 2. 指 定 14 個 野 生 動 物 保 護 區, 共 248.1 公 頃 3. 野 生 動 物 重 要 棲 息 環 境 4. 建 立 溪 流 保 護 與 利 用 區 沒 有 野 生 植 物 保 育 法 保 護 區 類 別 佔 台 灣 島 之 百 分 率 (%) 指 定 年 管 理 單 位 國 家 公 園 (2005) 9 1984-1995 內 政 部 營 建 署 自 然 保 留 區 4 1975-1994 林 務 局 野 生 動 物 保 護 區 0.6 1986-1994 林 務 局 重 要 野 生 動 物 棲 6.5 息 地 合 計 19.2% 1993-2000 林 務 局 43
生 物 多 樣 性 公 約 目 標 維 護 生 物 多 樣 性 永 續 利 用 生 物 多 樣 性 惠 益 均 享 主 權 與 取 得 中 華 民 國 生 物 多 樣 性 推 動 方 案 2001 年 8 月 15 日 行 政 院 第 2747 次 院 會 通 過, 2004 年 2 月 20 日 行 政 院 核 定 修 正 內 容 包 括 五 大 目 標 與 策 略 及 34 項 執 行 事 項 http://ivy2.epa.gov.tw/nsdn/download/creatu re.doc 44
生 物 多 樣 性 推 動 方 案 整 體 目 標 保 育 我 國 的 生 物 多 樣 性 永 續 利 用 生 物 及 其 相 關 資 源 公 平 合 理 分 享 由 生 物 資 源 所 帶 來 的 惠 益 提 升 大 眾 維 護 生 物 多 樣 性 的 意 識 及 知 識 參 與 區 域 性 和 全 球 性 合 作 保 育 生 物 多 樣 性 台 灣 生 物 多 樣 性 推 動 相 關 部 會 外 交 部 內 政 部 交 通 部 財 政 部 經 濟 部 法 務 部 教 育 部 國 防 部 經 建 會 國 科 會 原 民 會 工 程 會 衛 生 署 環 保 署 及 農 委 會 等 單 位 45
每 個 人 都 可 以 做 的 生 物 多 樣 性 工 作 有 哪 些? 可 以 做 的 事 不 吃 不 養 不 放 生 野 生 動 物 節 省 使 用 水 電 紙 張 等 等 資 源 垃 圾 分 類 回 收 好 處 保 育 野 生 動 物 及 生 態 環 境 省 錢 多 留 給 下 一 代 天 然 資 源 資 源 回 收 再 利 用 有 點 不 方 便 有 點 麻 煩 壞 處 少 數 以 此 維 生 的 人 要 轉 行 舊 衣 舊 物 再 利 用 在 處 理 工 作 時 多 想 想 如 何 維 護 生 物 多 樣 性 - 例 如 施 工 範 圍 及 路 線 不 要 養 外 來 種 的 寵 物 發 明 一 些 好 用 不 浪 費 資 源 的 物 品 給 需 要 使 用 的 人 使 用, 節 省 資 源 能 源 的 浪 費 以 免 事 後 耗 費 更 大 的 人 力 與 經 費 減 少 外 來 種 入 侵 種 危 害 生 活 及 生 態 環 境 能 賺 錢 出 名 能 申 請 專 利 有 人 不 習 慣 使 用 二 手 衣 物 多 花 時 間 思 考 並 找 相 關 人 員 討 論 研 訂 減 少 樂 趣 要 花 心 思, 比 抄 襲 他 人 產 品 慢 46