生態與演化

為什麼狩獵也可以保育?(Sustainable Yield Curve)

為什麼狩獵也可以保育?(Sustainable Yield Curve)
國立臺灣師範大學生命科學系博士班施廷翰/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

聽到打獵可以是個合法的活動,許多人一定開始搖頭嘆氣,若是聽到打獵還可以促進保育,肯定搖到一半就昏倒在地。若以人道為出發點,將獵殺動物視為休閒育樂的活動的確不可取,但是,以生物學的角度來看的話,打獵活動的合理化可是能夠以保育的觀點解釋的。

擴展徒子徒孫是生物的本能,但是事實上沒有生物可以無限增長下去。由於資源有限,棲地可以忍受族群的個體數(population size)也有限。當族群尚未達到環境最大容忍量時,數目可以持續增加。但是當超過環境負荷時,棲地空間不足,食物的缺乏,傳染病的蔓延(數量愈多愈容易)等因素便會限制了族群數量的擴展(如圖一,族群生長曲線,紅色虛線表示環境容忍量)。

圖一,族群生長曲線

同類相殘(Cannibalism)-動物篇-下

同類相殘(Cannibalism)-動物篇-下
台北縣碧華國民中學自然領域張世玪老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

(四)食物短缺:當環境中缺乏食物時,成體會吃掉一些幼小的個體,使種族得以延續。
實例
1.摩門蟋蟀:此種樹螽會在食物短缺時進行群體大遷移,在遷移期間,若有個體停止遷移的行動時,便會被其他同伴圍攻而食。
2.鹹水鱷:當食物短缺時,沒有太大抵抗能力的小鱷魚,經常會變為成年同類捕食的對象。

(五)過度競爭:當族群中個體數量過多時,常常會造成生存的壓力,有些動物便會吃掉同  類,除了可確保自身的生存之外,也可避免因數量過大而造成食物或空間
不足,導致種的滅亡。
實例
1.老鼠:當族群數量過多的時,老鼠會將同類吃掉,可紓解族群的緊張狀態並避免食物不足。
2.蟑螂:在空間過份擁擠時,剛蛻皮的蟑螂若蟲及受傷的成蟲,很容易成為其他同伴捕食的對象。
3.沙虎鯊:沙虎鯊為胎生魚類,胚胎在母體子宮內孕育時,先孵出來的小沙虎鯊會將後艀出的小鯊吃掉,增加自己日後的生存機會。→子宮內同類相殘(intrauterine cannibalism)

(六)天生的習性:有些動物會進行同類相殘是天性所使然。
實例
1. 蠍子:習於獨居的蠍子遇到同伴時經常會互相打鬥,將對方殺死後並吃掉。
2. 鬃獅蜥:鬃獅蜥幼體之間的同類相殘,通常是吃掉對方的指頭或尾巴;當成體跟幼體共處時,成體會將幼體視為獵物而加以捕殺。

同類相殘(Cannibalism)-動物篇-上

同類相殘(Cannibalism)-動物篇-上
台北縣碧華國民中學自然領域張世玪老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

一、定義:
同類相殘(cannibalism)是一種同種動物之間相食的行為,在某些動物的生活史中或是特定的情形下會發生。同類相殘可能是生物因應環境改變的一種短期策略,也可能是經由天擇,對族群中較為不利的基因進行淘汰的演化結果。
若同類相殘時,被殺害的對象為嬰幼兒,則稱為殺嬰現象(infanticide)。為了讓自己的子代得到較好的照顧,殺害其他成員子代的殺嬰現象,在某些鳥類或哺乳類動物中,算是相當普遍的現象;但是要殺掉或吃掉自己的子代,則相當罕見。

二、發生的原因:
(一)提高交配成功率:動物在交配時,雌性會把對方當成食物,這種同類相食的情形有利於種族的延續。
實例
1.紅背蛛:澳大利亞雌性紅背蛛在交配過程中,雌蛛有三分之二的時間用來吃掉雄蛛,雄蛛 因此可換取更長的交配時間。
2.螳螂:公螳螂會躍上母螳螂背部,一旦交配成功便立即逃離,有時母螳螂會將公螳螂的頭吃掉,但在之後的數小時中,仍能繼續進行交配的過程。

(二)做為母親產後的補品:此種同類相殘能夠恢復母體生產後的部分體力,也可為下一次的生產預做準備。
實例
1.響尾蛇:雌性響尾蛇吃掉部分死胎或者無法活下去的後代,生產後的母蛇,其體重平均有11%是由吃掉自己的親生骨肉而獲得。
2.蘭嶼長尾南蜥:當有蛇入侵時,母蜥蜴會先保護自己的蛋,如果無法抵擋時,母蜥蜴會將自己的蛋吃掉以獲得熱量。

類寄生現象(Parasitoidism)

類寄生現象(Parasitoidism)
新竹市私立光復高中生物科呂佳毓老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

類寄生現象(Parasitoidism)是一生物體,花了生活史中很長的一段時間附著或寄生在單一宿主身上,並直接以其為食,最後導致宿主死亡。和寄生現象(parasitism)相似的是,類寄生生物和宿主之間普遍也有專一性。

最大的不同則是在典型的寄生現象中,寄生者和宿主可以彼此過活,寄生者只竊取宿主部分養分,宿主不會受到生命的威脅甚至還能繼續繁衍後代;但類寄生的關係就致命的多了,類寄生的宿主通常在產下後代前就死亡了。大約有十分之一的昆蟲是類寄生生物,其中類寄生現象主要發生在膜翅目的昆蟲上。
   
類寄生生物(parasitoids)又可以再分為:Idiobiont parasitoids、Koinobiont parasitoids兩種:

(一)Idiobiont parasitoids:類寄生生物寄生於宿主不會動的時期(如卵期、蛹期),而且宿主被寄生後便無法繼續發育下去,如赤眼蜂產卵寄生於玉米螟的卵中、金小蜂則產卵於昆蟲的蛹內。
古代「詩經」所記錄的「螟蛉有子,蜾贏負之」(螟蛉是鱗翅目昆蟲的通稱,而蜾贏是一類寄生蜂),就是描述寄生蜂將鱗翅目幼蟲帶回巢穴,事實上並非當做養子對待,而是作為寄生蜂幼蟲的養分來源。

(二)Koinobiont parasitoids:類寄生生物寄生於宿主但不會影響其發育只是消耗宿主養分,直到類寄生生物變成蛹或成蟲,宿主才會死亡。如馬尼蜂產卵於昆蟲的幼蟲體內、小繭蜂則產卵於成蟲體內。   

在生物防制上,類寄生生物也是一種理想的方法。例如;東方果實蠅在台灣是重大害蟲,受害的多為台灣的果樹如柑桔類、芒果、蓮霧等。台灣的果農會利用東方果實蠅幼蟲寄生蜂(Diachasmimorpha longicaudatus)及蛹寄生格氏突闊小蜂(Dirhinus giffardii Silvestri)來防治東方果實蠅的幼蟲及蛹,這些寄生蜂的雌蜂會以長針狀的產卵管插入東方果實蠅幼蟲或蛹體內產卵,寄生蜂幼蟲孵化後在宿主體內取食組織並開始發育,寄生蜂幼蟲會在完成發育並且羽化為成蟲後才離開宿主,以導致果實蠅幼蟲和蛹的死亡而達到防治的目的。

如何估算族群大小 (Population Size)

如何估算族群大小 (Population Size)
新竹縣照門國民中學自然與生活科技領域黃銘義老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

族群大小的估計是生態實驗上的一重要步驟,可以讓我們對於許多研究有先行一步的瞭解,然而對於多數動物,若以計數的方式去計算族群的大小,有其難度,且不一定準確。
因此,生態學家便針對不同的生物與其特性,發展了許多族群估計方法。以下介紹幾種生態學者常使用的調查方法,如:區塊法(Quadrat counts)與、穿越線法(Line transect methods)、移除法(Removal methods)或標識再捕捉法(Mark-recapture methods)等方式。

1.區塊法(Quadrat counts):
適用於平均分布型的的生物,將此生物分佈的地區平均分割成若干塊,然後計算幾小塊中的生物的平均計數,再乘上地區塊數就可得到全部的生物數量。

2.穿越線法(Line transect methods):
穿越線法是在調查區內選定一條以上固定方向的穿越線,以穩定的速度沿著穿越線前進,記錄沿途兩邊所發現的生物種類及數量,同時記錄或估計生物出現位置與穿越線的垂直距離。一般而言,棲地開闊且面積大的區域比較適合採用穿越線法來進行生物資源調查。

3.移除法(Removal  methods):
係將生物由棲地移除的方式來估計,如在一溪流中採用移除法調查某蝌蚪族群的大小,可選若干個樣區,每個樣區選擇3條穿越線,用手撈網來回依序捕捉蝌蚪,直到未採到蝌蚪為止,而依據每次捕獲蝌蚪數與前次累積蝌蚪數,以迴歸方式推估族群數量與密度。

4.標記再補捉法(Mark-recapture methods):
標記再捕捉法又稱為捉放法及標記釋放法 (mark-release),是野外動物族群調查中常用的方法之一。

在標記再捕捉法的研究中,透過活體捕捉技術將一個族群取樣兩次或兩次以上,每一次的捕捉中,每一隻被捉到的無標記個體都要被給予適當且獨特的標記,根據開放族群 (open population)或封閉族群 (closed population)的特性而有不同的估算方式,以下分別進行說明:

競爭與資源分配(Competition)

競爭與資源分配(Competition)
台北縣中平國中自然與生活科技領域李佟位老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

人類社會中常見許多競爭現象,企業間互爭訂單、百貨業搶佔市場,就連艋舺的角頭也得爭奪廟口地盤。你來我往,互不相讓,結局可能是勝者為王,也可能兩敗俱傷;這類的現象,在自然界也所在多有。

若將一隻具有領域性的真雀鯛(damselfish)從牠的地盤上移走,礁岩上騰出一席空地後,數分鐘內便有其他同類來搶佔地盤;新領主需以拍打、追咬等手段驅逐其餘競爭者後,才能真正佔有這片領地。這類競爭現象(competition)之所以發生,無非是生物為求生存,而爭奪有限的資源(比如:空間、食物、配偶…等),又可區分為同種生物間的「種內競爭」(intraspecific competition),以及不同物種間的「種際競爭」(interspecific competition)。

這類實例還可不停的列舉下去:一片樹林在形成的歷程中,樹木的密度會逐漸減少,養分、水及空間由數量較少但體積較大的個體所獨占,稱為自疏現象(self-thinning);若我們在實驗室內提高光蟬(planthoppers)的飼養密度,將導致生存率降低、體長減少,發育遲滯等現象,這顯然與高密度影響食物品質有關。而這些案例當中,最有名的莫過於高斯(G.F.Gause,1934)的草履蟲實驗。

入侵紅火蟻的危害(Solenopsis invicta)-下

入侵紅火蟻的危害(Solenopsis invicta)-下
臺北縣新莊國民中學自然與生活科技領域教師賴俐伶老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

同時也極有可能衝擊到自然植物的生態系,因為入侵紅火蟻會搬運及取食植物的種子,造成種子比例與分佈的改變,比起其他無脊椎動物或脊椎動物來說,牠們對於植物群聚組成的影響更為重要。

在人員安全上,火蟻名稱的來由就是因為被叮咬後會有如火灼傷般的疼痛,之後還會出現如灼傷般的水泡。

入侵紅火蟻成熟蟻巢的個體數約可達到20萬至50萬隻,當蟻巢受到外力干擾時,入侵紅火蟻會迅速同時出巢攻擊,因此入侵者往往會遭受大量的火蟻叮咬。

工蟻毒液中因含有大量蟻酸及多種毒蛋白,會立即性的引發劇烈灼熱感,這種灼熱與癢的感覺將持續1小時以上,4個小時後會在被螫處形成白色的膿皰,如果膿皰破掉,容易引起細菌性的二次感染,甚至可能會造成蜂窩性組織炎。 

入侵紅火蟻的危害(Solenopsis invicta])-上

入侵紅火蟻的危害(Solenopsis invicta])-上
臺北縣新莊國民中學自然與生活科技領域教師賴俐伶老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

入侵紅火蟻 ( Red imported fire ant, RIFA; Solenopsis invicta ),屬於膜翅目(Hymenoptera),蟻科(Formicidae)、火家蟻屬(Solenopsis),原本分布於南美洲的巴拉那河(Parana)流域(包括巴西、巴拉圭和阿根廷)。最早被各國注意到的原因,是因為在20世紀初的時候,美國南方因檢防疫上的疏失而被入侵,原本不起眼的外來火蟻,卻造成了美國農業與環境衛生上非常嚴重的問題,同時也造成了經濟上極大的損失。
(目前美國南方有13個州以上、超過1百萬公頃的土地被入侵紅火蟻所盤據,受侵害的地區估計每年農業上的損失超過7億5千萬美元以上,經濟總損失更高達50億美元以上。)

入侵紅火蟻之所以被列為世界性的嚴重危機,是因為牠們在各個面向上都會造成嚴重的危害。而危害主要可分為經濟、生態、以及人員安全三大方面。

在經濟上,入侵紅火蟻會取食作物的根系、幼芽、嫩莖、種子與果實,對於作物的成長與收成造成極大的損失。牠們也會攻擊家禽、家畜,甚至入侵供應給動物的食品和飲水中,造成這些動物無法得到食物和水,而這會導致飢餓和脫水,進而引起乳蛋製品的減產,或造成禽畜的死傷。

基石(關鍵)物種 -下

基石(關鍵)物種 ( Keystone Species )-下
桃園縣立桃園國中自然與生活科技領域吳俊儀老師/國立臺灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

另一種基石物種的關係是屬於互動互利的基石物種關係,Gilbert ( 1980 )曾提出雙向互動關連 ( mobile link )的觀念,某些動物取食植物的果實,同時亦扮演著這些植物生存繁衍的關鍵角色,而這些植物同時也支撐著其他食物鏈食物網。這種的相關性是互動互利的,此相關的物種可稱之為互利基石物種( keystone mutualisms )。

Howe 於1984年亦曾提出類似的「樞紐種群」( Pivotal taxa )的觀念 , 某些植物會在每年食物缺乏期開花結果,以維持那些以果實為生的鳥類與哺乳動物,而 這些鳥類與哺乳動物同時亦扮演著這些植物與其他時期的某些樹種之種子傳播,以及長期的森林 生態物種平衡與多樣性角色。因此,根據這種既是基石物種又互相影響的緊密關係,Richards於 1995年即所提出一個互利假說( the mutualism hypothesis )來說明澳洲地區森林與狐蝠間的關係 : 他認為二者是一種互利共生的現象,森林中許多植物物種高度依賴狐蝠為其傳花授粉與傳播種子, 否則無法繁衍擴散。然而沒有這些植物種類,狐蝠亦不可能存活於澳洲森林中。

臺灣地區生態基石物種例子

92年3月,墾丁國家公園管理處為了復育珊瑚礁區原本數量龐大的的關鍵物種-馬糞海膽(又稱白棘三列海膽),在後壁湖潟湖設立「海膽保護區」,之後更在94年3月成立「海洋資源示範保護區「,使墾丁海域的海底景觀及物種多樣性會更豐富。

另外台灣地區野生動植物、濕地、溪流等自然資源,研究增加瀕絕物種分佈地區等需保護地區,對棲息地管理的重要性日漸提升以及保護關鍵物種的必要性等策略。

結語

基石(關鍵)物種-上

基石(關鍵)物種 ( Keystone Species )-上
桃園縣立桃園國中自然與生活科技領域吳俊儀老師/國立臺灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

基石物種( keystone species )為一生態學上的名詞,或稱為關鍵物種,基石物種觀念最早建立於 Paine在 1966 年的潮間帶物種間相關性的研究。在潮間帶裡,海星為掠食者( predator ),捕食多種共域的貽貝類(視為被掠食者prey )。當時Paine發現若將海星移除,經過一段時間後,共域的貽貝類的多樣性大幅衰減。直至1969年Paine始提出該現象的辭彙─基石物種(又稱關鍵物種keystone species) 。

所謂基石物種即指在一個生態系中,一種物種的存在與否,會影響群集中其他相關物種的存活與多樣性,有此現象則稱該物種可被視為基石物種。Power等(1996)認為基石物種應具有『對所存在的生態系中相關群集生物的高度影響性,但該物種相對的生物量( Biomass )比例卻很小』的特性,因此,掠食者可為基石物種,或其他動物或植物,只要符合上述之特性者即可是基石物種。 Mills , Soule及Doak (1993)曾將不同屬性的基石物種分成五大類:包括

1.掠食者基石物種—如在潮間帶環境中海星存在與否影響到貽貝類的種類與數量。

2.被掠食者基石物種—如在北美之雪鞋兔(snowshoe hare)存在數量多寡會直接影響共域的山貓 ( lynx )族群數量以及獵食另一種兔子(極地兔,arctic hare )的程度。

3.植物基石物種( plant keystone species )—有些植物種類會在食物缺乏期開花結果,以供給動物當作渡過艱困時期的食物來源。

4.相連性基石物種( link keystone species )—某些植物物種亦要靠某類動物幫助其傳花授粉, 否則無法結果繁衍。

Pages