生態與演化

入侵種(Alien Invasive Species)及外來種(Alien Species)對生態的影響-下
台北市私立天主教達人女子高級中學生物科陳雅慧老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

外來入侵種所造成的危害中，大致可歸類為以下幾種：
1.掠食：指外來入侵種直接以當地原生物種為食，使的原生物種數量降低或甚至消失。例如關島因軍事運輸意外引進褐樹蛇，造成當地有9種原生鳥類滅絕。台灣目前有牛蛙(Rana catesbeiana)會捕食本土的拉都希赤蛙(Rana latouchtii)，造成本土蛙類生存的壓力。

2.競爭與排擠：當外來入侵種生態習性與新生態環境中的物種相近時，便會發生競爭及排擠的效應，也可能使的競爭物種數量減少或滅絕。例如北美原生東知更鳥(Eastern Bluebird)因外來歐洲椋鳥(European Staling)取代其對巢洞的利用而降低族群量。台灣引進泰國八哥(Acridotheres grandis)、家八哥(Acridotheres tristis)，嚴重威脅到台灣八哥(Acridotheres cristatellus)的生存；外來象草(Pennisetum purpureum)與台灣原生的五節芒(Miscanthus floridulus)造成競爭等。

入侵種(Alien Invasive Species)及外來種(Alien Species)對生態的影響-上
台北市私立天主教達人女子高級中學生物科陳雅慧老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

生物均有其擴散或遷徙的本能，原本在自然界中就會不斷改變其分佈的範圍，但這些移動或擴散會受到環境因子及地理屏障的限制，例如溫度、鹽度及雨量的變化，或是難以橫跨的大洋、高山。所以生物原本有其自然分佈的界線，也因這些自然隔離的存在，生物得以在獨特的環境中各自演化，形成今天地球上繽紛的生物多樣性(biodiversity)。但由於今日人類頻繁的活動與交通的便利，使得許多隔離已漸漸消失，生物常因人類無意或蓄意的攜帶，而成為外來種(alien species)或外來入侵種(alien invasive species)，對全球的生態造成莫大的影響。

根據國際自然及自然資源保育聯盟(International Union for the Conservation of Naturel and Natural Resources，IUCN))在2000年公布的『避免外來種入侵導致生物多樣性喪失的指導方針』中的定義，所謂的外來種是指『一物種、亞種乃至於更低的分類群，並包含該物種可能存活與繁殖的任何一部份，出現於其自然分佈疆界及可擴散範圍之外』。而外來入侵種則是指『已於自然或半自然生態環境中建立一穩定族群並可能進而威脅原生生物多樣性者』。

生命自會找到出路—-談適應輻射(Adaptive Radiation)
桃園縣立桃園國中自然與生活科技吳俊儀老師/國立臺灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

適應輻射（adaptive radiation）是指一個族群，經過不同環境的適應而演化出各種不同物種的現象，此一現象最常發生在連串群島中。在特定條件下的迅速演化，出現新的演化機會(突變等)或環境改變得很快時，ㄧ些物種的後代在特定的環境中，成為各種新而獨立的物種的祖先。ㄧ個環境開放給新物種遷入的時候，會發生「適應輻射」的現象，例如孤立在海洋的島嶼群，或是有些生物的演化形成構造上重大的改變時，適應輻射現象可使他們可以找到適應新環境的生活方式。

生物地理學(Biogeography)-下
國立苗栗高級中學生物科郭美貞老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

有些生物不必吃那麼多東西，體型較小，可以適應森林環境。

牠們會往山上遷移，氣候變暖時，可能有些回到中國北方，有些可能遷移到臺灣高山上成為所謂的孑遺生物。而這些環境變化就像是一個篩子，每次篩去一些生物，有的闖過，有的闖不過，這時，生物族群縮小，努力渡過的艱難期稱為「瓶頸期」，瓶頸期是生物物種的危急時刻，也是演化新物種的最好契機。台灣有許多特有生物，就是經過這樣的方式產生。

近年來，DNA序列資料已經變成最常使用來推測生物親緣關係的材料。例如粒線體DNA（mitochondrial DNA, mtDNA）是一個高度敏感的遺傳標記，適合用來研究相近分類群或物種內變異性高的族群間的關係。

生物地理學(Biogeography)-上
國立苗栗高級中學生物科郭美貞老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

為什麼可愛的袋鼠、無尾熊只分佈在澳洲大陸？台灣曾經出現的古象與犀牛，為什麼現在都沒有了？

關於這些地球上生物分佈的問題，就是生物地理學（biogeography）研究的主題。生態體系的演化和地理的關係是非常密切的，地理限制的生物的遷徙，環境決定了能在此生活的生物，而生物也會改變地貌與環境，影響其他物種在此生存的能力。很早以前，生物學家就注意到這種關聯性，因此開始了生物地理學的研究。生物地理學的研究有兩個方向，一為探討現今生物分佈的生態生物地理學（ecological biogeography），另一個為關切大尺度時空下生物分佈的歷史生物地理學（historical biogeography）。

提到生物地理學，就不得不先介紹生物地理學之父-華萊士（A.R. Wallace, 1823 – 1913），他是英國極為傑出的田野生物學家。

華萊士在印度尼西亞 (Indonesia)一帶做野外生物調查時，分析陸生性動物在該地的動物相及群集 (Community)分布，漸漸在所蒐集的資料當中，注意到婆羅洲(Borneo)與蘇拉威西島(Sulawesi)、峇里島(Bali)和龍目島(Lombolk)之間，似乎有一條隱形的界線將兩邊的生物分開；界線以西接近東南亞的生物相，界線以東則接近新幾內亞的生物相。峇里島的鳥類與爪哇島幾乎相同，但在距峇里島僅約30公里的龍目島，卻只有50%的鳥類相同。為紀念他的發現，科學界將劃分這兩區的界線稱為「華萊士線」。而台灣和蘭嶼被華萊士線區分開來，分屬於不同的生態地理區。

共演化(Coevolution)概述
國立苗栗高級中學生物科郭美貞老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

生物在演化的長河中，不但要適應不斷變化的環境，還必須隨時留意其他與它們關係密切的生物，如果演化造成A種生物改變，而這改變對它關係密切的B生物造成選汰壓力（selective force），使得B物種也跟著變，結果又回過頭去影響A物種，這種沒完沒了的演化軍備競賽（evolutionary arms race），或者是說兩種生物彼此在演化過程和方向上的相互作用，稱為共演化（coevolution）。

不過這種軍備競賽不是短時間就可分出高下，需要漫長的時間來演化。由於每個新的改變都會促使另一種足以相抗衡的發展，不斷的改變最後也許彼此關係還是維持不變，但是停止改變或是過度改變的一方，就會在激烈的生存競爭中淘汰。這也就是演化生物學裡著名的紅皇后假說（Red Queen hypothesis）。

趨異演化（Divergent Evolution）
台北縣私立南山中學生物科楊瀅涓老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

定義
趨異演化（Divergent evolution）是指兩個以上的生物特徵具有相同的演化起源，但在漫長的演化過程中，受到環境與其本身條件的限制而逐漸分化的現象，這個過程又可稱為適應。可經由觀察不同物種的形態或分子生物分析物種間的相似程度，是演化生物學的研究主題之一。

歷史
趨異演化由研究恐龍化石的美國古生物學家奧斯本（Henry Fairfield Osborn）在1902年首先提出的理論：一個原始物種為適應不同的生活環境，逐漸演化成許多不同的物種，是生物演化過程的一種表現。

例子
常見的例子是脊椎動物的四肢；脊椎動物來自相同的祖先，但由於不斷地競爭食物和空間等環境資源，每一種類的個體都必須儘量向外擴展而佔領許多不同的棲地，因而產生外形及功能相異的體型或器官。