生態與演化

海星

海星(Class Stelleroidea, Subclass Asteroidea)
國立臺灣大學生態學與演化生物學研究所碩士陳易揚

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圖一 紅海星的外型呈現典型的五角星形,顏色鮮艷並具有五隻腕足。(本文作者陳易揚攝)

海星(Sea Star / Starfish)屬於棘皮動物門(Phylum Echinodermata)中的海星亞綱(Subclass Asteroidea),全世界約有1800種且全為海生,臺灣海域的紀錄截至2009年時共有56種,是十分常見也深受人類喜愛的海洋無脊椎動物。海星的分布範圍十分廣泛,從潮間帶到數千公尺深不見光的深海、從熱帶到寒帶的海域,都有海星分布的記錄。海星並不具游泳能力,不論是沙質、泥質或礁岩的環境,牠們都行底棲生活,藉由腕足自由爬行活動。

棘皮動物門

棘皮動物門 (Phylum Echinodermata)
國立臺灣大學生態學與演化生物學研究所碩士陳易揚

棘皮動物(Echinoderms)在分類上隸屬於棘皮動物門(Phylum Echinodermata),種類繁多,沒有淡水種類,廣泛分佈在各種海洋環境,從赤道到兩極、從潮間帶到不透光的深海都能發現牠們的行蹤,其中尤以溫帶淺海的數量最多。棘皮動物的英文名Echinoderms是由希臘文ἐχῖνος (棘)和δέρμα (皮)組成,顧名思義即「皮膚上長有棘刺的動物」。棘皮動物的內骨骼由碳酸鈣組成,質地堅硬,不同種類的內骨骼演變成骨板、骨片或棘刺,提供絕佳的保護。

海洋生物學的歷史IV : 臺灣的海洋研究船與海研一號

海洋生物學的歷史IV : 臺灣的海洋研究船與海研一號 (The History of Marine Biology IV)
國立臺灣大學生態學與演化生物學研究所碩士陳易揚

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圖一. 九連號。
(圖片來源: 臺灣課程網課程資料庫http://get.aca.ntu.edu.tw/getcdb/handle/getcdb/310164)

談到臺灣的海洋生物研究,海洋研究船(Oceanographic Research Vessel)可說是一大功臣。

回顧臺灣海洋研究船的成立,可以追溯至1969年2月由美國撥交給我國海軍的「九連號」。九連號原名Geronimo,是一艘遠洋拖船(圖一),經過臺灣海軍整修後,作為測量艦與海洋研究用。1972年12月九連號自海軍除役,被送進臺灣造船廠擴建,增設衛星導航儀與地球地理探測裝備,原本船身灰色的軍艦型塗裝也改漆為白色,其後九連號移交至行政院國家科學委員會(今科技部),指定給臺灣大學海洋研究所從事海洋研究與教學之用,正式開啟了海洋研究船納入學校單位的體制。不過由於九連號的船齡已高,且原本船身設計是為了軍事而非研究用途,因此國內的海洋研究與教學亟需新式海洋研究船。

海洋生物學的歷史III : 臺灣近代的海洋生物學研究

海洋生物學的歷史III : 臺灣近代的海洋生物學研究 (The History of Marine Biology III)
國立臺灣大學生態學與演化生物學研究所碩士陳易揚

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圖一. 下雜魚堆。
下雜魚指的是非刻意被漁具捕獲的非目標物種。因為不是經濟食用物種,常被製成飼料,更是許多漁業研究的標本來源。(圖片來源:陳羿蓁攝。)

對於四面環海的臺灣而言,海洋的重要性不言可喻,那臺灣近代的海洋生物研究歷史又是為何呢?

1895年甲午戰敗後,臺灣割讓給日本,而日本為一重視海洋文化的海洋國家,此特性亦反映在對臺的統治策略上。在受到日本殖民統治的50年間,為有效掌握臺灣自然資源,日方於是對臺灣全島與海域展開生態調查,並激起船舶與航運等產業革命,使臺灣的海洋生物研究受到空前的改造。

海洋生物學的歷史II : 近代的海洋生物學研究

海洋生物學的歷史II : 近代的海洋生物學研究 (The History of Marine Biology II)
國立臺灣大學生態學與演化生物學研究所碩士陳易揚

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圖一. 遙控式水下載具(Remotely Operated Vehicles, ROV)。
(圖片來源: http://www.amiinter.com/samples/denmark/acquisitions.html)

1826年後,為了取得海洋生物的活體研究樣本,海洋生物學家不只跟著登上船艦,甚至開始在海岸邊著手實驗。最早在海岸邊定期從事研究的海洋生物學家是法國的Henri Miline Edwards與 Victor Andouin。爾後許多海洋生物學家紛紛跟進。為了能收藏大量標本與提供海洋生物學家從事長期研究,在海岸邊建立永久的實驗室成為時勢所趨。第一座海洋生物研究室The Stazione Zoologica Anton Dohrn (SZN)位於義大利,於1872年成立,是海洋生物研究的一大里程碑,此後各地的海洋生物研究室如雨後春筍不斷冒出。二次世界大戰後,聲納(Sonar)與水肺(Scuba)紛紛被引進至海洋生物調查,使海洋生物研究有了劃時代的進步,特別是水肺的使用更讓海洋生物學家能真正親身探索水面下的神祕世界。

海洋生物學的歷史I : 早期的海洋生物學研究

海洋生物學的歷史I : 早期的海洋生物學研究 (The History of Marine Biology I)
國立臺灣大學生態學與演化生物學研究所碩士陳易揚

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圖一. 由庫克船長領軍的奮進號。
(圖片來源: http://www.reypastor.org/departamentos/ding/doi/index.htm)

蔚藍無邊的海洋孕育了無以計數的生物,更是地球生命的起源地。海洋不僅提供了人類豐富的食物來源,我們日常生活中許多藥物與原物料更是取自於海洋生物。研究海洋生物與海洋環境中生命現象的科學就是海洋生物學(Marine Biology),海洋生物學是門發展悠久的綜合性生物學研究,並與海洋地理、海洋化學等海洋科學研究緊密連結。

保育生物學(Conservation Biology)(下)

保育生物學(Conservation Biology)(下)
國立臺灣師範大學生命科學系何懿洲博士生

連結:保育生物學(Conservation Biology)(上)

(二)移地保育(ex situ conservation)

當物種族群在其自然棲地面臨滅絕機率比存活機率高,就地保育太困難或無法實行時,可以考慮對某些或所有物種進行移地保育。動物園和植物是最普遍的移地保育方式,不僅提供環境、食物、照護的功能,並具有教育宣導的意義。而蒐集並保存植物種子或組織的種原庫也是一種方式,保存大量的植物品系,不僅提供育種研究、基因轉殖材料,也可將原生種引回被破壞的生態環境中,期使自然生態回復。位於臺灣霧峰的國家作物種原中心(圖二),典藏約6萬多種的農糧食作物種種原;挪威的斯瓦爾巴世界種子庫(Svalbard International Seed Vault)位在距北極約1000公里的斯瓦爾巴群島,為一個保存全世界農作物種子的貯藏庫。然而,移地保育成功,並非就是自然保育,只有將物種再引入原棲地生存並得以生存繁衍時,移地保育才會具有真正意義。

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圖二、國家作物種原中心種子長期保存庫。[1]

保育生物學(Conservation Biology)(上)

保育生物學(Conservation Biology)(上)
國立臺灣師範大學生命科學系何懿洲博士生

保育生物學(conservation biology)是因應生物多樣性危機而形成的學科,目的是希望瞭解人類活動對物種、棲地和自然生態的影響,尋求對策以避免物種滅絕及生態系崩潰。保育生物學結合多個學術領域,核心學科有:生態學、分類學、動物行為學、遺傳學、島嶼生物地理學、復育生態學等,以及其他相關學科:地理學、氣象學、土壤學、生態系經營學、經濟學、人類學、社會學、哲學、法學、環境倫理學、教育等。

生物多樣性(biodiversity)包括三個層級:基因多樣性(genetic diversity)、物種多樣性(species diversity)以及生態系多樣性(ecosystem diversity)。目前幾乎所有地區的生物多樣性在此三個層級都在下降中。

學者Norman Myers依據研究調查定出生物多樣性熱點(biodiversity hot spot),熱點中之棲地具有高度生物多樣性,有許多特有種生物生存著,但卻正遭受人為破壞的威脅,定出的熱點希望能透過世界性的努力優先給予保育。要被劃定為生物多樣性熱點的區域需要符合以下兩個標準:(1) 有0.5%或1500種的維管束植物是特有種;(2) 失去了70%以上的原生植被。目前在全世界已定出33個生物多樣性熱點(圖一)。這些熱點有將近全球60%的植物、兩生類、爬蟲類、鳥類和哺乳類,而且很多是特有種。

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圖一、生物多樣性熱點。
綠色區域為Norman Myers於2000年公布的熱點,紫色區域為後續增加的熱點。[1]

鼯鼠的生態地位(Ecological Status of Flying Squirrels)–下

鼯鼠的生態地位(Ecological Status of Flying Squirrels)–下
國立臺灣大學生態學與演化生物學研究所陳雪溱碩士

連結:鼯鼠的生態地位(Ecological Status of Flying Squirrels)–上

大赤鼯鼠一年可以繁殖兩次,每胎通常只有一隻子代。雖然目前白面鼯鼠的繁殖週期並不清楚,但是同屬的日本大鼯鼠同樣也是一年有兩個繁殖高峰,分別在春初與秋初。日本的研究人員推測,由於Petaurista屬的鼯鼠主要食物為植物,在初春時有大量的葉芽、嫩葉與花芽,嫩葉是較佳的食物來源,而初秋有大量的果實與種子出現,除了在懷孕時需要較好的營養來源,這兩種鼯鼠都是由雌性個體單獨育幼,在育幼時期需要頻繁地回巢照顧幼崽,選擇在食物資源豐富的春初與秋初繁殖可以有較高的覓食效率(圖三、圖四)。

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圖三、黃杞種子,大赤鼯鼠喜愛的食物之一,常常在樹上用手抓著一整串進食。(陳雪溱拍攝)

鼯鼠的生態地位(Ecological Status of Flying Squirrels)–上

鼯鼠的生態地位(Ecological Status of Flying Squirrels)–上
國立臺灣大學生態學與演化生物學研究所陳雪溱碩士

鼯鼠即是一般所稱的飛鼠。康熙字典對「鼯」的解釋為:「…腳短爪長,尾二尺許,飛且乳,亦謂之曰飛生。鼠聲如人呼,食火烟,能從高赴下,不能從下上高…」。雖然俗稱飛鼠,實際上並不會飛,只能進行滑翔,滑翔有利於樹冠間的活動與躲避天敵。牠們在森林生態系中扮演了重要的角色。

臺灣原生的鼯鼠有三種,分別是大赤鼯鼠(Petaurista philippensis)、白面鼯鼠(Petaurista lena)與小鼯鼠(Belomys pearsoni kaleensis)。前兩者為大型的鼯鼠,平均體重分別約為1.3 kg與1.5 kg,是臺灣特有亞種;而小鼯鼠平均體重僅約0.2 kg,是臺灣特有種。兩種大型鼯鼠中,分佈海拔較低的大赤鼯鼠主要的食物為闊葉樹的葉子,除了普通的成熟葉子外也包含嫩葉、葉芽,另外也會取食花、果實、種子,以及少量的細枝條和樹皮。若與同樣會取食種子與果實的臺灣獼猴比較。臺灣獼猴經常將種子存放在頰囊中帶離母樹,且常會將整顆種子吞下,許多種子由消化道排出仍能發芽;某些植物的種子發芽率甚至會提高。因此,臺灣獼猴為臺灣森林中重要的種子傳播者。雖然大赤鼯鼠也取食種子與果實,但是並不會將種子帶離母樹,且松鼠科動物進食時,通常會將種子咬破,因此對種子傳播的幫助並不如臺灣獼猴那般重要。

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