生態與演化

森林砍伐

森林砍伐 (Deforestation)
國立臺灣師範大學生命科學系何懿洲博士生

森林砍伐(deforestation)是指將森林砍伐以作為耕地、牧場、城市等用地的行為。一般來說,森林砍伐會造成水土破壞、氣候變遷、物種多樣性減少和生活品質的下降。

受威脅物種(Threatened species)(下)

受威脅物種(Threatened species)(下)
國立臺灣師範大學生命科學系何懿洲博士生

連結:受威脅物種(Threatened species)(上)

物種數量減少的原因有下列幾種:

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圖二、大貓熊(圖片來源:Michel GUNTHER / WWF-Canon. https://www.flickr.com/photos/wwfint/3048095832/in/photostream/)

(一) 人類過度獵捕:如歐洲人首次到達北美時,發現有30~50億的旅人鴿(passenger pigeons),1800年商業獵捕造成數量急遽下降。在1900年,獵人在野外發現最後一隻予以射殺,被豢養的最後一隻則死於1914年,旅人鴿自此滅絕。另外,1970年代大量商業捕撈白鮑魚,在1990年族群只剩下1%,2001年白鮑魚成為第一個被美國列為瀕危物種名單之無脊椎動物。由於白鮑魚生殖時將精子與卵子釋入水中,需要相當數量,才能有效生殖。目前白鮑魚雖仍有野生的,但其數量已經少到無法進行有效的生殖,已有捕捉部分個體進行生殖並野放的計畫。

受威脅物種(Threatened species)(上)

受威脅物種(Threatened species)(上)
國立臺灣師範大學生命科學系何懿洲博士生

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圖一、IUCN紅色名錄的標示
(圖片來源:http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Redlist_logo_v1223290225.gif)

國際自然資源保育聯盟International Union for the Conservation of Nature,IUCN)於1964年開始出版《受威脅物種紅色名錄》(或稱IUCN紅色名錄,IUCN Red List of Threatened Species、IUCN Red List、Red Data List,圖一),是全球最完整詳細的生物物種保育狀況的名錄,希望反映物種保育的迫切性,共同著手避免物種滅絕。此名錄是根據族群下降速度、族群大小、地理分布和群族分散程度等準則,將物種分類為9個等級。

螞蟻的社會寄生行為(Social parasitism in ants)

螞蟻的社會寄生行為(Social parasitism in ants)
中央研究院生物多樣性中心研究助理李志琦

螞蟻大師E.O. Wilson說:螞蟻最大的敵人是螞蟻。然而我們卻在野外可以發現不同種的螞蟻居住在一起,這樣的現象稱為社會性寄生(social parasites),指的是像胡蜂、蜜蜂或螞蟻等社會性昆蟲寄生於其他的社會性昆蟲中。令人好奇的是為何會有這樣的現象?

隨著對螞蟻研究的累積,科學家普遍認為社會性寄生物種的演化有可能先從物種內的同域演化開始(intraspecific hypothesis),例如美洲沙漠的蜜瓶蟻,同樣種類不同巢的蜜瓶蟻在野外相遇時,若其中一方武力顯著強勢時,強勢一方會大舉進攻,殺死弱勢方的蟻后與成熟工蟻,留下幼蟲、蛹及年輕的工蟻回到自己的巢內,成為自己巢中的奴隸;另一方面,某些弱勢的蜜瓶蟻會採取另一種投降的策略,當知道自己無法與之匹敵時,便會向強勢的一方投降並加入其蟻巢,企圖在強勢的蟻巢中偷偷生下自己的卵,日後取代整個蟻巢。這樣的策略下蜜瓶蟻沒有喪失任何照顧幼蟲與建立蟻巢的能力。若投降又偷生卵的行為與強勢到處征戰的行為日後發生了生殖隔離,可能漸漸演化成兩種不同的物種,其中一個孔武有力掠奪資源,另一則假裝投降伺機取代原本的蟻巢。

花的內心世界—心皮(Carpel)(下)

花的內心世界—心皮(Carpel)(下)
國立臺灣大學生態學與演化生物學研究所謝昀臻碩士

連結:花的內心世界—心皮(Carpel)(上)

被子植物各物種之心皮基本構造大致不變,然而細部形態特徵則依物種各異。就心皮之數目及生長方式而言,有些植物的雌花器僅由單一心皮構成(圖三a),常見者如豆科下的蝶形花亞科植物,與薔薇科梅屬植物等;另有一些植物的雌花器是由數枚彼此不相癒合的心皮所構成,稱為「離生心皮」(圖三b),常見者如毛茛科植物與薔薇科草莓屬或懸鉤子屬植物等;還有一些植物的雌花器是由數枚心皮彼此癒合發育而成,稱為「合生心皮」(圖三c),具合生心皮的植物眾多,不可勝數。更有一些植物心皮的生長發育方式無法被歸類於完全離生或完全合生,由此可知心皮的形態相當多樣。

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圖三、心皮多樣性—數目與生長方式。
a. 僅具有單枚心皮的李花。(謝昀臻攝)
b. 具有多枚離生心皮的禺毛茛。(謝昀臻攝)
c. 多枚心皮合生的七葉一枝花。(謝昀臻攝)

花的內心世界—心皮(Carpel)(上)

花的內心世界—心皮(Carpel)(上)
國立臺灣大學生態學與演化生物學研究所謝昀臻碩士

花朵為被子植物的生殖構造,其樣貌千姿百態、繽紛多采,每每令人為之驚奇讚歎。同樣有趣的是,自然界中花朵的形態縱有千變萬化,但其終極目的皆是為了傳宗接代,生生不息。

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圖一、遼寧古果化石,心皮呈螺旋狀排列。

一般而言,典型的花包含「萼片」、「花瓣」、「雄蕊」、「雌蕊」,由外而內依序排列。萼片的集合為「花萼」,於花苞期在外側保護嬌嫩的花瓣,並在花朵開放時給予支持;花瓣的集合為「花冠」,在花苞時期保護內側的花部器官,綻放後則常具有吸引動物媒介以利傳粉的功能;

種系發生(Phylogenesis)

種系發生(Phylogenesis)
國立臺灣師範大學生命科學系何懿洲博士生

由於演化是十分漫長的過程,這也是研究種系發生的最大困難處,以現代科技來說種系發生無法直接通過觀察和實驗來驗證,現階段都以間接證據佐證為主。因此種系發生的研究並非是採用單一研究法而是綜合各領域研究證據而形成。目前研究種系發生是利用形態學和分子生物學兩種模式。

從紅火蟻(Solenopsi sinvicta)中,看見自私的基因

從紅火蟻(Solenopsi sinvicta)中,看見自私的基因
國立臺灣大學生態學與演化生物學研究所張倪禎

在達爾文的物種起源(The origin of species, 1859)一書中,用天擇(nature selection)以及演化(evolution)解釋了大部份自然界的生物運作法則,除了一個尚未解決的謎團:關於膜翅目物種為何有不孕階級的工蟻來幫助可以繁殖的蟻后生存的這種利他行為,而不是產下自己的後代。

在一百多年後,W. D. Hamilton(1964)提出了一個假說來解釋這樣的現象,也就是我們所知的親擇(kin selection)-物種會傾向幫助跟自己親緣關係較近的個體。到這裡,都是在討論個體層級之上的選擇行為,而Richard Dawkins(1976)進一步提出了一個假說來解釋此種演化的過程:他認為基因才是演化的單位,而物種選擇幫助親緣關係近的個體,其實都是基因在主導--基因傾向讓跟自己相似的基因一起保留到下一代,而這也稱作自私基因(The selfish gene)。

雌性選擇(Female choice):面天樹蛙雄蛙重疊鳴叫對雌性選擇的影響

雌性選擇(Female choice):面天樹蛙雄蛙重疊鳴叫對雌性選擇的影響
國立清華大學生命科學系學士班2012級辜昱嘉

除了生存競爭的「天擇」,擇偶也是演化動力的來源,雄性間競爭與雌性的交配機會,失敗者並非死亡,只是在子代數目上吃虧。然而往往雌性才具有生殖主導權,雌性從眾多雄性中選擇配偶以繁殖基因優良的子代,或僅依雌性本身的狀況(如:存活力、生殖力)做選擇(Bourne, 1993)。

兩棲類以聽覺作為主要溝通媒介,發出鳴叫聲來傳達訊息。求偶叫聲可透露雄性品質(如:體型、年齡)與位置,雌蛙可依據雄蛙鳴叫聲傳送的訊息來選擇雄蛙進行交配。而當有兩隻以上個體鳴叫時,個體鳴叫的時間點會影響鳴叫是否重疊。在多數自然情況下,雄蛙彼此會錯開鳴叫,如此雄性較容易由鳴叫聲去衡量競爭者的優勢程度(Schwartz, 1987)。

具有聚集展示(lek)行為的蛙類,雄蛙會聚集在一個展示場鳴叫吸引雌蛙靠近,整個生殖過程中雄蛙並不提供除生殖細胞外的任何資源給雌蛙,雌蛙主要靠雄蛙的鳴叫聲來選擇雄性。而具有領域性的蛙類,雄蛙會藉由打鬥佔據較好的生殖位置以吸引雌性,對雌蛙而言,選擇的依據不單只是雄蛙的鳴叫聲,還有雄蛙所掌控的環境資源,如生殖棲位,因此鳴叫聲所代表的雄性優勢程度就不再是雌蛙進行雌性選擇時唯一、且最重要的參考要素。

獵豹的速度並非決勝關鍵

獵豹的速度並非決勝關鍵
臺灣師範大學生命科學系生態演化組102級曾文宣碩士生

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奔馳中的獵豹(圖片拍攝:Hein Waschefort. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cheetah_chase.jpg)

每位小朋友心中都有一種最愛的動物,特別是那些有「最」字頭頭銜的動物總是榜上有名。目前現生陸地上奔跑最快的動物,大家馬上聯想到獵豹。事實上,獵豹成功打獵的關鍵,並不是牠們爆發出的驚人速度。最新的研究指出獵豹真正靠的是牠們更為出色的敏捷度和機動性,這才是牠們生存的高超技倆。

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