Transcript 生物多樣性是什麼?
生物多樣性是什麼? 生物多樣性的定義 • 生物體之間的多變性與歧異性，與其所產 生之生態上的複雜現象 • 居住在同一區域內，所有不同種類生物的 總和 微小生物的功能 • 不易用裸眼觀察到的物種：細菌、原蟲、 無脊椎動物和真菌 • 背負著生態系中營養素的循環再利用、空 氣與水的清淨化與再生、廢棄物的分解和 物種屍體的腐敗解體等重要責任 生物多樣性的組成 • • • • 計量各生態系 生態社區 物種和族群的數目 分析任何特定地區的基因分佈 生物歧異性 • 為因應生存環境變遷嚴苛，使物種不至於 因而遭遇到絕滅的命運，所有物種在其不 同的族群之間，基本上必須存在有基因歧 異的現象 • 在某一特定環境中，一段原本是族群中稀 少的基因，很有可能是這個物種在變動激 烈的新環境中，得以延續存在的基本因素 定點調查 地區的所有動植物，需經常做「定點調 查」，如此才能知道當地物種的地理分 佈特徵，以及可能存在的物種間或物種 與地域分佈間的交互作用 此定點調查需要「分類」為基礎 區域的物種豐富度 • 不同區採集到的樣本，歸納所得的資料結 構間，會有明顯的一致性 • 亦即「鐘形曲線」分佈 • 但是為了全面了解社群中所有物種所需的 大量樣本採集，對於該生物社群和生態可 謂是一種「解體性的破壞」，科學家並不 認為這是收集資料的最佳方式 • 採樣個體稀少的物種，事實上有可能是非 棲息在這裡的小族群稀有種，而只是過客 族群大小 • 體型大的動物食量越大 • 覓食的土地範圍也越大 • 同樣一塊土地所能養活的動物頭數，當然 小型者較大型者為多 為何地球上有這麼多稀有種? • 要回答這個問題，需從flora找線索 • Tremella fuciformis vs. Tremella flava 「常見種」三大特質 • 族群數量大 • 地理分佈範圍廣 • 分布地域形態的區限性小 地區特有種（endemic rarities) • 分布於特定地域形態 • 分布範圍有限 • 生長區域裡，有相當大的族群數量 物種的稀有 • 在大自然界的環境中可能原本就很少有 • 受限牠們的分布或棲息地形態的特殊需求 • 無法成功地在所有適合其繁衍的地域建立 生存的優勢 故對於珍稀罕有的物種，以因應策略進行 實質的估量和保護 生物多樣性的地理梯度 • 地理歧異性現象(geographical variation) • 熱帶地區間鳥類多樣性約為極地地區的10 倍 • 越往赤道的樹種，多樣性越高 • 鳥類和哺乳動物多樣性的地理歧異現象， 同時也反應出樹種多樣性的歧異 多樣性是隨著氣候的溫暖潮濕程度而增加 多樣性是隨著氣候的溫暖潮濕程度 而增加的假說 • 熱帶地區是唯一在冰河時期不曾被冰河覆 蓋過的地區 • 大部份陸地都位於熱帶地區的事實，面積大可以 提供更多物種生存的空間 • 熱帶地區有較多的植物種類，而依賴植物的昆蟲 與鳥類有更多機會在此區演化或歧異 • 隨著週期性的酷寒和回暖，氣候與海平面高度的 改變，可能致使熱帶地區不同 區域的森林造成隔 絕區帶的產生 物種的數目與體型的大小 • 物種多樣性和其體型之間，存在著一種頗 微妙的關係 • 體型大，物種少 • 體型非常小，物種也很少 • 中到小體型的物種最多 物種多樣性與體型之關聯性通則 • 體型小的物種，通常以高密度的方式群居 生活，且罕有遺傳隔絕的現象發生 • 生物體型大小與物種數目呈負相關的關聯 通則，約在生物體型為1cm小大的界線處打 破 • 小於1cm體型的生物體，少有新物種的產生 (但可能因為採樣的偏差而導致結果偏頗) 地球物種知多少? • 合計地球有600萬物種，但大多未經分類學 家的命名與分類 • 分類學家描述現存物種約150~180萬種 75萬─昆蟲 4.1萬─脊椎動物 25萬─植物 其餘為不含昆蟲的無脊椎動物(包括真菌、 藻類、細菌、病毒和其他微生物) • 地球還有許許多多重要的生物棲息處尚待 深入探索，包括深海海床、大樹冠層、熱 帶雨林地區土壤 • 世界各海域裡，約有1000萬尚末被發現的 新物種 演化樹(evolutionary tree) • 海生與陸生環境間的生物多樣性在結構上 似乎有絕對的差異 • 陸生物種演化樹物種猶如木本植物的根系， 主根、支根、細根、根毛….，演化廣泛 • 海生物種則猶如草本植物的根系，有大量 的細根，演化樹又細又長 熱帶雨林 • 覆蓋了地球陸地的7%，卻擁有陸地上最豐 盛的生物多樣性，尤其是昆蟲中的甲蟲 • 以昆蟲學家Erwin在巴拿馬利用外插法研究 樹冠層的甲蟲為例： 80%草食性 5%肉食性 10%食真菌甲蟲 5%腐食性甲蟲 • 約20%甲蟲僅棲息於Luehea樹冠 甲蟲 • 約有160種的樹冠甲蟲是熱帶雨林特有種 • 甲蟲佔所有節肢動物的40% • 故每一熱帶雨林樹種的樹冠應該可以找到400種 的節肢動物 • 樹冠動物區系大小至少是樹下地面的2倍 • 故熱帶雨林的樹種樹冠及樹下約有600種節肢動 物 • 熱帶雨林的樹種約有5萬種，如果上述估算是合理， 那麼熱帶雨林應該有3000萬種以上節肢動物 熱帶雨林的保護 • 以目前熱帶雨林破壞速度，每年約損失300 種的熱帶樹種 • 隨著地形和土壤的不同，動物與植物種類 的多樣性變化極大 • 我們要保護生物多樣性，就必須多深入了 解，在各式各樣的地理特徵下，動物和植 物的分布方式與狀態 一些分類學上的迷思 • 地球上昆蟲的物種總數應該在500~1000萬 種之間(未含未經辨識與分類、已經或正在 消失中的生物多樣性) • 不同分類組群的投注差異容易造成預估數 字的偏差 • DNA相似度：退伍軍人症(Legionella pneumophila) 與其他細菌 vs 人與黑猩猩 • 極端化的分類觀點，常造成物種數量估計 上的許多迷惑與困擾 一些分類學上的迷思 • 訓練有素的分類學家的人數越來越少 • 分類學家的年齡有高齡化現象 • 分類學家所集中的地區，剛好與現今地球 上已知的、最佳的生物多樣性所在地完全 相反(即熱帶地區的分類學家極少，反倒是 溫帶地區的分類學家很多) 多樣性隨時間改變 • England「公園草地」(parkgrass)經100年 長期調查其消長情形，經施肥的試驗區草 地 中，僅存的、佔優勢的植物，是一些擅 於競爭養分，且十分 具侵略性的常見植物 • 耕地被棄置區，則與上述情形完全相反的 演變，其土地之多樣性會隨著時間而日見 豐盛 • 公園草地的觀察實驗結果，暗指著人類的 干擾很可能就是造成這種現象的主要原因