【本著作除另有註明外,採取創用CC「姓名標示-非商業性-相同方式分享」台灣2.5版授權釋出】

Slides:



Advertisements
Similar presentations
黑社会 暴力団. 酒井法子 酒井三根城 山口组的酒井组 组长 日本三大黑帮 山口组 势力范围:早期在关西一带,目前 势力遍及东京都、北海道、大阪、 京都 成员数目:约 4 万人.
Advertisements

第三節 人類的演化. 人類在奔跑、攀岩及游泳等方面的能力雖遠 不如其他動物 兩大演化上的適應特徵使得人類會使用工具: 1. 發達的頭腦 2. 直立的姿勢  創造出今日的文明.
第四冊第九課 劉老老 曹雪芹.
聚刊社力量 建服务平台,与刊社共赢 ——龙源期刊网+刊社合作介绍.
兩性相處 主講人:孫晉芬老師.
寒武纪物种大爆发 刘洋 张飞 冯俊 北京师范大学生命科学院2003级.
第一課 第35封信 獨立宣言 龍應台.
世界侦探推理小说 史 话.
神创造万物及人类.
党的基本知识 ——从党的十八大修改通过的党章讲起.
实行多元化教学,全面提高《电磁学》的教学质量
環境與數字的對話~不願面對的真相~海洋+統計
生命科学发展趋势、优先发展领域与资助思考
大陸高等教育現況之分析 楊景堯 淡江大學中國大陸研究所.
青年干部应具备的基本素质 主讲:裴雨林.
人類從何而來?.
第十一課 紅頭繩兒 王鼎鈞.
第一节 人类的起源和发展.
高二生物 绪论 制作人:李 绒.
國立清華大學 生命科學系 LS 生命科學導論 (Life Science) -第一部分: 細胞,遺傳, 與植物  
共同教育中心 郭鴻基、簡旭伸、康仕仲 葉丙成、謝尚賢、李維晏 老師
第二章 人类传播的历史与发展.
Chinese hot pot - Harvard Project
毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论 贵阳医学院神奇民族医药学院纲要、概论教研室
致勝的關鍵是「善用對手」、而不是「抑制對手」 !
Chapter 2 老人養生保健 學 習 目 標 在學習完本章節後,希望讀者能夠: 1.從老化理論中學習生理學上如何解說老 化 的發生。
第六課 諫逐客書 李 斯.
台南市永康區五王國小 體重過重學童衛教宣導
一轮复习 细胞的增值.
失眠食疗 失眠,多由心情郁怒,精神紧张或病后脏腑功能失调所致。临床表现为入睡困难、夜间多醒、凌晨早醒、夜寐多梦,并因此引起头晕、乏力、健忘、烦躁易怒等症状,临床可分为心火上炎、心脾两虚、心肾不交等证型。
腸病毒防治!! 梧棲區衛生所關心您.
CC-484.
班級:系統三甲 學號:4A 姓名:張譽耀 學號:4A 姓名:梁旅維
Harry Hsiao 蕭欣義 Victoria, British Columbia Canada
13-14学年度生物学科教研室总结计划 2014年2月.
必修1 分子与细胞 第二章 第三节 细 细胞溶胶 内质网 胞 核糖体 质 高尔基体 线粒体 第一课时 浙江省定海第一中学 黄晓芬.
——中国人看美国 北京大学美国研究中心 袁明教授 2014年 2月17日
第十一章 生物进化论的延伸应用.
自我覺察與潛能發展 主講人:鄭石岩.
第三十二章 肾上腺皮质激素类药.
《学校德育概论》 教学PPT 制作者:华南师范大学 郑 航 教授 (版权所有 翻录必究)
青春活力 秦文君【著】.
第八課 始得西山宴遊記 柳宗元.
哈爾濱風情系列(二) 太陽島 雪雕藝術 Photo by Duncan Wang
文 献 信 息 检 索 与 工具书的利 用 2008年9月23日.
思想道德修养与法律基础 第一章 追求远大理想 坚定崇高信念.
A Brief History of Earth 地球簡史
日本文化史 History of Japanese Culture 第十九講:明治前期 (三)
授課教師:國立臺灣大學 法律學系 許宗力 教授
Gimp繪畫與應用 新上國小姚盈仲老師
Linux 的一些事儿 系统管理 宁波市高校慕课联盟课程
哲學概論 單元八:生命有意義嗎? (I) 授課教師:王榮麟
【本著作除另有註明外,採取創用CC「姓名標示-非商業性-相同方式分享」台灣2.5版授權釋出】
心臟的構造與功能 鳳新高中 王美玲.
以下內容只能就若干重要問題畧作簡介, 討論的內容並非巨細無遺,更不能視為法律意見。 如須諮詢有關版權法的法律意見,應向律師請教。
電腦網路與智慧財產權 Internet and intellectual property rights
行政機關應有之智慧財產權常識教育 行政機關應有之 智慧財產權常識教育 姚信安 中正大學財經法律系/所 副教授.
國立清華大學 生命科學系 LS 1101 生命科學導論 (Life Science) -第一部分: 細胞與遺傳-  
第3节 细胞核——系统的控制中心 本节聚集: 1.细胞核有什么功能? 2. 细胞核的形态结构是怎样的?
第二节 核酸与细胞核.
第3节 细胞核—系统的控制中心 去除PPT模板上的--课件下载: 的文字
【本著作除另有註明外,採取創用CC「姓名標示-非商業性-相同方式分享」台灣2.5版授權釋出】
自由軟體(Free Software ) 開放原始碼(Open Source)的軟體 特色 自由軟體鼓勵複製、散布。
【本著作除另有註明外,採取創用CC「姓名標示-非商業性-相同方式分享」台灣2.5版授權釋出】
生物多樣性與生態保育 鄭先祐(Ayo) 國立台南大學 環境與生態學院 院長 環境生態研究所 教授
Syllabus 課名: 軟體設計與開發 Time 資管二B: 星期二 (管328) 2, 3, 4 堂
第四冊第十二課 詞選 虞美人──李煜 水調歌頭──蘇軾 醉花陰──李清照.
多元文化概論.
從宇宙的起源說起 鄭先祐 (Ayo) 國立台南大學 環境與生態學院
2015世界人權日教學簡報 教育部國教署中央人權教育課程與教學諮詢輔導教師/輔導群製作 2015世界人權日 傾聽老人.
Presentation transcript:

【本著作除另有註明外,採取創用CC「姓名標示-非商業性-相同方式分享」台灣2.5版授權釋出】 第 12 單元 生物多樣性 【本著作除另有註明外,採取創用CC「姓名標示-非商業性-相同方式分享」台灣2.5版授權釋出】

想像你是第一個與鴨嘴獸相遇的人 鴨嘴獸(platypus)的腳有蹼,有禽類的嘴型,有毛的軀體,含哺乳腺體,並且產卵。 從這麼多不同特質的組合,你想牠應該歸為哪類動物? 進入繽紛的生物多樣性議題前,先試著想像自己與異獸相遇:若是初次見到鴨嘴獸,你 (妳) 會如何思考? 哺乳動物只有鴨嘴獸和針鼴是卵生的,所有他們還保留了很原始的動物特徵。 鴨嘴獸和針鼴是哺乳類中沒有乳頭且卵生的哺乳動物,其乳腺是分佈在腹部的皮膚裡。 鴨嘴獸和針鼴在分類上屬於哺乳動物綱單孔目。 澳洲在兩億多年前由盤古古陸分裂出時,屬於剛瓦那大陸 (南方大陸) 的一部分,當時較原始的哺乳動物如有袋類或比有袋類更原始的單孔目動物,也因此分布於剛瓦那大陸。其後具有胎盤的哺乳動物在北方的勞拉西亞大陸演化產生,有胎盤的哺乳動物競爭性較強,但是由於原屬於剛瓦那大陸的澳洲並無有胎盤類哺乳動物,故仍保留了許多較原始的有袋類與單孔目哺乳動物。

鴨嘴獸-影片( 6’48”) 鴨嘴獸與針鼴是目前僅存的卵生哺乳類,牠們是生存了一億年的成功澳洲生物 。 Stefan Kraft 這是鴨嘴獸的生態,潛水時眼睛雖看不見,卻能靠喙上敏感的神經叢感受水中小型動物發出的微弱神經電位並捕食之。 Stefan Kraft 鴨嘴獸-影片( 6’48”)

這是針鼴,另一種原始的卵生單孔目哺乳動物。 Fir0002 針鼴-影片( 3’28”)

當進化創造了帶有類似特質的物種,科學家經常遇見如何將某類動物分類的問題。 有袋動物(Marsupials) 中的袋虎(Tasmanian tiger ),就是這型分類問題的經典代表。 另一種原始的有袋類哺乳動物: 這是 1936 年滅絕的袋狼 (英文俗稱塔斯馬尼亞虎, Tasmanian tiger) 牠不同於我們一般所見的狼、狗、等有胎盤類的哺乳動物,而是屬於較原始的有袋類哺乳動物。 袋狼是動物在長時間尺度下平行演化的經典代表,生態棲位與亞洲、北美的狼相似。 Series relates to Australian Information Bureau and successor agencies

有袋類哺乳動物具有育兒袋,胎兒出生的時候發育尚未完全,必須爬到母親的育兒袋內進行胎後發育。袋鼠剛出生只有一粒花生米大,在母體育兒袋內發育完全後才能獨立生活。 有袋類哺乳動物包括無尾熊、袋鼠等都是如此生殖發育的。 較發達的真獸-又稱有胎盤類,胎兒在母體裡直接透過胎盤吸收養分,發育完全後才出生。 維管束植物登陸主要發生於泥盆紀,但是多細胞的後生動物在寒武紀大爆發時就產生了。 Fir0002 袋鼠育兒-影片(3’30”)

生物多樣性 生物多樣性是指地球上所有現存或曾經存在的生物 生物多樣性內涵包括基因多樣、物種多樣、族群多樣和生態系多樣 生物多樣性最常用的數據是物種。從細菌到哺乳動物已鑑定的物種有150多萬種,而尚未鑑定的可能還有1,000多萬種,或許更多。 「生物多樣性」是本世紀最重要的科學議題之ㄧ,指地球上所有存在的生物,其內涵包括遺傳 (基因) 多樣、物種多樣以及生態系多樣等不同層面。

生物多樣性 古細菌 細菌 原生物 真菌 植物 動物 柑橘類 柑橘類 柑橘類 en:User:Justin 這是各種生命形式,包含了古細菌、細菌、原生生物、真菌、植物與動物等各類生命形態。 柑橘類 柑橘類 en:User:Justin

生物多樣性中的共通性 看看這些同屬於蘭科植物的花朵。試想:它們的一致性與歧異性為何?是什麼原因造就了這些複雜的結構與繽紛色彩?

生物多樣性來自於 DNA 序列的變化 每一物種甚至每一個體都有獨特的遺傳結構,即獨特的 DNA 序列遺傳資訊,而所謂的基因就是一段特定 DNA 序列攜帶的遺傳訊息,這些遺傳訊息決定每一物種與不同個体的特性。 Originally uploaded by Madprime Please credit "Madeleine Price Ball" If used in a commercial context.

地質年代示意圖 距今五億多年前的寒武紀時期海洋,數千萬年間產生了幾乎包含所有現生動物「門」,這種現象古生物學家稱之為「寒武紀大爆發」 (Cambrian explosion)。

寒武紀物種大爆發 約五億三千多萬年前發生,短短數百萬年間,絕大多數的多細胞動物「門」 (20-30門)突然出現。 關於寒武紀大爆發 距今五億多年前到約六億年前,地質年代稱之為寒武紀時期。約五億七千萬年至五億三千萬年前 (寒武紀初期的時候),在該時代的化石紀錄中,幾乎所有地球上現生的高階動物類群 (門) 都在這段時間內產生了。現生動物至少有 36 個門,諸如節肢動物門 (昆蟲、甲殼類等)、軟體動物門 (貝類等)、脊索動物門等,這些門在寒武紀大爆發時都產生了。然而寒武紀之前的化石紀錄中,並沒有找到這些多細胞動物的任何化石證據;所以古生物學家將寒武紀時期的動物短期內出現現象,稱之為寒武紀大爆發。 事實上寒武紀之前並非沒有動物,有些科學家與科學文獻認為,當時的動物為單細胞或體型很小不容易留下化石紀錄。

寒武紀為甚麼會突然產生如此多樣的生物? 根據科學家推測 : 可能是寒武紀當時動物產生了遺傳革命。(Hox gene的產生及參與動物體制調控等) 演化上的軍備競賽:異營性的動物互相捕食,因此掠食者與被捕食者間開始快速演化。 過去寒武紀大爆發總帶有謎樣的色彩,原因是當時的科學家沒有辦法解釋寒武紀大爆發的化石證據如何產生,以及這些生物的突然出現無法以達爾文所預測的生物演化速率「緩慢而連續改變」解釋之。 1909年時最初發現的寒武紀大爆發化石證據:加拿大英屬哥倫比亞省伯吉斯頁岩區的化石,當時的開採技術常以炸藥輔助,所以很多化石開採出來是無法辨識或被誤判的,實際上寒武紀大爆發的物種並沒有剛發現伯吉斯頁岩化石時,估計得這麼多。雖然寒武紀大爆發之前的地質年代,科學家找不到多細胞動物化石記錄;後來的研究發現寒武紀大爆發之前的動物可能很小或是以軟組織、單細胞形式存在,故無法留下明顯的化石記錄。 六億年前到底發生什麼事?幾百至幾千萬年間瞬間產生這麼多高階的物群,可能的解釋如下: 環境適合這些動物快速演化,而當時海洋中又都是異營性動物的關係,互相捕食導致發生演化上的軍備競賽,促進演化速度。寒武紀時主控動物體制的一個很重要的基因 (hox gene) 產生在動物的祖先類群中,當時動物的祖先獲得了增加動物體制複雜化的遺傳調控能力 (hox gene),提供演化與形態上的遺傳基礎。

寒武紀與生命的藍圖- (影片2’29”) DanielCD Matt Martyniuk (Dinoguy2) DanielCD 這是模擬寒武紀時的海洋生態,這些生物都是幾百萬年內產生的複雜體制動物。在寒武紀之前 30 億年間的地質紀錄,沒有找到這些動物的化石證據,讓當時的科學家們感到非常困惑,因此在 100 年前這個發現被稱為寒武紀大爆發。 寒武紀與生命的藍圖- (影片2’29”)

同源基因群組(Homeotic Gene Clusters) 比較 老鼠 果蠅 果蠅胚胎 老鼠胚胎 果蠅染色體 Hox 不是單一的基因,而是多個同源基因的群組,它是決定後生動物的體制(body form)非常重要的關鍵基因,負責掌控動物體軸及型態的發育,若此基因一旦發生突變,就會改變動物的外型,且此基因群排列的順序可以對應到動物前後體軸的表達樣式。 此張圖為hox基因群組,此圖為無脊椎動物果蠅的蛹(節肢動物)以及脊椎動物老鼠胚胎(哺乳類)的Hox基因群組比較圖。 果蠅只有一條,而老鼠有四條,在Hox基因群中的每個不同顏色區域可以對應到動物身上,代表其控制不同的體節發育。基因是在DNA序列上面的一段鹼基配對,它帶有遺傳訊息,可以轉錄成RNA,再轉譯成蛋白質。 不同顏色決定不同身體位置的發育,例如黃色區域在胚胎和成體的發育位置是相對應的,而這個區域是決定左右對稱體制,所以從無脊椎動物(一條)到脊椎動物 (四條群組),其hox基因越來越多變,而動物體制也相對越來越複雜。 為甚麼所有動物都有Hox基因群? 新基因的產生,多是透過基因片段重複複製 (gene duplication)而來的,所以新基因的誕生可能經由基因重複造成一個基因複製成兩個並排列在一起,抑或是基因發生突變。例如較原始的Hox基因原先只有一個,當染色體進行複製時,可能會產生基因重複,就會產生兩個相似的Hox基因群,以此類推,隨著時間慢慢演化,Hox基因從一個複製成兩個,兩個再變成四個,慢慢地在同一條染色體上就有一組相似的同源基因群,由於每一個Hox基因也有可能隨著時間產生突變,進而形成分別掌管不同體軸發育的Hox基因群,也就逐漸產生了型態上不一樣的動物類群。 由此張投影片我們可以看見在較低等的無脊椎動物--果蠅只有一條Hox基因群組,但在較高等的脊椎動物老鼠可以看到到有四條Hox基因群組 (Hox 1, 2, 3, 4),所以Hox 基因不但可以藉由基因重複或是突變使其在同一條染色體上增加相似的基因個數,而且Hox基因群的條數也可以透過染色體進行複製時由於不正確的染色體分裂導致條數的增加,使得Hox基因群更為複雜化。大白鯊跟我們人類一樣具有四組Hox基因群,但由於其中Hox基因群的差異性或是排列順序不同,便能使我們成為完全不同的生物。 Hox 1 Hox 2 老鼠染色體 Hox 3 Hox 4 國立臺灣大學 羅竹芳

左起5個為ANT-C;右起3個為BX-C。顏色及其對應位置表示基因影響身體之位置。 黑腹果蠅之8個Hox基因。 左起5個為ANT-C;右起3個為BX-C。顏色及其對應位置表示基因影響身體之位置。 Hox gene不是單一的基因,而是一個具備上游調控功能的基因群組,可調控後生動物的體制 (body form) 與結構。 此為幾種模式生物的 hox 基因群組,屬於無脊椎動物的果蠅 (節肢動物) 只有一組hox 基因群組,脊椎動物中的老鼠 (哺乳類),有四組hox 基因群組。基因群組上不同顏色標示的位置就是此基因群組在動物體調控的區段。

同源基因的突變(Mutation in Homeotic Genes) 根據科學家以果蠅進行Hox基因的研究,結果發現一旦Hox基因產生突變或是其中一個Hox基因排列位置不同,果蠅的體制就會改變。正常發育的果蠅具有一個胸節,一對平衡桿以及一對翅膀,但Hox基因產生突變後,下圖的果蠅就產生兩個胸節,兩對翅膀,而平衡桿消失不見,可見Hox基因對動物體軸發育及型態的影響非常大,小小的改變就產生極大的變化,因為Hox基因群是主要調控的基因。

寒武紀大爆發 生物多樣性之因遺傳因子: hox gene 的演化- (影片8’30”) 圖下方為黑腹果蠅的8個Hox基因。左邊的5個屬於ANT-C;右邊的3個屬於BX-C。基因與果蠅身體的顏色,表示基因所影響的身體部位。 這張圖亦是果蠅Hox基因排列的圖片,如圖所示其具有8個Hox基因,基因與身體的顏色相同即代表此基因影響的體節部位。雖然在演化時間軸上人類與果蠅早就分開已久,但果蠅hox gene的排列及功能依舊與人類相似。Hox基因群是全能的主控基因,他們和一般基因一樣也會產生蛋白質,由於Hox基因的蛋白質可以跟DNA結合,進而可以調控其他基因的開關,造成不一樣的基因表現圖譜。 20多年前路易斯提出的理論 : 早期非常原始的動物祖先只有一個同源基因,同源基因的複製可能起始於寒武紀初期,寒武紀初期主要的動物門開始演化,Hox基因重複的過程發生數次之後,染色體上面開始有一組同源基因,也使得動物群之間可以發展出不同的型態。 八目鰻具有兩組同源基因群,接著是更多的染色體複製現象,因此魚有四組同源基因群,科學家們進一步推測人類演化的時候可能發生更多次的同源基因複製,但驚人的是我們找不到更多的複製結果,因為人跟魚一樣只有四組同源基因群,在大多數脊椎動物的演化上,同源基因群呈現靜止狀態,我們的基因目錄跟魚是一樣的。這是一個很大的謎,為甚麼我們跟鯊魚的同源基因目錄一樣,可是我們跟鯊魚差這麼多,因此還有哪些機制可以控制基因的行為,造成多種持續地的改變和差異是我們要繼續研究探索的目標。 寒武紀大爆發 生物多樣性之因遺傳因子: hox gene 的演化- (影片8’30”)

八目鰻 Drow_male 這是原始的無頜魚類八目鰻,牠具有兩組同源基因。八目鰻以寄生其他大型魚類為生,是最原始的現生脊椎動物 (另一類更原始的無頜魚盲鰻不具脊椎骨,不屬於脊椎動物)。

回看地球的生命史(一) 原古代 (Proterozoic Era) 古生代 (Paleozoic Era) 第一個生命起始:35億年前 01月01日( 01/01) 藻類:25億至5.7億年前 04/14--11/02 古生代 (Paleozoic Era) 藻類繁盛:5.7億至5億年前 11/02--11/09 植物登陸群聚:5億至4.3億年前 11/09--11/16 節肢動物登陸群聚:4.3億至4億年前 11/16--11/19 昆虫出現:4億至3.45億年前 11/19--11/25 爬虫類輻射演化:3.45億至2.8億年前 11/25--12/02 海生無脊椎動物大量滅絕:2.8億至2.3億年前 12/02--12/07 若將地球的生命史壓縮為一年,可將一月一日比擬為 35 億年前,最早的原核生物產生的時間。我們可以看到多數體制複雜的生物—無論動植物,豋場的時間其實都相當晚,產生複雜動物群的寒武紀大爆發約在五億多年前發生,其後各種動植物陸續產生,並且由海洋環境登陸演化。

回看地球的生命史(二) 中生代 (Mesozoic Era) 新生代 (Cenzoic Era) 恐龍與哺乳類出現:2.3億至1.8億年前 12/07--12/12 恐龍成為優勢稱霸地球:1.8億至1.35億年前 12/12--12/17 恐龍和大部分生物大量滅絕:1.35億至6,500萬年前 12/17--12/24 新生代 (Cenzoic Era) 哺乳類大量出現並輻射演化:6,500萬至200萬年前 12/24--12/31 大家熟知的恐龍類群,在中生代產生高多樣性的演化,因此中生代又稱為「恐龍的時代」。6 千五百萬年前中生代晚期的白惡紀生物大滅絕,是距今最近一次生物大滅絕事件,造成包括恐龍在內的許多生物滅絕,其後的新生代哺乳類動物登場,並經由輻射演化產生極高多樣性,新生代又稱為「哺乳動物時代」。

地球上曾經發生過的滅絕事件 滅絕(Extinction) :其意義為某種生物永遠地從地球上消失。 過去曾經有發生過五次的大滅絕。 寒武紀(Cambrian)末 500mya (隕石和火山活動? ) 奧陶紀(Ordovician)末425mya (超新星爆炸釋放伽馬射線-使氮形成二氧化氮-破壞臭氧層-大量紫外線、降温) 泥盆紀(Devonian)末345mya (隕石和火山活動? ) 二疊紀(Permian)末 225mya (海中大量甲烷爆炸?) 白堊紀(Cretaceous)末65mya (隕石和火山活動? ) 滅絕原因:海中大量甲烷爆炸、海洋的毒化、火山作用、隕石撞擊? 2005年3日10日的Nature 雜誌一篇科學報導:地球上發生滅絕】的規律性(6500年為一週期) 地球上新的生命會經由種化產生,已有的生命也會滅絕。 所有生命形式 (物種) 在地球生命史的平均存在時間為450萬年。以長時間演化尺度視之,符合平均滅絕速率的滅絕事件,稱之為「背景滅絕」(background extinction);若滅絕速率遠高於背景滅絕,則屬重大生物滅絕事件,稱之為「大滅絕」(mass extinction),地球生命史上,曾發生五次大滅絕。 6千五百萬年前,中生代晚期的白惡紀生物大滅絕事件,是距今最近一次大滅絕,造成當時地球主要陸域動物群--恐龍滅絕,其後的新生代哺乳動物登場並產生輻射演化,因此新生代也被稱為「哺乳動物的時代」。 美國博物學家 E. O. Wilson 將近百年間的生物快速滅絕狀況稱為「第六次大滅絕」,第六次大滅絕主要因人類擴張活動而造成。

面對物種大滅絕 我們正面臨著第六次物種大滅絕,這一次的生物大滅絕是人為造成或是生命史的週期性律動?第六次物種大滅絕的物種消失速度,正以比自然滅絕高萬倍的速度疾奔。 任何生物,在生物圈中都具其特有的貢獻與地位,它們不應該從地球生態系消失,我們必須以非常嚴肅的態度來面對生物多樣性喪失所衍生的問題。

行為上的複雜化 演化與生物多樣性: 杜鵑鳥與宿主的共演化為例 杜鵑鳥與其寄主鳥之間攻防能力的演化! 接下來介紹複雜且特殊的動物行為演化:寄生性杜鵑鳥與宿主的共演化的例子。

猜想:初生杜鵑已經演化出甚麼能力? 國立臺灣大學 羅竹芳 杜鵑是行「托卵寄生」的鳥類,雌杜鵑不築巢,直接將卵產在宿主的巢內。初生杜鵑會將宿主巢內的其他卵全推出巢外,使宿主傾力餵育寄生的小杜鵑。 國立臺灣大學 羅竹芳

請問:為甚麼葦鶯會餵食這麼大的小鳥? 杜鵑與葦鶯之間的爭戰- (影片2’15) Per H. Olsen 受杜鵑寄生的葦鶯,在小杜鵑成長至體型比葦鶯養父母還大時仍未察覺,會持續餵養小杜鵑,小杜鵑張大乞食的鮮紅色口部與乞食動作會激發葦鶯養父母的餵食下一代本能。 Per H. Olsen 杜鵑與葦鶯之間的爭戰- (影片2’15)

看起來不起眼的重大演化 -杜鵑寄主鳥巢的演變-(影片4’19) 在某些地區,受杜鵑寄生的鳥類與杜鵑之間會產生互相對抗的軍備競賽式演化,譬如某些鳥類築的巢會有特殊結構上的改變,阻礙杜鵑寄生產卵於其巢內。 動物行為中,廣為人所知曉的「杜鵑鳥的社會性寄生」-將卵產於其他鳥巢中讓宿主代為孵化,雛杜鵑鳥能在剛孵化還處於眼盲毛裸的狀況下,本能地立即將能觸碰到的寄主的卵踢出巢外,這種特殊的行為一直是科學家感興趣的議題。然而,在非洲,無數的寄生者與宿主間的軍備競賽 (arms race) 還是正在持續發展,以下以BBC 2003出版之野鳥世界影片第九集中父母難為中織巢鳥與杜鵑鳥的傳神例子來輔助說明「行為如何經由演化產生與改變」-事實上,織巢鳥預防巢穴被杜鵑鳥入侵與杜鵑鳥想辦法侵占織巢鳥巢穴的防、攻戰不曾停止過,杜鵑將蛋偷偷地產在織巢鳥的巢裡讓織巢鳥代為孵化、哺育,而織巢鳥也能感覺到這種入侵危機,於是數個世代以來織巢鳥不斷嘗試把球狀巢穴的入口通道加長,以阻斷杜鵑入侵。可是,總會有某些杜鵑突破這道防線,還是能鑽進加長的巢穴。此時織巢鳥又換個手法,開始修正巢穴的結構,將入口處不只更加長還更窄化,以便使體型較大的杜鵑無法入侵。更有趣的是,某些地區的織巢鳥體型與杜鵑相似,因此織巢鳥無法利用狹窄化巢穴入口的方式防禦,但是牠們卻有能力生產出不同花色的鳥蛋,這些蛋的顏色有白、藍、斑紋等等各種獨特的顏色,並且織巢鳥具有辨識花色的能力。由於杜鵑一次只能產下一種蛋色,而牠又沒有辦法預測被入侵織巢鳥的巢裡蛋色,所以杜鵑鳥寄生的策略,常常被能識別蛋色的織巢鳥識破,最終杜鵑鳥蛋慘遭毀壞。雖然此時這種杜鵑鳥如此入侵失敗,但是這種寄生者與宿主之間的戰爭卻將會永遠不斷地發生,而從牠們這些物種中不同的局部族群間的差異性,讓我們得以窺睨演化是如何驅動著動物行為的變遷! 黃嘴美洲鵑 Mdf 看起來不起眼的重大演化 -杜鵑寄主鳥巢的演變-(影片4’19)

演化生物學 遺傳學 行為生態學 女繼母志? 母性遺傳 加拿大科學團隊從粒線體 DNA 得到證實,不同品系的雌杜鵑對寄主的『專一性』遺傳自母親。 行為生態學 國立臺灣大學 羅竹芳 目前某些科學研究已證實,杜鵑的寄生行為與寄主選擇主要由母系遺傳控制。 西元2,000年,加拿大 McMaster University 的 Gibbs 教授與其研究團隊,發表了一篇有意義的文獻,他們以產於英國、日本兩種不同品系的杜鵑鳥為研究對象,運用 DNA 指紋辨識 (DNA fingerprinting) 技術分析其體細胞基因,結果發現:「不同品系的體細胞基因差異顯著;但是同一品系的杜鵑鳥粒線體 DNA 卻有極高的相似性」,這種遺傳特性,使得不同品系可以快速且精確地分歧。因為粒線體 DNA 是完全源自母方而無父系遺傳,Gibbs 團隊大膽地推測:「不同品系杜鵑鳥的行為差異是來自母系遺傳」。果然,之後的實驗成功驗證了不同品系的雌杜鵑鳥,對寄主的專一性與特殊寄生行為,其遺傳基礎完全得自母系。本研究成果令科學界振奮的原因,其要點在於這是一次科學研究者採用分子遺傳學方法對動物行為提出驗證,同時,它也是一次科學界將演化生物學、分子遺傳學與行為生態學成功結合的典範。 Richard Dawkins Lisle Gibbs MesserWoland and Szczepan1990 國立台灣大學 羅竹芳 修正

靈長類的演化 靈長類最大的特徵:眼睛長在面孔的前面所以看東西有立體感。 最早的靈長類是小型樹棲性的哺乳類。牠可能是從食蟲類演化來的。 現代靈長類分為:原猴類(眼鏡猴、狐猴)和類猿人類(包括猴子、猩猩、猿及人類)。 靈長類的演化: 最早期的靈長類應是小型樹棲性的哺乳類,可能是從食蟲類演化而來。靈長類具有立體視覺,因眼睛長在面部前端。現生靈長類分為原猴類 (眼鏡猴、狐猴) 和類人猿類 (包括猴子、猩猩、猿及人類)。

靈長類親緣譜系 似人類總科Hominoids 猴 Monkeys 類人猿亞目Anthropoids 猿猴亞目Prosimians Photo taken by Arend de Haas, African Conservation Foundation Malene Thyssen Idobi Raymond – Raimond Spekking Kabir Bakie Kok Leng Yeo sannse 國立臺灣大學 羅竹芳 人 Hominids 黑猩猩 Chimpanzees 大猩猩 Gorillas 紅毛猩猩 Orangutans 長臂猿 Gibbons 舊世紀猴 Old world monkeys 新世紀猴 New world monkeys 眼鏡猴 Tarsiers 原狐猴 Lemurs and lorises 百萬年以前 Millions of years ago 包含了原猴類與類人猿類的靈長類親緣譜系。 靈長類祖先 30

與人類的親緣關係最接近的猿類 大猩猩 長臂猿 紅毛猩猩 黑猩猩 倭黑猩猩 Kabir Bakie Malene Thyssen Photo taken by Arend de Haas, African Conservation Foundation Kabir Bakie 類人猿類的靈長類動物中,大猩猩、黑猩猩、倭黑猩猩 (又稱侏儒黑猩猩或巴諾布猿)、紅毛猩猩與長臂猿等猿類與人類的親緣關係最接近。 Malene Thyssen 紅毛猩猩 Matthew Hoelscher Kabir Bakie 黑猩猩 倭黑猩猩

原猴:眼鏡猴- (影片2’40”) 印尼:眼鏡猴 有兩個特徵證明他們曾是晝行性動物- 眼睛和社交活動 眼睛長在面孔的前面,所以 有立體感。 四肢發育可以緊抓樹枝。 乳房在胸前:適合抱幼兒、哺乳。 屬於原猴類的眼鏡猴。眼鏡猴曾是晝行性動物,具有相對其體型極大的眼睛並有複雜的社交行為。 Kok Leng Yeo 原猴:眼鏡猴- (影片2’40”)

人以外的靈長類 原猴:狐猴 目前有30幾種 靠氣味認識環境 環尾狐猴 sannse 屬於原猴類的狐猴。現生狐猴皆產於東非的馬達加斯加島,約有 30 餘種。 環尾狐猴 sannse

這是稀有的原猴類狐猴--指猴。指猴特化的手指具有類似探針的功能,幫助牠尋找並捕食枯樹幹中的昆蟲幼蟲。 指猴:最特殊的狐猴- (影片1’21”)

新世紀猴、舊世紀猴、猿類、 與人類,共同歸類為類人猿類。 類人猿類靈長類動物包括新世界猴、舊世界猴、猿類與人類。

新世紀猴與舊世紀猴 新世紀猴: 距今約4千萬年前,主要分布在北美、南美洲澳區,包括捲尾猴、狐尾猴、蜘蛛猴、猴狨等特徵為鼻孔擴且側面分開。 舊世紀猴: 主要分布在歐洲、亞洲、非洲等,包括獼猴、狒狒、鬚猴等,特徵為兩鼻孔靠近-狹鼻孔,為狹鼻猴類。 Raymond - Raimond Spekking 猴類靈長動物包括新世界猴與舊世界猴兩大類。新世界猴分布於美洲,包括捲尾猴、狐尾猴、蜘蛛猴、狨等,因鼻孔分開鼻樑塌陷又稱塌鼻猴;舊世界猴分布於歐洲、亞洲、非洲,包括獼猴、狒狒與鬚猴等,兩鼻孔靠近又稱狹鼻猴。 Idobi

猿類 現生的幾種猿類:大猩猩、黑猩猩、紅毛猩猩與長臂猿 、倭黑猩猩。

長臂猿 長臂猿主要分布於亞洲的東南亞區。

東南亞森林裡的紅毛猩猩 紅毛猩猩也是分布於東南亞地區的森林中。不同於其他猿類的群居生活,成年紅毛猩猩是獨居生活的動物。 Nehrams2020

非洲的大猩猩(Gorilla) 大猩猩僅分布於非洲,包括低地大猩猩 (主要棲息於西非區的低海拔雨林) 與高地大猩猩 (棲息於中非地區的高地雨林) 兩種。

山地大猩猩-銀背大猩猩-(影片2’54) Raul654 成年的大猩猩背部毛色會轉白,因此又稱為銀背大猩猩。山地大猩猩的主要棲息地因戰亂與盜獵等因素干擾,其族群存在已岌岌可危。 Raul654 山地大猩猩-銀背大猩猩-(影片2’54)

黑猩猩 黑猩猩是親緣關係與人類最接近的靈長類動物,群居性的黑猩猩有複雜的社會行為。 Unknown Researcher

南猿的足跡印痕 人的祖先走過後留下 的痕跡 : 3.7million years in Arica Genus:Australopithecus (南方猿人) 從370 萬年前原始的人類祖先—南猿 (Australopithecus) 的足跡印痕化石中可判斷南猿已是使用兩足步行的動物。

人的腳印和黑猩猩腳指型式的區別 六千年的人類腳印:保存在尼加拉瓜馬那瓜湖附近的泥火山 Dr d12 如何判斷兩足與四足行走的靈長類足印?兩足行走的人類,拇指向前可協助兩足運動之平衡;四足行走的猩猩等其他靈長類拇指向側,以於爬樹或握持物體時提供對握之功能。 Dr d12 六千年的人類腳印:保存在尼加拉瓜馬那瓜湖附近的泥火山

從腳踝、膝蓋、骨盆、脊椎、脖子等一系列,人科都需要改變。 人類演化出兩足行走的步行運動模式,與其他四足運動的靈長類相比,在骨骼結構上亦歷經複雜的改變。

南方古猿阿法種 ( Australopithecus afarensis) 318萬年前的阿法南方古猿 Lucy小姐(阿法南猿)骨骼重組模型。 將南方女猿人之人科動物的骨頭附上肌肉、上皮、毛髮後的樣貌。 發掘於衣索比亞的阿法南猿化石標本中,最有名的雌性南猿化石“Lucy”。除了上述的圖像外,繼 Lucy 出土之後,陸續發現了比 Lucy 個體大,骨架基本一致的男、女猿人化石,科學界對南猿的了解也更為深入。 120 Andrew

兩個人屬生物:直立人和巧人 直立人 巧人 Luna04 120 Steveoc 86 兩種早期曾出現的人屬古人類:直立人與巧人。直立人是現代人的祖先,有製作工具的能力;巧人生存年代較直立人古老,身形矮小,可能居住於森林中。 Photographed by User:Lillyundfreya 120 直立人 巧人 Steveoc 86

巧人:住在森林、採食果子。 居住於森林環境的巧人,是人屬動物中最原始的一類。 Photographed byUser:Lillyundfreya

直立人 Homo erectus 北京人 (Peking man ,距今 60萬年前,腦容量約1075cc , 1929年開始發現)。 爪哇人 (Java man,稍早於北京人, 腦容量約900cc,1891年發現) 。 亞洲地區發現的北京人與爪哇人,都屬於直立人,直立人能製作精巧的工具,腦容量也較巧人大。 爪哇人的石器 北京人頭骨

人屬的定義:腦容量超過650cc 人猿:450cc 人屬: 直立人:1,200cc 現代人:1,350cc Christopher Walsh, Harvard Medical School

思考五分鐘-如何面對瀕臨絕種動物 疣猴 Duncan Wright 靈長類是與我們人類親緣關係最近的動物,然而,許多靈長類也因人類破壞棲地或盜獵等原因而瀕臨滅絕,包括這種產於非洲的食葉性黑白疣猴。試著思考:面對這些我們的近親,你我能為牠們做些什麼? 疣猴 Duncan Wright

生物多樣性與人類未來 地球生態系裡所有生命都息息相關相互依存,人類不能自外於生物圈。 生物多樣性不僅對人類具有經濟利用價值,更是維繫生態系永續運作的基礎。 了解、 珍惜並戮力於生物多樣性保護,才能符合人類永續發展與地球生態環境的最大福祉。

參考書目 Neil A. Campbell, Jane B. Reece, Lawrence G. Mitchell, Martha R. Taylor (2003). Biology Concepts & Connections. Fourth edition. Chapter 37. San Francisco: Benjamin Cummings. Peter H. Raven, George B. Johnson. 2002. Biology. Sixth edition. Chapters 16、17、23、26、27. New York: McGraw-Hill Companies, Inc. 發現鴨嘴獸(Platypus : the extraordinary story of how a curious creature baffled the world),貓頭鷹出版社

參考網站 Gibbon,Siamang, Orangutan, Gorilla, Chimpanzee, Bonobo 網站: http://williamcalvin.com/portraits/apes.htm

參考影片 野鳥世界影片第八集,生養大事。BBC 2003出版。 野鳥世界影片第九集,父母難為。BBC 2003出版。 人類的近親-最早的靈長類。DISCOVERY。 生命的藍圖。NATIONAL。

版權頁6-1 56

版權頁6-2 57

版權頁6-3 58

版權頁6-4 59

版權頁6-5 60

版權頁6-6 61

本 ppt 內『引用圖片』之資料來源 GNU Free Documentation License, Version 1.2 or any later version published by the Free Software Foundation 請註明本著作採用GNU Free Documentation License, Version 1.2 or any later version published by the Free Software Foundation. 遵循其規定。並標明作者、網址。 WIKI -This image has been (or is hereby) released into the public domain by its author. 請註明本著作採用WIKI public domain 相關條款。 創用CC-Creative Commons 請註明本著作採用之創用CC授權條款, 62

版權頁面說明 圖片若出自相關的『自由分享媒體資料庫』,該圖片資料將標明使用規則標記、圖片網址出處、作品創作年、作者名。 圖片若非出自相關的『自由分享媒體資料庫』,而該圖片又不屬於本PPT創作者,本PPT創作者雖已獲同意並經授權使用,然並無再授權之權利,凡此類圖片皆附有特別標記,使用者如需引用請遵循下列原則: 請按版權頁說明上的授權規則,聯絡圖片所有權人。 若有該圖片出處網址,則詳情請參考該網址版權頁中之引用原則。 除另有標示,本PPT內容之相關圖片皆採用創用CC「姓名標示-非商業性-相同方式分享」台灣2.5版 63