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「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（地區特有種（ endemic rarities)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多樣性是隨著氣候的溫暖潮濕程度而增加的假說而增加的假說

• 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

演化樹演化樹 (evolutionary tree)(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