04 物種演化
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04.物種演化 : 從海洋演化到陸地、從骨骼看演化、同源器官 、彈塗魚 登陸演化的中間型 、達爾文 的 進化論、迴游性魚類 、台灣國寶 櫻花鉤吻鮭、地殼變動影響演化 、生物種的概念、孤雌生殖 、演化理論的發展、陸生動物 再演化成 水生動物(鯨豚)、五次大滅絕
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- 31. ⚫ 無性生殖的生物，如細菌；行孤雌生殖的生物，如壁虎不適用生物種的概 念。 ⚫ 不適用生物種來分類的生物，仍需藉由形態、遺傳等其他方法來區分。 凡事皆有通則 也 必有例外 Every rule has its exception 生物種 生殖 的 例外!!! 單性生殖 又稱為 孤雌生殖，是動物或植物的卵子，不經過受精過程， 而單獨發育成後代的生殖方式，區別於無性生殖。
- 32. 單性生殖一般發生在多種植物和無脊椎動物中，但也有一些脊椎動物如某些 爬行動物（如 : 鉤盲蛇、紅尾蚺、科摩多巨蜥、哀鱗趾虎、新墨西哥鞭尾 蜥），在一些特殊的鳥類 和 鯊魚品種（如 : 窄頭雙髻鯊、條紋斑竹鯊、黑邊 鰭真鯊）中也會出現 。 另外如 : 水蚤、蜜蜂、蒲公英 和一些禾類中，這些現象為「天然單性生殖」， 人為的刺激未受精卵發育，成為「人工單性生殖」，曾經實驗過將蠶、青蛙、 番茄等成功地進行單性生殖，可以完整地保留母體性狀。 單性生殖的後代如果全為雄性，稱為「產雄單性生殖」，例如蜜蜂產育雄蜂， 就是一種產雄單性生殖；如果後代全為雌性，稱為「產雌單性生殖」，例如 夏季的蚜蟲繁殖，新墨西哥鞭尾蜥的繁殖等。 孤雌生殖 https://zh.wikipedia.org/wiki/单性生殖
- 34. 這情節不禁讓人想到電影「侏羅紀公園 I (Jurassic Park, 1993)」片中的一句 話--- 「…life, uh... finds a way. 」，的確，不論是電影情節或是在現實的科 摩多巨蜥身上，生命似乎都真的找到了一條出路，但若細究電影裡對雌恐龍 產卵所提出的解釋，與現實中科摩多巨蜥孤雌生殖的情況相較，二者仍有相 當明顯的不同，況且對於已經滅絕的恐龍，就算牠們真能進行孤雌生殖，我 們也很難去證明。 http://www.week.mcu.edu.tw/articledetail.php?id=6554 Life finds a Way 生命會找到出路 ~ Jurassic Park (1993) 科學家們原本以為，只要控制恐龍的性別皆為雌性，如此就 可以控制恐龍的數量，但….. ~ Jurassic Park (1993) 孤雌生殖 | 科摩多巨蜥
- 36. 親緣關係的重建 ⚫ 生物間的親緣關係常隨著新的證據、 不同的研究方法或觀點而不斷修正 或重建。 ⚫ 科學家從解剖、比對鳥類與鱷魚等 爬蟲類的過程中，發現兩者有許多 相當類似的構造。 ⚫ 隨著日益增多的化石出土，以及更 多的解剖學、胚胎學、DNA 與蛋白 質序列等證據的提出，生物學家開 始重建鳥類與爬蟲類的親緣關係。 http://pureaffectionsu.pixnet.net/album/photo/67554830
- 44. 演化 (evolution)：原意為「變化」 ⚫ 生物可能由相同的物種演變出不同的物種；不同的物種也 可能在外形上漸漸趨於相似。 ⚫ 什麼樣的機制造成這些改變？改變的意義為何？ 生物演化：生物族群一代一代在遺傳性狀上的改變。
- 47. 布豐根據化石證據認為 : ⚫ 生物起源於多處。 ⚫ 物種形態會隨時間改變。 布豐（1707～1788） 法國博物學家，是最早對「神創論」提出質疑的科學家之一。他在 從事比較解剖學研究中發現，許多動物具有不完善的沒有用處的退化的器官，如果物種是 萬能的上帝創造的，那麼這些不完善的器官怎麼會存在呢？ http://www.twwiki.com/wiki/布豐 他是現代進化論的先驅者之一，他不相信地球像《創世記》 所講的那樣只有6000年歷史，他估計地球的歷史至少是7萬 年；在未發表的著作中，他估計地球的年齡是50萬年。他研 究過許多植物和動物，也觀察了一些化石，注意到不同地史 時期的生物有所不同。他接受了牛頓關於作用於地球上的力 學規律也適用於其他星球的論點。認為大自然應包括生物在 內；自然界是一個整體，各部分相互聯繫、相互制約。 演化理論的發展 | 布豐
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- 52. 尾鰭左右搖擺 尾鰭上下搖擺 陸上演化回海洋的特徵 : 哺乳動物、肺呼吸 鯨豚保留了陸地生物的生理特徵
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- 54. 居維葉 觀察不同的沉積岩層中，化石種類有 突然改變的現象 : ⚫ 多次大災難使物種滅絕，後來出現 的物種是由其他地區遷移而來。 ⚫ 種類改變並非因為生物逐漸改變。 https://zh.wikipedia.org/zh-tw/喬治·居維葉 喬治·居維葉 （ 1769年8月23日－1832年5月13日）是一位法國 博物學家與動物學家 。 居維葉對許多現存動物與化石進行比較，建立了比較解剖學與古生物學 。 他建立了滅絕的 概念，首先將化石標本定義為與現生物種具有相等分類學地位的「已滅絕物種」。 並提出 了災變論 ，解釋地貌形成原因。 同時也反對早期的演化思想 ，因為物種在地層中都是以 突發性方式出現的，沒有任何痕跡顯示進化的過程。 1832年因為霍亂而逝世於巴黎 。 演化理論的發展 | 居維葉
- 55. 物種滅絕史 時間 原因 後果 奧陶紀-志留紀之交大滅絕 4.39億年前 全球氣候變化 約有100個科的生物滅絕 泥盆紀晚期大滅絕 3.67億年前 氣候變冷、淺水中含氧 量下降 70%物種消失海洋無脊椎動 物損失慘重 二疊紀-三疊紀之交大滅絕 2.5億年前 氣候變化或天體撞擊 物種數減少90%以上 三疊紀-侏羅紀之交大滅絕 2.08億年前 起因不詳 滅絕程度相對較小，恐龍崛起 白堊紀-第三紀之交大滅絕 6500萬年前 小行星或彗星墜落地球 恐龍時代在此終結 http://www.baike.com/wiki/第六次物种大灭绝 大滅絕指的是單一物種完全的消失，也就是絕種。從地質年代的記 錄，我們了解地球曾經發生過五次大滅絕，我們稱之為「big five」 地球發生過五次大滅絕
- 59. 環境壓力 個體需要 生物體 構造 或 功能 的變化 導致物 種慢慢 地改變 用進廢退說的謬誤 !!! 遺傳 給後代 演化結果是生物對環境的「適應」。 古代長頸鹿 要吃到樹上 的葉子 伸長頸部 頸部愈來愈長 遺傳給下一代 拉馬克以長頸鹿的例子說明用進廢退說。但以現今遺傳學的觀點來 看，這個說法並不完全正確。 行為 與 生理 的改 變不會影響到生殖 細胞DNA，後代不 會經由遺傳過程獲 得這個表徵。
- 60. 錯誤的用進廢退說 | 長頸族的長脖子不會遺傳 長頸族居住在泰國北部的湄宏順，長頸族的習俗是女子都在脖子上戴上銅圈。 長頸族的女孩第一次戴上銅項圈是在她們5歲左右。 等適應後，便要換成更緊 的銅圈。 並且要多加幾圈。 這些銅圈的重量壓迫鎖骨使脖子伸長。對於這個 習俗的產生有許多說法，有些人認為這樣打扮是為了使女人更像克耶邦民間 傳說中的長頸龍，也有說是丈夫為了避免妻子被其他部落搶走。 還有說是保 護自己脖子不被野獸咬傷。 https://zh.wikipedia.org/zh-tw/长颈族
- 61. 德國 學者 魏斯曼 利用老鼠為實驗材料， 將老鼠尾巴切除後再進行交配，實驗進行 20 代之後，發現子代的尾巴並未消失或變 短。他認為性狀是藉由生殖細胞遺傳而非 體細胞，體細胞任何表徵的改變並不會影 響到生殖細胞的遺傳。 魏斯曼的實驗 弗里德里希·利奧波德·奧古斯特·魏斯曼 （1834 年1月17日- 1914年11月5日）， 德國的演化生 物學家。 恩斯特·邁爾將他列為19世紀第二個最 顯著重要的演化理論家，僅次於達爾文 。 魏斯 曼曾任弗賴堡動物學研究所主任和第一動物學教 授。 他的主要貢獻是提出種質學說 。
- 63. 演化論 與 天擇說 達爾文 ~ 小獵犬號之旅 查爾斯·達爾文 達爾文的爸爸及祖父都是醫生，因此達爾文原本 計劃將來繼承父業，後因興趣不合，改唸神學， 但他對神學也不熱衷，倒是對動植物及地質很有 興趣，1831年經推薦成為『小獵犬號』隨船博 物學家展開 5 年環遊世界航程，當時他22歲。
- 64. http://www.bud.org.tw/museum/s_star10.htm http://web.dsjhs.tyc.edu.tw/~science/na_teach/ch03/3_141.htm 達爾文 ~ 小獵犬號之旅 | 五年的航程
- 65. 達爾文 ~ 加拉巴哥群島的 發現 加拉巴哥群島是火山島，位於南美洲厄多爾以西約600哩的太平洋赤道線上， 一般認為這些島嶼在一百多萬年以前與大陸分離，島上動物大多越海而來， 然後又在不同的島嶼上演化成不同的形式。尤其是達爾文雀，共有14種。還 許多奇特的生物：巨形仙人掌、大海龜、鬣蜥等。
- 66. ⚫ 他認為某些生物族群 在形態上有許多差異， 這些差異可能會影響 個體獲得資源的能力。 ⚫ 達爾文在加拉巴 哥群島上觀察雀 鳥的喙大小、形 狀明顯不同，而 這些不同似乎與 其食物－種子及 昆蟲相關。 達爾文 ~ 加拉巴哥群島的 發現
- 68. 1837年達爾文開始整理筆記、樣本、閱讀書籍、與科學家討論，讀到馬爾薩 斯的人口論時，有所頓悟：他注意到動物產生子代的數量遠超過環境的負荷 量，但因為如食物、空間競爭、死亡等限制因子，使族群的大小保持一定。 於是他將『生存競爭』觀念和他在自然族群中所觀察到的變異相結合，演變 成『天擇說』。 在19世紀中期以前，「上帝創造了人和萬物，物種是不變的」，這是神學和 科學上主流的理論，沒有人有足夠的證據和足夠勇氣去挑戰這種說法，一直 到達爾文出現提出~ 啟發達爾文的觀察與觀念 馬爾薩斯 人口論 的論點為糧食增加僅會呈等差數列（即：1，2，3， 4，5 . . .等），而人口的增加卻會呈現等比數列（即：2，4，8 . . . 等）。所以他覺得人類必須顧慮食物的缺乏，而減少結婚的預防限 制，以及受現實窮困的折磨、對已生人口所加壓迫積極限制。
- 69. ⚫ 生物個體有能力產生許多後代。 ⚫ 環境資源，如糧食、空間有限，因此能存活的個體也有 限。個體必須競爭生存的機會。 ⚫ 在生存競爭中有優勢表徵的個體，會有較大的生存優勢 與繁殖機會。 ⚫ 競爭的勝負在於能否適應環境，因此是環境 「選擇」 最合適的表徵，即所謂的天擇。 達爾文的天擇說 根據上述的事實，達爾文推論 :
- 72. ⚫ 共同祖先 : 生物都源自最早的生命。 ⚫ 物種形成 : 物種隨環境改變，原有種可能滅絕，也可能有新種產生。 ⚫ 漸變 : 生物長期連續性的進行演化。 ⚫ 天擇（自然選擇）: 生物演化的主要原因乃是自然環境對生存競爭中的眾多 生物個體所作的選擇，較合適的性狀頻率會增加。 達爾文 ~ 「物種原始」重點
- 73. 達爾文的演化理論又稱為天擇說。中心思想為物競天擇、適者生存 ⚫ 遺傳變異(個體差異)：族群個體間有性狀差異。 ⚫ 過度繁殖 : 超過食物與空間等的負荷量。 ⚫ 生存競爭 : 爭取食物與空間等。 ⚫ 物競天擇，適者生存。 達爾文 ~天擇說
- 74. 3.演化論與天擇說 土黃色甲蟲，為基因 突變的結果，其基因 為隱性，所以在族群 中的數量不多。 這類甲蟲棲息在樹幹，靠吸食樹幹汁液維 生，但當環境中出現天敵，獵食甲蟲的鳥類時， 綠色甲蟲在樹幹上特別顯眼，易遭獵食。 因此綠色甲蟲數量銳減(顯性基因減少)，土黃 色甲蟲獲得生存優勢(隱性基因表現機會增加)。 那遷徙到樹葉的甲蟲，是否又是另一個突 變(從 吸樹幹汁液 演化 到 吸樹葉汁液)， 是否新的物種又產生了 ?
- 75. 遺傳變異 與 天擇 天擇 決定 生物物種 演化的方向 : 但工業革命之後，煤煙染黑了樹幹，這項改變 反而對體色較深的黑蛾提供了保護色，因此， 失去保護色的白蛾被天敵獵捕的機率會大於黑 蛾，漸漸地隨著世代的繁衍，該區轉以黑蛾為 優勢種了。 煤煙染黑 的樹幹 未被汙染的樹幹 胡椒蛾為夜行性動物，其體色有兩種，一為黑色，一為白色。原先生活在田園地區的胡椒 蛾，由於棲息的樹幹顏色偏白，因此，對於體色較淺的白蛾提供了保護色。
- 76. ⚫ 基因突變 ⚫ 基因重組：染色體 在 減數分裂 時 會 重新組合，產生基因變異。 遺傳變異 與 天擇 遺傳變異是演化的基本條件(原動力) 達爾文雖已知遺傳變異對演化的重要性，但當時無遺傳學，故對產生遺傳變異 的機制並不清楚。 目前知造成遺傳變異的原因： 同源染色體互換造成 新的DNA序列。使 產生的子代和親不會 完全一樣 。
- 77. ⚫ 任何一個孩子都只繼承父母雙方ㄧ半的基因， 因此 孩子並不是父母的複製品 ⚫ 即使是卵與精子來源相同的兄弟姐妹，透過父母基 因的重組，手足也可能迥然不同 生物多樣性 染色體互換 顯微照片 減數分裂中，有 的同源染色體在 聯會時發生互換； 互換後，會造成 基因聯鎖關係的 改變 遺傳變異 與 天擇
- 78. ⚫ 自然突變是隨機發生 的，非環境迫使的， 機率約十萬分之一。 ⚫ 大部分突變的基因為 隱性基因 : AA變異成 Aa，表型不變；待Aa 變異成aa，則突變基 因便表現出來。 ⚫ 基因突變的結果是 利或弊須由當時的生 存環境決定。 基因突變 : 簡稱突變，是指構 成基因的DNA改 變，因爲DNA分 子中含氮鹼基(A、 T、C、G)的改變， 以致遺傳密碼和原 來的不一樣。 致變原因 : 純粹機率上的錯誤、 輻射線、自由基、 環境毒素… 點突變 遺傳變異 與 天擇