國際生物多樣性日專題 – 何謂生物多樣性？

國際生物多樣性日專題 – 何謂生物多樣性？ (Topic for International Day of Biological Diversity: What is Biodiversity?)
國立臺灣大學生命科學系 王錦堯、陳俊宏教授

又到了一年一度的5月22日國際生物多樣性日 (International Day of Biological Diversity)。由於2017年正好也是國際永續旅遊發展年 (International Year of Sustainable Tourism for Development)，因此今年的國際生物多樣性日的主題就被定為「生物多樣性與永續旅遊 (Biodiversity and Sustainable Tourism)」。提到「生物多樣性」時，你腦海中浮現的是什麼？是臺灣有四千多種的維管束植物，或是臺灣有快要到七百種的鳥類？

雖然科學Online一直以來也有不少關於生物多樣性的探討文章，但並未有任何一篇文章仔細地說明何謂生物多樣性。因此，趁著國際生物多樣性日之際，這裡就來探討關於生物多樣性的定義。從1986年「生物多樣性」（Biodiversity）一詞被提出後，30年來，生物多樣性的定義，不斷被探討與修改。Marc & Canard (1997)、Heywood (1998) 認為生物多樣性等同於物種豐富度 (species richness)，Bond & Chase (2002) 則將生物多樣性視為物種多樣性 (species diversity)。當然也有人為生物多樣性做了更廣的定義，例如Takacs (1996) 提出的「地球上的生命整體的多樣化 (full variety of life on Earth)」。Andrew J. Hamilton在2005年的一篇標題為「Species diversity or biodiversity?」的文章詳細探討了什麼叫做生物多樣性，以及隨著時代的改變及知識的演進，對於生物多樣性應該有何新的的看法與認知 (Hamilton, 2005) 。

依據國際生物多樣性公約的定義：

「生物多樣性指的是源自於陸域、海洋與其他水域生態系，以及生態複合體(ecological complexes) 的生命有機體之間的變化性；這包含了物種內、物種間與生態系統的多樣性。」

引述原文：

“Biological diversity” means the variability among living organisms from all sources including, inter alia, terrestrial, marine and other aquatic ecosystems and the ecological complexes of which they are part; this includes diversity within species, between species, and of ecosystems.

簡而言之，在說道生物多樣性時，我們應該考慮到的除了物種多樣性，還有遺傳多樣性、生態多樣性等等。

舉個例子，以臺灣近年來流行的賞櫻活動為切入點，我們就來聊聊梅屬植物 (genus Prunus) 的多樣性。廣義的梅屬植物包含了桃、李、櫻、杏、梅等超過200種的物種。然而「200種」僅僅只是描述了梅屬的物種數目，還不能完整的講述梅屬植物的多樣性。這200多種梅屬植物大多分佈在北半球的熱帶與溫帶地區，包含了常綠性與落葉性的物種。Chin (2014) 的研究認為現生梅屬應起源於6千1百萬年前的亞洲東部。從質體DNA所做的親緣分析顯示梅屬可再進一步分為三個支序，這三個支序分被對應到梅屬的三種花序形態 – 總狀花序、繖型花序與單生花序。在這樣的敘述下，我們可以看到的不只是梅屬植物的物種數量，還有它們的棲地（生態）、物候（常綠與落葉）、遺傳、形態上的多樣與變化。

再以臺灣的蚯蚓為例：全臺灣包括澎湖、蘭嶼、綠島、金門與馬祖等的蚯蚓有名錄的已超過100種，尚有近30種待命名，這個數字比英國的20多種及日本的80幾種都多，這些蚯蚓從潮間帶分佈到近3000公尺的高山；從單位面積比，相差更大，因此從這點來看，台灣算是蚯蚓多樣性的熱點；再者，這一百多種蚯蚓很高比例是特有種，特別是進來發表的新種。以台灣這麼短的地質歷史，卻可演化出這麼多特有種蚯蚓，其基因變異的速度值得探討。

不論是以人為利用的角度，或是生態保育的角度而言，生態多樣性都相當地重要。以農業為例，上個世紀由於黃葉病 (Panama disease) 感染大米七香蕉 (Gros Michel banana) ，加上當時種植的香蕉品系過於單純，致使香蕉產業面臨危機。而解決之道就是種植不易受黃葉病感染的其他品系的香蕉。目前在稻作物與阿拉比卡咖啡的種植方面也有遺傳多樣性過於單純的疑慮，為此英國邱皇家植物園等機構也展開了相關的研究工作。關於生物多樣性的重要性相關的例子，各位可以點閱科學Online的文章「生物多樣性的重要性」上篇與下篇做進一步的了解。

相關文獻：

1. Convention: Article 2. Use of Terms – Conventions on Biological Diversity: https://www.cbd.int/convention/articles/default.shtml?a=cbd-02
2. Crop Wild Relatives project: www.cwrdiversity.org
3. Is our daily cup of coffee under threat? – Kew: www.kew.org/science/news/is-our-daily-cup-of-coffee-under-threat
4. Panama disease – Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Panama_disease
5. Bond, E. M. and J. M. Chase (2002) Biodiversity and ecosystem functioning at local and regional spatial scales. Ecology Letters 5(4): 467-470.
6. Chin, S.-W., J. Shaw, R. Haberle, J. Wen and D. Potter (2014) Diversification of almonds, peaches, plums and cherries – molecular systematics and biogeographic history of Prunus (Rosaceae). Molecular Phylogenetics and Evolution 76(1): 34-48.
7. Hamilton, A. J. (2005) Species diversity or biodiversity? Journal of Environmental Management 75(1): 89-92.
8. Heywood, V. H. (1998) The species concept as a socio-cultural phenomenon: a source of the scientific dilemma. Theory in Bioscience 117(3): 203-212.
9. Marc, P. and A. Canard (1997) Maintaining spider biodiversity in agroecosystems as a tool in pest control. Agriculture, Ecosystems and Environment 62(2-3): 229-235.
10. Takacs, E. (1996) The ideal of biodiversity: philosophies of paradise. The Johns Hopkins University Press, Baltimore.