基石（關鍵）物種 ( Keystone Species )-上
桃園縣立桃園國中自然與生活科技領域吳俊儀老師/國立臺灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

基石物種( keystone species )為一生態學上的名詞，或稱為關鍵物種，基石物種觀念最早建立於 Paine在 1966 年的潮間帶物種間相關性的研究。在潮間帶裡，海星為掠食者( predator )，捕食多種共域的貽貝類(視為被掠食者prey )。當時Paine發現若將海星移除，經過一段時間後，共域的貽貝類的多樣性大幅衰減。直至1969年Paine始提出該現象的辭彙─基石物種(又稱關鍵物種keystone species) 。

所謂基石物種即指在一個生態系中，一種物種的存在與否，會影響群集中其他相關物種的存活與多樣性，有此現象則稱該物種可被視為基石物種。Power等(1996)認為基石物種應具有『對所存在的生態系中相關群集生物的高度影響性，但該物種相對的生物量( Biomass )比例卻很小』的特性，因此，掠食者可為基石物種，或其他動物或植物，只要符合上述之特性者即可是基石物種。 Mills , Soule及Doak (1993)曾將不同屬性的基石物種分成五大類：包括

1.掠食者基石物種—如在潮間帶環境中海星存在與否影響到貽貝類的種類與數量。

2.被掠食者基石物種—如在北美之雪鞋兔(snowshoe hare)存在數量多寡會直接影響共域的山貓 ( lynx )族群數量以及獵食另一種兔子(極地兔，arctic hare )的程度。

3.植物基石物種( plant keystone species )—有些植物種類會在食物缺乏期開花結果，以供給動物當作渡過艱困時期的食物來源。

4.相連性基石物種( link keystone species )—某些植物物種亦要靠某類動物幫助其傳花授粉， 否則無法結果繁衍。 Continue reading →

競爭的交互作用（Competition）
新竹市私立光復高中生物科呂佳毓老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

競爭（Competition）是指同種或異種的生物使用相同的有限資源，如食物、棲所等，因而產生損害對方利益的情況。競爭的形式極具多樣化，以下介紹幾種生態系中常見的競爭類型：
（一）干擾型競爭（interference competition）：兩競爭者取用相同的資源，其中一方會干擾對方資源的使用。例如，蜂鳥會驅趕其他蜂鳥、蜜蜂、蛾對灌木花蜜的取食；有些海綿會使用有毒化學物質去抑制其他種海綿的擴散；有許多灌木會在土壤中釋放有毒化學物質去抑制競爭者的生長。在澳洲的桉樹更是發揮干擾型競爭的極致，桉樹的樹皮含 許多油脂容易引發火災，並導致火燒掉潛在競爭樹種的幼苗。

（二）開採型競爭（exploitative competition）：兩個體間接競爭並相互影響資源的取得，兩競爭者取用資源的速度不同，但環境中的資源豐富，所以不發生競爭。

（三）競爭排斥（competitive exclusion）: 此概念最先是由俄國生物學家高斯（G. F. Gause）觀察二種草履蟲的實驗證明。他發現當尾草履蟲（Paramecium caudatum）及雙核草履蟲（P. aurelia）飼養在一起，後者的數量逐漸增加，而前者則很快降低，而且當食物供應量減少時，競爭強度更隨之增加，最後尾草履蟲完全死亡，在果蠅、老鼠、麵包蟲、一年生植物的實驗中也有同樣的結果。 Continue reading →

農田裡的戰爭 － 淺談生物防治（Biological Control）
新北市立中平國中自然與生活科技領域李佟位老師/國立臺灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

「翠玉白菜」是眾所皆知的故宮鎮館之寶，但若新鮮白菜上真的停了兩隻綠油油的小蟲，恐怕就少人會帶著藝術眼光去欣賞牠，而只想除之而後快了。傳統農業為了降低成本，多半採取大規模噴灑農藥的方式來減少蟲害，但往往在殺滅目標害蟲之餘，也帶來了環境汙染、破壞生態等不良影響。相較之下，生物防治便是對環境衝擊較低的替代方案。

所謂「生物防治」（Biological control），係指利用捕食性、寄生性天敵或病原體等，來抑制有害生物的族群大小。文獻上最早的記載可追溯到西元304年的中國，晉朝嵇含所撰之「南方草木狀」便曾提到，交趾一帶的人（今中國東南及北越）會利用黃橘蟻（Oecophylla smaragdina）來驅除柑樹上的害蟲，「南方柑樹，若無此蟻，則其實皆為群蠹所傷，無復一完者矣」。

而現代生物防治在實務上，可再區分為三類：
一、保育食蟲性生物 (Preservation)
環境中原本便存在有害蟲的天敵，如青蛙、蜥蜴、鳥類，會捕食蚜蟲的瓢蟲和椿象，        以及蜘蛛、螳螂等生物；不幸的是，農藥的噴灑常常也一併消滅了這些物種。透過宣導及教育，保育這些食蟲性的天敵，便可利用自然界的食性關係，控制害蟲的數量不至於過多。

二、傳統生物防治(Classical biological control)
這便是最典型、也最為一般大眾所熟知的防治模式；透過引入外來天敵，達到消滅害蟲的目的。台灣在1900 年代便曾引進澳洲瓢蟲來防治柑橘害蟲，日治時代也陸續引進多種瓢蟲，例如大十三星瓢蟲來防治甘蔗綿蚜。1950年代起，台糖公司也曾引入赤眼卵寄生蜂，成功壓制甘蔗螟蟲的為害。全盛時期，台糖公司甚至在全台八處糖場設置有寄生蜂繁殖場，免費供應全台蔗農使用。 Continue reading →

同類相殘（Cannibalism）-人類篇-下
台北縣立碧華國民中學自然領域張世玪老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

有些食人事件讓人覺得可怕且不可思議，例如：在西元2001年，有人在網站上發出廣告，尋找自願被殺並被吃掉的人，令人難以置信的是，竟然有人同意做為被殺害及食用的對象。在捷克有一位信奉極端教派的母親，不但涉嫌將她的兩個兒子禁錮虐待，還割下其中一名兒子的皮肉給她的家人分吃。

據傳在西元1990年代後期，總部設在西非塞拉利昂（Sierra Leone in Western Africa）的一個反革命集團～聯合陣線（RUF），為了推翻中央政府，陷入了長期的血腥行動。這些集團除了強迫兒童當兵之外，有時會將敵人吃掉，主要的理由是吃人肉可以獲得對方的力量，並將此當做恐嚇的工具。受害者的確切人數至今仍不清楚，但此一食人的傳聞至今仍未獲得證實。

不論動機為何，食人的行徑都是令人髮指且為道德及法律所不容，這些殘暴的行為應該嚴加禁止，犯罪的人也必須接受法律的嚴厲制裁。

殺嬰現象（infanticide）也屬於同類相殘的情形之一，人類是否會發生殺嬰現象呢？答案也是肯定的。當人類處於極度窮困或是動盪不安的時代時，有時會殺害自己或他人的嬰兒。在某些國家，甚至會利用政治手段壓制人民的生育，因而導致殺嬰行為的產生。 Continue reading →

同類相殘（Cannibalism）-人類篇-上
台北縣立碧華國民中學自然領域張世玪老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

在動物界裡，同類相殘（Cannibalism）的情形並不罕見，但身為萬物之靈的人類，會發生同類相殘的情形嗎？答案是肯定的。人類同類相殘的原因很多，有的具有文化風俗的淵源，有時為了生存，不得已而為之，但在某些情況之下，有些同類相殘的事件，只是犯者的殘暴天性所使然，或僅是為了取樂，滿足某些人不正常的需求而已。

在某些食人族（cannibal）的部落中，同類相殘的情形是其文化風俗的一部份。西元1959年，在新幾內亞（New Guinea）發現一種侵犯人類中樞神經的疾病～庫賈氏症（Creutzfeldt-Jakob disease，類似狂牛症），病人腦部組織產生海綿狀的空洞化，會出現失智症（Dementia），有些病人因小腦異常而造成步履不穩，通常很快便會死亡。

當年新幾內亞的土著有一種特殊的宗教儀式，大家會分享死亡親人的腦組織，如果此死者患有庫賈氏症，則經由上述食人的過程，其家族成員也會被感染。所幸，近年在慈善機構的積極教育推廣下，這種可怕的食人腦儀式已被廢止，現在庫賈氏症在新幾內亞的發生率已快速減少。

有些人類同類相殘的情形，是因為在特殊情況下，為了求生存所採取的非常手段。聞名全世界的食人事件，莫過於斯特拉馬里斯大學（Stella Maris college）橄欖球隊的飛機失事事件。 Continue reading →

共演化「Coevolution」-下
台北市天主教聖心女子高級中學生物科許家榕老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

另外，還有發生在昆蟲間的共演化，例如：「螞蟻和角蟬」。當角蟬在吸取植物汁液時，會分泌蜜露，提供了螞蟻食物來源。有些螞蟻會用泥土和植物建造棲所提供給成群的角蟬和若蟲活動居住，利用蜜露並保護牠們，甚至在危險時，螞蟻會用口器幫角蟬搬離若蟲。

森林裡某些種類的螞蟻是凶猛的掠食者，所以當角蟬與這些螞蟻互利共生時，對角蟬是有利的。角蟬巢穴與蟻穴的距離遠近、角蟬族群的大小，都會影響角蟬被螞蟻發現的效率，以及影響是否能被螞蟻持續保護。此外，某一種北美洲溫帶地區的角蟬(Publilia reticulate)，在實驗中隔離螞蟻，則雌角蟬會照顧卵塊和若蟲。但卵塊或若蟲附近如果有螞蟻出現了，則雌角蟬會離棄第一窩卵塊、若蟲，而在同一株植物產下另一個卵塊。因此螞蟻和角蟬的互利共生，可以使角蟬護幼行為的演化。 Continue reading →

共演化「Coevolution」-中
台北市天主教聖心女子高級中學生物科許家榕老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

2.競爭關係：物種間血緣越相近，需要的資源越相似時，競爭程度也隨之增加；但大多數生物很少倚賴單一種資源。主要資源缺乏時，生物常會轉而利用其他替代資源，使演化朝向區位分歧（niche divergence）的過程，稱為性狀替換（character displacement）。

例如：在加勒比海地區許多小島上，安樂蜥蜴(Anolis lizard)因為同屬的其他種競爭而發生體型大小以適應不同區位的演化，這是共演化的結果。在加拉巴哥雀鳥的研究，也發現當吃種子的勇地雀（Geospiza fortis）和小地雀（Geospiza fuliginosa）分開在不同島嶼時，二者的鳥喙大小很相似；但當他們共同分布於另一島嶼時，鳥喙大小和食性則有不同。

3.互利關係：許多植物和傳粉者是相當依賴彼此的，生物學家認為這種很「match」的關係是共演化的結果。典型的案例是植物和昆蟲的共演化。例如：蘭花與蛾類間的授粉關係。蛾類需要蘭花的花蜜生存，蘭花也要依靠蛾類傳播花粉以繁衍下一代。這種互利的關係，導致蘭花發展出深淺不同的花冠，蛾類也演化出相對應長短不同的口器。 Continue reading →