共演化「Coevolution」-上
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

「共演化」是形容兩個或更多的物種間，由於彼此間的交互作用，互相影響對方在形態或行為上演化的過程。有人說生命多樣化的演化歷程就是物種間交互作用的歷史，就如同歌德：「萬物相形以生，眾生互惠而成」。

在一群相互影響的生物中，不斷改變就是為了要維持彼此關係的穩定，這正是共演化的精髓。例如，植物形態的演化，可能影響草食動物的演化，也可能反過來又影響到植物的演化，接著又可能影響草食動物的演化 …等等。共演化可能發生在生態系中有密切交互關係的不同物種間。而這些的交互關係包括：
1.掠食或寄生關係   2.競爭關係    3.互利共生關係

1.掠食或寄生關係：掠食者與獵物的交互影響，所發生的共演化就像是一場掠食者與獵物間永無止盡的軍備競賽(evolutionary arm race)。
例如「狐狸掠食兔子」：兔子為了避免被狐狸捕食而演化出敏銳的聽覺以及快速奔跑的能力。而相對的，狐狸也必須演化出更快的速度以及銳利的爪子。只要其中一方落後，就可能因為太過容易被捕食、或者很難捕食到獵物，而在此一關係中被淘汰出局。

另外，例如：「粗皮蠑螈（Taricha granulosa）是帶蛇（Thamnophis sirtalis）的獵物」：粗皮蠑螈會在皮膚上分泌神經毒素，而捕食粗皮蠑螈的帶蛇則演化出對抗毒素的抵抗力，結果也可能導致蠑螈身上的毒素越來越毒。 Continue reading →

昆蟲的擬態(Insect Mimicry)
桃園縣立幸福國中自然與生活科技領域陳美如老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

擬態理論可說是後達爾文時代對天擇說最偉大的運用(Fisher，1958)。
自從1862年貝氏(Henry Walter Bates，1825–1892)提出昆蟲的貝氏擬態理論以來，關於擬態的相關論述陸續被提出。Wickler (1965) 對擬態有非常廣泛的延伸，本文對擬態(mimic)的敘述則僅聚焦於昆蟲：一個物種顏色、外型、圖案或行為上類似於另一個物種，或一系列的物種彼此擬態，而使潛在的掠食者產生混淆。

昆蟲擬態的型式有：
(1)貝氏擬態(Batesian mimicry)：擬態者模仿另一種對掠食者不可口的生物，兩者生活於同一時空，隨機與掠食者相遇，而擬態者比被擬態者的數量少，使掠食者產生誤認。以台灣蝴蝶為例：紅斑脈蛺蝶(Hestina assimilis formosana)擬態青斑蝶屬蝴蝶(Tirumala spp.)；雌擬幻蛺蝶(Hypolimnas misippus )的雌蝶擬態斑蝶屬蝴蝶(Danaus spp.)(請見附錄)。 Continue reading →

攝食作用的互利共生效應 ( Mutualistic Effect of Predation )
臺北市立仁愛國民中學自然與生活科技領域黃郁芸老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

生物族群間除了競爭資源的對抗關係外，另有一種常見的對抗關係─攝食關係。

最常想到的攝食關係是掠食，由某種強勢的動物發動攻擊，進而損傷或殺死另一種生物，並將殺死的生物作為食物來源，用以獲得營養維持生命現象，如：獵豹捕食斑馬、山貓捕食雪兔等。這樣的攝食關係雖然直接造成獵物族群數量上的減少，看似不利生存。事實上，不全然不利！！

攝食關係其實也具有調節獵物族群數量和質量的作用。因為捕食者能控制獵物的數量，減少種間競爭。此外，也能把體弱多病、適應力或遺傳特性較差的個體殺死，以防止疾病的傳播與不利的遺傳因素延續。例如：波蘭的漁業與水獺的關係。

波蘭漁民時常捕捉水獺以避免漁獲量降低，使得水獺幾乎滅絕。然而，經調查研究發現，水獺主要捕捉的對象是不健康且生存力較差的魚。因此漁民才能所捕獲品質較佳的魚群。水獺若滅絕，當地的魚群反而容易因魚類傳染病大量死亡。

攝食關係不僅可能對於動物有利，許多植物族群也能利用攝食關係增加繁衍的機會，例如：孔雀豆、榕樹、桑寄生植物等。 Continue reading →

社會性寄生(Social Parasitism)-下
新竹縣立照門國民中學自然與生活科技領域黃銘義老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

佛羅里達大學的研究發現，褐頭牛鸝積極地監視著寄生的鳥巢，母鳥會不斷地造訪鳥巢，以便瞭解自己的後代被照顧的如何。研究觀察顯示，有些黃鶯發現自己的巢被寄生，母鳥會放棄原本的巢，重建新巢於舊巢上面，或是另覓他地重建新巢，而褐頭牛鸝會對那些不哺育它幼鳥的黃鶯報復，56%的鳥巢遭會受破壞，而順從寄生行為的鳥巢則鮮少遭受破壞。

除了母鳥會破壞宿主鳥巢中的卵外，巢寄生鳥類的雛鳥也有一些自保方式，如筒鳥雛鳥在孵化，會將其他未孵化的蛋推出巢外；響蜜鴷的雛鳥在頜上長有尖鈎，一出巢就用它把巢內宿主的雛鳥殺死。

為了繁衍，宿主鳥也發展出一套反寄生的行為。比如許多雀形目的鳥，對於進入其領地的潛在巢寄生者會予以驅趕。宿主鳥築巢時會選擇更隱秘的地方，離巢時還要對卵加以掩蓋，並盡量減少離巢時間，此類似一種共演化的現象。

目前所知全世界有巢寄生行為的鳥類大約有5個科，80多種，數量佔全世界鳥類總數的1%。分別存在於：杜鵑科、文鳥科、擬鸝科、鴨科、響蜜鴷科。其中響蜜鴷科全為巢寄生的鳥類。 Continue reading →

社會性寄生(Social Parasitism)-上
新竹縣立照門國民中學自然與生活科技領域黃銘義老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

社會性寄生意指一種生物利用另一種生物之社會行為以完成它的生活週期，例如鳥類中杜鵑鳥會將蛋產於其他鳥類的巢中，由此鳥巢的主人代替杜鵑鳥養育後代，而這種將蛋產於其他鳥類鳥巢的行為又稱為巢寄生（Nest Parasitism）。

鳥類學家無法確定巢寄生是如何起源的，有人認為此行為起源於熱帶地區，在這裡有些捕食性的動物經常會襲擊鳥巢，使得一些鳥被迫要離開自己的鳥巢去另尋一個新巢，於是進而發展出此類行為。但無疑的，巢寄生行為的確為這些鳥類帶來某些程度上的生存優勢，因為這些鳥類不必花費額外的能量去孵蛋及餵哺雛鳥。

寄主選擇下卵的對象都有一定的要求，如大杜鵑在繁殖期時，會尋找與其親緣關係相近、生活習性大致相同或與其育雛期相似、雛鳥基本食性、卵形與顏色相仿的宿主，將卵產於鳥巢中。

巢寄生的鳥類大多在宿主開始孵卵前，趁宿主離巢外出時，快速寄生產卵，如斑翅風頭鵑在宿主的巢中產一枚卵僅需5秒。寄主通常只在宿主巢內產一枚卵，有時也會產下多枚。寄主為了確保自己所產的卵能順利孵化，大多會在宿主開始孵卵前產卵，但如果宿主已開始孵卵，有些寄主常常會把這些卵吃掉或扔掉，如擬鸝母鳥會用喙和爪在宿主卵上打孔，使宿主卵孵化失敗並延長宿主的孵卵時間。 Continue reading →

入侵紅火蟻在臺灣的防治（Two-Step Control）-下
臺北縣立新莊國民中學自然與生活科技領域賴俐伶老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯  

現在臺灣地區並未實際採用二階段防治法，而是將「餌劑」與「個別蟻丘處理」分開利用。大規模的防治，靠灑佈餌劑，約能防除85-95%的火蟻族群。而危害較嚴重區域中，則以灌藥或其他非藥劑防治法來處理可以看見的蟻丘，這種防治方法可以有效的的防除98%以上的蟻丘，但許多新建立的蟻巢並不會有明顯蟻丘，所以缺點是往往會造成處理上的疏漏。

根據國家紅火蟻防治中心98.11.01的統計資料，臺灣發生普遍入侵狀況的鄉鎮約有18個：
（1）臺北縣的林口鄉、鶯歌鎮、樹林市、三峽鎮。
（2）桃園縣：【嚴重】–大園鄉、蘆竹鄉、中壢市、八德市、龜山鄉、桃園市、大溪鎮、平鎮市、 觀音鄉。
                           【輕微】–龍潭鄉、新屋鄉、楊梅鎮。
（3）嘉義市：水上鄉、中埔鄉。
其餘地區零星個案發生約有65件，新竹縣、苗栗縣、臺南縣亦有入侵發生。

國際規範有害生物的撲滅過程應該包括
（1）建立管理組織
（2）執行撲滅計畫—監視、圍堵、防治
（3）達到撲滅標準、紀錄保存
（4）宣布撲滅。 Continue reading →

入侵紅火蟻在臺灣的防治（Two-Step Control）-上
臺北縣立新莊國民中學自然與生活科技領域賴俐伶老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

20世紀初，美國南方因檢防疫上的疏失而被入侵紅火蟻( Red fire ant ; Solenopsis invicta )入侵，造成了，美國農業與環境衛生上非常嚴重的問題。商業活動與農業運輸的全球化，使得入侵紅火蟻不再只是，美國或是美洲國家所需要重視的問題而已，美國其他未被入侵的州以及全世界各國皆極力防範入侵紅火蟻的侵入。但是因為交通便利而且世界貿易全球化的趨勢快速發展，防堵入侵紅火蟻向外擴散的策略終究百密一疏，波多黎各在1975～1984年間遭受入侵，1998年發現入侵南加州，2001年入侵紅火蟻更是成功的跨越了太平洋，在紐西蘭與澳洲建立了新的族群，而且已經造成了部份區域農業與環境上的危害。

臺灣也在2003年9～10月於桃園與嘉義地區發現疑似入侵紅火蟻危害農地的案例，經臺灣大學採樣鑑定後確定是入侵紅火蟻，且陸續有農民與民眾被叮咬而送醫的案例通報。首例發現以來，入侵紅火蟻已於桃園縣、台北縣及嘉義縣造成大面積的危害，鄰近縣市也有零星疫情傳出，在農業環境、生態環境以及人體健康上已經造成了不同程度的危害，所以行政院在2004年11月緊急成立了國家紅火蟻防治中心（地址：台北市大安區長興街81號2樓，通報電話：0800-095-590），以統整入侵紅火蟻在臺危害的防治工作，期盼能在短時間進行有效壓制，避免其蔓延而造成巨大的損失。

二階段處理法（two-step control）是目前各國防治入侵紅火蟻的方法中，研究與防治人員最為推薦及使用的。 Continue reading →

負荷量(Carry Capacity)
桃園縣立幸福國中生物科陳美如老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

在生物學上，「負荷量」意指某一特定物種，在一特定生態環境中所能維持的最大個體數量。

生態環境中，生物族群不會無止境的增加。一個生態環境對該種生物族群的負荷量，受到許多因子的影響，諸如：食物獲得、引水供給、棲地條件、環境中生物互動與其他因子，如人類族群還受到衛生、醫療條件，乃至於特定機構的影響。

環境因子可能導致生物族群的正成長，也可能導致生物族群的負成長，所以說，環境對生物的負荷量有一定的條件，前提是沒有對環境與生物有明顯不利的因素存在。

當生物族群大小低於負荷量，生物族群通常呈現正成長；高於負荷量，呈現負成長；當族群大小抵達負荷量時，則呈現零成長。族群與環境之間會維持一個動態平衡，那些促使族群維持平衡的種種因子，稱為調節因子(regulating factor)，所有的調節因子都與個體密度有關，且傾向於維持族群在平衡狀態，而不致於有明顯的上下波動。

生物族群的出生率與死亡率與族群密度有密切的關係，當族群密度增加，出生率即下降，死亡率上升；反之，當族群密度降低，出生率上升，而死亡率下降；當生物族群大小等於環境的負荷量，出生率等於死亡率。除了出生率與死亡率，族群密度同時也受到其他因子的影響，如：遷移、生存資源競爭的強度、捕食者壓力的高低、寄生蟲、其他病原體、生物的代謝廢物…等，都會影響到族群的大小。如：14世紀流行的黑死病-腺鼠疫(Bubonic plaque)即造成2500萬人死亡，使歐洲人口驟減1/4。 Continue reading →