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歐任淳

生. 物. 與. 態. 生. 歐任淳. 南華大學通識教學中心 國立海洋大學海洋事務與資源管理研究所. 海洋生物與生態 Biology ＆ Ecology. 生物 and 生物學 (Biology). 生物～泛指一切具有 生命現象 生物學～即研究 「生物」 與 「生命現象」 的科學。 舉凡生物的構造、 形態、機能、演化、遺傳、發生 ，以及 生物與生物、生物與環境之關係 均屬生物學研究的課題。. 病 毒？. 生物分類法. 原核生物界、原生生物界、動物界、植物界、菌物界 原生生物界 備受爭議（ 2000 、 2006 ）. 原生動物

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Presentation Transcript

  1. 生 物 與 態 生 歐任淳 南華大學通識教學中心 國立海洋大學海洋事務與資源管理研究所

  2. 海洋生物與生態 Biology＆Ecology

  3. 生物 and 生物學 (Biology) • 生物～泛指一切具有生命現象 • 生物學～即研究「生物」與「生命現象」的科學。 • 舉凡生物的構造、形態、機能、演化、遺傳、發生，以及生物與生物、生物與環境之關係均屬生物學研究的課題。 病 毒？

  4. 生物分類法 • 原核生物界、原生生物界、動物界、植物界、菌物界 • 原生生物界備受爭議（2000、2006） 原生動物 藻類 原生菌類

  5. 生態學 ＆ 環境

  6. 「生態學」是最早由德國生物學家恩斯特·海克爾于1869年定義的一個概念「生態學」是最早由德國生物學家恩斯特·海克爾于1869年定義的一個概念 • 研究生物有機體與其周圍環境（包括非生物環境和生物環境）相互關係的科學 • 簡單的說：「生態」，其實就是我們日常生活中隨處可見的自然現象。

  7. 生態系的 構造層級 • (一)個體生態學 研究單一生物與環境間的相互關係。 • (二)族群生態學 研究同種生物與環境間的相互關係。 • (三)群落生態學 研究個別生物群落與環境間的關係。 • (四)生態系 探討各種群落間的生態地位及彼相互間的依附性與制約性。 • (五)生物圈 將整個地球視為一個生態系的觀念正被逐漸接受，而目前較具體的概念認為：「大氣圈、水圈、生物圈」等當成一個整體性的相關範疇，均具有相互調節的動態平衡關係。

  8. 依據生物分類系統區分 動物生態學 植物生態學 微生物生態學等。 • 依據生物棲所區分 海洋生態學、陸地生態學、河口生態學、沙漠生態學、湖泊生態學等等。 • 依據應用領域區分 農業生態學、漁業生態學、林業生態學、污 染生態學等。

  9. 「環境」廣義的說，凡一切會影響生物體活動、適應、分布、生育的因素，稱「環境」。「環境」廣義的說，凡一切會影響生物體活動、適應、分布、生育的因素，稱「環境」。 • 環境的構成可分為「內在環境」與「外在環境」兩大部份 • 外在環境又可再分為「生物性環境」與「非生物性環境」

  10. 內在環境 與 外在環境

  11. 內在環境 生物體內 • 恆定性 滲透壓恆定、電解質平衡、酸鹼質恆定等 • 生理律動 規律性的生理反應，如睡眠律動、饑餓律動、發情律動等。 • 生命週期 生物從出生、成長、生育、衰老到死亡 • 心理狀態 心理狀態是否平衡，絕對會影響生物與外在環境的互動。

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  13. 外在環境 • 媒質 媒質對生物體體型大小及生殖方式造成影響如水、陸地。 • 基底 一個可以提供棲息或活動的地點，如底棲生物、浮游生物等… • 日光 光對動物的影響，形成「晝行性動物」和「夜行性動物」。 • 水分 水是新陳代謝所必需的重要溶劑，一般的生物損失水分超過20%時，就面臨死亡。

  14. 氣候 氣候指的是某一地理區內大氣所表現出來的自然狀況。 • 營養因子 可分成自營性、異營性和混營性三大類。 • 環境週期 因為地球自轉、公轉的運行，以及和月球、太陽的相關位置改變，會造成非生物性環境表現出週期性變化，這叫做環境週期。

  15. 競 爭 爭 競

  16. 天生萬物皆須「競爭」 • 生物或物種之間，因為對環境、食物或生殖等的需求，是為「競爭」。 • 競爭關係隨處可見，而且不一定發生在不同種之間，同種之間的競爭可能更加劇烈。 • 可大致分成三種：互利共生、片利共生、寄生

  17. 我是「印魚」在等老大吃飽，分一杯羹 其實我是被霉菌佔領後嗝屁！ • 互利共生＝指的是不同種生物生活在一起時雙方都互蒙其利。如：小丑魚＆海葵、隆頭魚科裂唇魚（魚醫生）、鳑(ㄜˋ)鲏(ㄍㄨㄣˇ)和河蚌。 • 片利共生＝不同種生物在一起共同生活，其中一方因此獲利，另一方並無利害影響。如：牛＆白鷺鷥、鯨鯊＆印魚 • 寄生＝一方叫寄主或宿主，另一方叫寄生物或寄生蟲、一方受益但另一方被害的關係。如：「冬蟲夏草」、「姬小蜂」＆蜘蛛 我是好媽媽，將「卵」產在獵物上，這樣寶寶就不會餓肚子了

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  20. 生態系的組成與基本作用

  21. 生態系是指一定的空間內，經由生物與環境的相互作用而完成能量流動與物質循環的動態功能單位。生態系是指一定的空間內，經由生物與環境的相互作用而完成能量流動與物質循環的動態功能單位。 • 生態系可能很大，例如海洋、沙漠、森林都可成為一個生態單位；但相反的，有些微環境也可能具備一個生態系的完整構造與功能。 人？

  22. 生產者：可自行合成營養並產生能量的自營性生物，包含綠色植物、藻類等。 • 消費者：必須從生產者或其他消費者那裡取得能量和營養的生物。又歸納為：草食性、肉食性、雜食性消費者等。 • 分解者：又稱為還原者，由一群異營性生物所組成。如大部份的細菌、真菌和原生動物 。 • 轉變者：有機物被分解成無機物後，必須再轉換成可被植物吸收的形式才能利用，如固氮菌、硝化菌

  23. 食物鏈、食物塔、 能流與食物階層概念

  24. 在眾多的生物群落中，只有少數強壯的在適應了其生存環境之後才存活下來。在眾多的生物群落中，只有少數強壯的在適應了其生存環境之後才存活下來。 • 在生物群落中，從植物、細菌或有機物開始，經食植性動物至各級食肉性動物，依次形成攝食者的營養關係，這種營養關系被稱為食物鏈。 「大魚吃小魚、小魚吃小蝦」

  25. 以海洋生態系來看 • 食物鏈的結構有些像金字塔，底座很大，每上一級都縮小很多。 • 第一級是由數量驚人的植物性浮游生物構成的，是食物鏈金字塔的最基礎部分。（包含藍綠藻、矽藻、浮游藻類等） • 食物鏈的第二級是動物性浮游生物，它們以植物性浮游生物為食。（包含輪蟲、矢蟲、仔稚魚等）

  26. 以海洋生態系來看 • 第三是攝食動物性浮游生物的海洋動物。 • 第四級則是海洋中的食肉類動物如鮪魚、旗魚、鯊魚等，它們處在金字塔的最高層。 • 生物體在食物鏈或某一環節上的位置，我們稱之為「食物位階」(trophic level)。

  27. 能流、食物鏈、食物塔與食物階層概念 • 能量在每個食物階層間傳遞與轉換時，由於生物體本身的活動、呼吸與代謝，會消耗絕大部分能量（以熱的型態喪失）於環境中。 • 根據生態學家的估計，食物階層每經過一階段的轉換，能量約喪失90%左右；換句話說，僅約有十分之一的生物量或能量可以轉換成下一個食物階層（肉食性動物）時，僅剩下1的單位左右而已。

  28. 能流、食物鏈、食物塔與食物階層概念 • 根據FAO（世界糧食組織）統計顯示，鯷魚（餌料生物）年度生產量約有1千萬公噸，而黑鮪魚生產量只有1萬2千噸左右。 • 因此，在同一生態系中，食物階層越低的物種，一般而言，生物量就越大；越上層的物種，生物量就越少，如此形成金字塔般的關係，也就是所謂的「食物塔」(trophic pyramid)的概念。

  29. 海洋生物多樣性 Biodiversity

  30. 生物多樣性 • 生物多樣性包括： 基因多樣性 物種多樣性 生態多樣性 • 生物多樣性＝生物岐異度。

  31. 海洋生物多樣性 • 目前就人類已知39個動物門，海洋生物分佈於38個 • 其中僅有「有爪動物門」只分佈在陸地上 • 20世紀初到現在又發現了全新的「四」個動物門，分別為：環口動物門、兜甲動物、顎口動物門門和鬚腕動物門 • 均來自「海洋」

  32. 就以上的介紹可知，大部分的生物均存在「海洋」中就以上的介紹可知，大部分的生物均存在「海洋」中 • 目前已知的海洋生物種類大約20萬種，但科學家估計總數大約有百萬種。 • 現今全世界要發現「新品種」大概要在海洋裡發現 • 其實「海洋」為最大的生物多樣性區域

  33. 海洋生物多樣性的價值

  34. 一、提供人類重要的食物來源 • 目前全球的年漁獲量大約是一億噸，其蛋白質供應量超過了陸上生物可供應的總和 • 全球海洋生物養殖的產值，預估到2010年將成長到過去的數倍 • 據估計人類消耗的高級蛋白質中約有20%以上係來自海洋

  35. 石化燃料燃燒 大氣CO2 火山噴射 碳酸氫鹽和碳酸鹽 游離溶解CO2 游離溶解CO2 呼吸 浮游植物 光合作用 底棲生物 呼吸 鈣化作用 CaCO3 呼吸 浮游動物和 游泳動物 溶解和顆粒性碎屑 溶解 分解 細菌 CaCO3骨骼 下沉 下沉 深海沉積物 (改自Lalli & Parsons 1997) 二、地球上最大的維生系統 • 因海洋生物的存在，可強化海洋調節氣候、提供新鮮空氣、分解廢棄物……等功能，成為地球上最大的維生系統

  36. 三、科學的基礎研究材料 老闆！來一盤「河豚」生魚片 • 繼人類基因在2002年被完全定序及破解後，第二個脊椎動物被解明的即是一種日人喜食的虎河豚 • 河豚毒的相關研究，前後已讓三位科學家獲得諾貝爾醫學獎 • 河豚毒素是一種非蛋白質、高活性的神經毒素，而且其毒性經乾燥或加熱後也不會消失 • 1尾虎河魨來說，即可毒死13至33名的成人可見其毒性相當於氰酸鉀之猛毒，甚致比氰酸鉀還要毒。 ！！！ 哈哈哈！我是超毒的「虎河豚」

  37. 四、民生科技產業 • 海洋生物科技產業 • （深海海棉、斑竹狗鮫）抗癌新藥、 • （竽螺）嗎啡替代品 • （鱟）敗血症試劑、 • （貽貝）黏著性蛋白質＝黏著劑 • 飼料、抗附著劑、酵素、清潔劑、等等

  38. 五、生質能源 • 海洋深層水 • 藍藻、綠藻錠等 • 潮汐發電、海流發電等

  39. 六、仿生學 • 向生物或大自然模仿或學習 • 鯊魚裝、魚鱗防彈衣、聲納系統等

  40. 七、擴張領土及領海 • 日本沖之鳥

  41. 人類PK環境 ？

  42. 【阿瑪斯號】 的哀歌－看台灣海洋污染

  43. 人類＆倫理＆生物

  44. 澳洲東南 Phillip Island之Little penguin parade 人類＆倫理＆生物 (Phillip Island, Scandor Pty Ltd.)

  45. 生產者：可自行合成營養並產生能量的自營性生物，包含綠色植物、藻類等。

  46. 初級生產 • 初級生產(primary production)是生物利用太陽能將無機物如二氧化碳、水等，合成為有機物質的一種程序，也就是所謂的光合作用。 • 光合作用所產生的有機物質量，即為初級生產總量(gross primary production)。 • 初級生產者是海洋生態系中，如消費者(浮游動物、魚、蝦、貝類等)和分解者(細菌等)所賴以維生的主要能量來源。

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