2018年10月17日 星期三

精彩的生物多樣性(Biodiversity)實例—巴西堅果、刺鼠、蘭花蜜蜂 10-17-2018



精彩的生物多樣性(Biodiversity)實例—巴西堅果、刺鼠、蘭花蜜蜂



1.   自從世界知名的蟻類學(myrmecology)大師威爾森博士(Edward Osborne Wilson)1963年提出生物多樣性(Biodiversity)這個名詞,威爾森博士並於1967年著專書詳細介紹何謂「生物多樣性」以來,至今不論男女老幼對這個名詞幾乎都耳熟能詳。威爾森博士近年來更大力提倡維持生物多樣性的重要性,因而威爾森博士被尊稱為「生物多樣性之父」。


01. 許多的物種生存在地球上唇齒相依,擁有共同的未來。

圖片的設計者Alan Peckolick的英文介紹:

Alan Peckolick is a famous American graphic artist, type designer and photographer.


2.   終身鑽研螞蟻的威爾森,被《時代》(Time)雜誌評選為,影響美國當代最巨的二十五位美國人之一;他是美國當今理論生物學家的翹楚,也被尊稱為「社會生物學之父」。

3.   認為,保存「基因」,而不是保存「生物」,是演化的目的。他又說:「我們必須放棄我們現在的一種迷信:我們只要在哪裡保存一小部分老的生態環境,我們就可以在其它地方幹我們所想幹的任何事。」

4.   這是一個非常危險和錯誤的見解。等網友們看完了以下精彩的生物多樣性的實例,你可能會對以上兩句話有更深的體會。


02. 生物多樣性之父─愛德華‧威爾森博士(Edward Osborne Wilson)


5.   BBC 2012年播放的,《我們生存星球的奧密》(Secrets.of.our.Living.Planet.)記綠片,總共四集。第1 The.Emerald.Band影集上,在下看到一個精彩的生物多樣性實例。

    (Secrets.of.our.Living.Planet.是由Chris Packham 主持)


03. 相當年輕的BBC主持人Chris Packham),與他主持的記綠片影集我們生存星球的奧秘(Secret of Our Living Planet),總共四集。





04. BBC2012年播放的《我們星球的秘密》,第一集The Emerald Band




6. 這個精彩但有點複雜的生物多樣性實例,嘗試著說明如下:

  a. 地點:亞馬遜熱帶雨林(Amazonian rainforest)

  b. 相關動物:刺鼠(Agouti)、長舌花蜂(又名蘭花蜜蜂)Euglossine

c. 相關植物:巴西堅果樹(Brazil Nut Tree) 學名Bertholletia

         Excelsa以及附生於巴西堅果樹上的蘭花。

一、刺鼠(Agouti)的角色:巴西堅果樹種子的散播者。

1. 刺鼠(Agouti)是亞馬遜密林中唯一一種,能鑿開巴西堅果樹堅硬果皮的囓齒

   類動物(rodent),所以也成為唯一一種,能在雨季幫助巴西堅果樹散播種子,

   的哺乳類動物。也就是說巴西堅果樹族群的生存,以及在雨林中的散播完全

   依賴著刺鼠,生態學上稱之為種系的特殊依賴性(species specific

   dependency)


05. 尾巴很短的黑刺鼠,卻有著強有力的嚼肌和鑿子般銳利的門齒。




The Agouti and the Brazil Nut  (刺鼠與巴西堅果)
高高樹上掉下之巴西堅果,堅硬的果皮只有刺鼠的門牙能鑿開。





06. 刺鼠(Agouti)正準備開掉落在地上的巴西堅果樹果實。


2. 刺鼠以牠銳利如鑿子(chisel)般的門牙,將巴西堅果樹的堅硬果皮開,吃

   掉一小部份富含營養的種子,而將大部份種子,搬運至離母樹有數百公尺遠

   處埋藏。刺鼠小心翼翼地搬運每個巴西堅果樹的種子,並埋藏在各個不同的

   地方,牠甚至細心得將埋藏處的每片附蓋的葉子,都盡量放回成原來的樣子。

3. 只是刺鼠的記性不好,忘掉了許多她埋藏過的地點,於是成為巴西堅果的播

   種者!



07. 巴西堅果樹(Brazil Nut Tree)的果實(右下方)和種子(上方及左下方)


4. 對於刺鼠而言,這是個儲藏冬天糧食的理想方法。而巧合的是,對於巴西堅

   果樹而言,這也是一種散播種子,讓每個種子在不同地方發芽的理想方式。
5. 巴西堅果樹雖然是植物,卻能設法讓刺鼠像一個好園丁那樣來幫牠散播、照

   料自己的種子。各位網友看到此,是否已經感覺到演化的神奇以及物種間

   的唇齒相依!這裡還想強調一點,對刺鼠本身而言,牠其實自己並不瞭解,

   這樣的行為對巴西堅果樹有多麼的重要!


08. 巴西堅果樹的果實,從開花到果實成熟需時15個月,然後剛好於雨季時成熟被豪雨打落地面,刺鼠則趁著雨季幫巴西堅果樹播種。


二、長舌花蜂(=蘭花蜜蜂)的角色:

1. 附生於巴西堅果樹上的蘭花,依賴雄性長舌花蜂(=蘭花蜜蜂)幫忙傳粉

   (pollination)


09. 巴西堅果樹上附生的蘭花,依賴雄性蘭花長舌花蜂幫忙散播花粉。

2. 大多數蜜蜂在花朵上找尋花蜜,雄性長舌花蜂(=蘭花蜜蜂)卻是尋覓蘭花的香

   料,牠們將腿部的性梳在蘭花花瓣上摩擦,以收集一種蠟質香料,這一過程

   同時也為蘭花傳粉。




10. 雄性長舌花蜂(=蘭花蜜蜂),牠們將腿部的性梳在蘭花花瓣上摩擦,以收集一種蠟質香料,這一過程同時也為蘭花傳粉。

3. 對於雄性蘭花蜜蜂來說,採集這種香料事關重大,牠甚至為此在森林裡飛行

   數公里來尋覓此種香料。收集香料的原因在於,雄蜂靠這種香料與同類競

   爭,牠們身上有一種香味散發器能散放香味,擁有最佳香味的雄蜂,才能獲

   得與雌蜂交配的機會。

4. 所以雄性蘭花蜜蜂的角色我們也很清楚了─幫助附生於巴西堅果樹上的蘭花

   傳粉(pollination),同時爭取與雌性蘭花蜜蜂繁衍後代的機會



An Orchid’s Trap | Wings of Life  (蘭花的陷阱|生命的翅膀)
四分鐘的短片清楚的說明,如何將蘭花蜂的雄蜂,困在蘭花的特殊結構中,直到花粉乾了才讓雄蜂飛走幫助蘭花傳粉。雄蜂也獲得牠想要的香料。




5.  但是這一切與巴西堅果樹和刺鼠又有什麼關係呢?請記得只有雄性蘭花蜜蜂才會給蘭花授粉,為了減少兩性之間的競爭,雄性和雌性蘭花蜜蜂已經演化成了不同的生態地位(different niches),也就是雄蜂雌蜂各有不同的生態角色:



雄性蘭花蜜蜂─幫助附生於巴西堅果樹上的蘭花傳粉(pollination)
雌性蘭花蜜蜂─幫助巴西堅果樹傳粉。



6. 雌性長舌花蜂(蘭花蜜蜂)幫忙巴西堅果樹傳粉(pollination)

   巴西堅果樹,每年盛開一次白色的大花朵,花的香味吸引了森林各式各樣的

   昆蟲,其中包括體型較雄蜂大而強壯的雌性蘭花蜜蜂為何雌蜂體型要比雄

   性蘭花蜜蜂更大更健壯呢?因為巴西堅果樹的花蜜是隱藏在一個雄蕊

   (stamen)特化的圓形構造下方,必須健壯有如雌性蘭花蜜蜂的昆蟲,才能有

   足夠的力量掀開此特化的圓形構造以獲取花蜜(11.)




11. 健壯的雌性蘭花蜜蜂,才能掀開如圓形蓋子的特化雄蕊,在獲得花蜜(nector)的同時也幫巴西堅果樹傳粉。

但是如果是體型嬌小的雄蜂,就沒有足夠的力量掀開特化雄蕊取得花蜜(12.)




12. 體型嬌小的雄蘭花蜜蜂沒有足夠的力量掀開雄蕊的圓形構造取得花蜜。

6.  這種選擇昆蟲傳粉是巴西堅果樹的一種策略,用以確保只有雌性蘭花蜜蜂,

   才會去另一棵巴西堅果樹的花朵採花蜜並進行傳粉,這種存在於雌性蘭花蜜

   蜂和巴西堅果樹之間的關係,是巴西堅果樹能生存於亞馬遜熱帶雨林生態系

   統的主要原因!

三、結論:

a. 巴西堅果樹離不開刺鼠,因為必須靠牠們傳播種子。

b. 刺鼠必需依賴雌性蘭花蜜蜂幫巴西堅果樹傳粉,否則沒有傳粉

   就無法受精,也就無法形成果實和種子,刺鼠因此而沒有食物可吃。

c. 巴西堅果樹離不開雌性蘭花蜜蜂幫牠們傳粉。

   而雌性蘭花蜜蜂離不開雄性蘭花蜜蜂,否則沒法生育下一代的密蜂。

d. 而雄性蘭花蜜蜂則又必須依賴巴西堅果樹附生的蘭花提供香料。

在亞馬遜熱帶雨林這複雜的生態系中,巴西堅果樹、刺鼠、蘭花蜜蜂、巴西堅果樹上附生的蘭花環環相扣,缺一不可。各位網友可感覺到生物多樣性的重要!

而這只是少數人類研究清楚的生物多樣性實例而已!



(1.)      巴西堅果樹需要刺鼠散播種子→刺鼠也需要巴西堅果樹提供食物。
(2.)      巴西堅果樹需要雌性蘭花蜜蜂授粉。
(3.)      雌性蘭花蜜蜂需要雄性蘭花蜜蜂才能繁衍後代。
(4.)      雄性蘭花蜜蜂又需要附生於巴西堅果樹上的蘭花香料→以便取得與
雌性蘭花蜜蜂交配的資格。



    教了20幾年的生命科學,讀過不少生物多樣性的實例,而這是個人認為最精采、最吸引我、也最複雜的一個生物多樣性(Biodiversity)的例子。

    想想與其獨樂樂,不如眾樂樂,因此寫成BLOG文章,希望網友們看了也會喜歡。

    下次吃巴西堅果時,請記得飲水思源,感謝一下刺鼠(Agouti)和蘭花蜜蜂(Euglossine)!有機緣的話,請好好的保護牠們,否則我們的後代,可能就沒有美味而營養豐富的巴西堅果可吃!

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我曾任教於陽明大學,是一名教生命科學教了快三十年的老師,許多內容,班班相同,年年流轉,教了快三十年早已深植腦海中。約8年前因病退出教壇後,發現有些生命科學的事已開始逐漸慢慢淡忘了,不由得想起麥克阿瑟將軍(General MacArthur)的名言“Old soldier never die, they just fade away.”目前唯一沒變的是對生命科學的喜好與熱誠,有靈感時塗塗鴉一些心得和網友們分享 這是Blogger的緣起。

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