第2章生物的行为与感应

窺探岩石中的秘密5-15-2國民中學自然與生活科技第二冊第５章演化5-3持續改變的生命穿梭演化的時空隧道持續改變的生命

近年來，臺灣東部興起賞鯨活動。你知道嗎？在數千萬年前，鯨的祖先是生活在陸地上的，後來隨著環境的改變，才在海中生活。我以前的祖先也是會走路的喔!第5章演化5-1持續改變的生命

從挖出的化石中，可追溯生物在古代的模樣並推測其生活方式。例如鯨的祖先原本生活在河口沼澤區，外觀具有明顯的四肢，後來隨著環境改變，身體逐漸呈流線型、前肢也變成槳狀、後肢逐漸退化，成為如今能適應海中生活的鯨類。4900萬年前的遊走鯨第5章演化5-1持續改變的生命1500萬年前的鯨獸3700萬年前的刀齒鯨第5章演化5-1持續改變的生命我是現在鯨類的代表,我是虎鯨第5章演化5-1持續改變的生命

將古生物和現代生物作比較，會發現有些有相同或相似的性狀，有些則截然不同，這是因為在地球的長久歷史中，生物的體型和構造，隨著生存環境的變化而改變，這漫長的改變過程稱為演化。演化(Revolution)第5章演化5-1持續改變的生命

法國博物學家拉馬克（JeanBaptisteLamarck，西元1744～1829年）曾提出「用進廢退」的理論來解釋生物個體會隨著生存環境的變化而改變。他認為生物個體中經常使用的器官會越來越發達；反之則會逐漸退化，而且這些後天所獲得的改變可以遺傳給下一代。第5章演化5-1持續改變的生命

例如從前長頸鹿的脖子並沒有像現在這麼長，但由於每天必須不斷的伸長脖子去吃樹上的葉子，於是長頸鹿的脖子便越伸越長，而且這種後天所改變的性狀可以遺傳給下一代，使得長頸鹿的脖子一代比一代長。想一想這樣的說法正確嗎?拉馬克卻是首位提出生物演變解釋的人喔!第5章演化5-1持續改變的生命

事實上，後天改變所影響的如果是體細胞，就不能遺傳給下一代，但是如果影響到生殖細胞內的基因，所改變的性狀才有可能遺傳給下一代。第5章演化5-1持續改變的生命

西元1831年，英國博物學家達爾文（CharlesRobertDarwin，西元1809～1882年），搭乘軍艦「小獵犬號」環球航行，進行歷時五年的物種、地質和人文觀察。在這段時間裡，位於太平洋的加拉巴哥群島上物種的分布情形給達爾文很大的啟發。第5章演化5-1持續改變的生命

加拉巴哥群島距離南美洲陸地約有一千多公里，島上火山遍布，天氣炎熱，植物生長繁茂，處處可見鬣蜥、象龜、畫眉和鷽鳥等。第5章演化5-1持續改變的生命

加拉巴哥群島上的各種鷽鳥，最早都來自南美洲大陸，有些鳥喙比較厚短、有些則比較細長。達爾文推論，如果某島上的食物以種子占大多數，則鳥喙厚短的鷽鳥較鳥喙細長的利於攝食，而能生存下來。經過長時間的演化，島上就多為鳥喙形狀厚短的鷽鳥。反之，如果島上的食物以昆蟲為主，則鳥喙細長的鷽鳥便較有利於攝食，而能生存下來。第5章演化5-1持續改變的生命南美洲的鷽鳥祖先第5章演化5-1持續改變的生命

達爾文在物種原始（TheOriginofSpecies）一書中發表「天擇說」，解釋生物演化的現象。他認為同一物種的不同個體間，性狀並不完全相同。由於性狀的差異，因此對環境的適應能力也不同。當個體數量過多時，能利用的資源變得不足，個體之間會發生競爭，不能適應環境的個體遭到淘汰，能適應環境的個體便生存下來繼續繁衍，並將適應環境的性狀遺傳給後代。經過長時間的多代遺傳後，適應環境的性狀在群體中所占的比例就越來越多了。第5章演化5-1持續改變的生命

在演化過程中，同種生物個體間的差異是演化進行的原動力，個體的性狀能否被保留下來，則視當時的環境而定，所以是由「大自然」來決定何種性狀可被保留下來，這便是天擇說的精髓所在。個體差異資源不足生存競爭適者生存第5章演化5-1持續改變的生命

人類有時會刻意去篩選符合人類需求的農、林、漁和畜牧生物，這種篩選過程稱為人擇。例如將鯽魚逐代交配，培育出可供觀賞的金魚；將牛逐代交配，培育出乳產量高的乳牛等。由鯽魚逐代交配篩選，最後培育出金魚。第5章演化5-1持續改變的生命知識快遞造成同種生物個體間性狀差異的原因有突變和基因重組，而有性生殖是造成基因重組的主要原因。動腦時間樹蛙的顏色和綠葉相似，稱為保護色；竹節蟲的形狀和樹枝相近，稱為擬態。保護色和擬態都是生物體保護自己，使其免於受到天敵捕食的方式之一。請試著以達爾文「天擇說」的內容，說明保護色和擬態是如何產生的？第5章演化5-1持續改變的生命為什麼牠們都是綠色的呢?第5章演化5-1窺探岩石中的祕密

古時候人們就已經發現了化石，但當時對化石認識並不清楚，甚至有人將化石當作藥材。現在大部分人都已知道化石是古代生物的遺體、遺跡或排泄物所形成，例如恐龍的骨頭、蛋、腳印、爬痕和糞便等。蕨類化石菊石化石第5章演化5-2窺探岩石中的祕密

化石的形成是非常不易的。古代生物的遺體或遺跡，在被掩埋前大部分會腐敗、分解或被破壞，少數未被破壞而埋藏，經漫長的過程才能形成化石。化石又會遭受環境的影響或破壞，例如火山爆發、地震、洪水和生物的破壞等。迅掠龍爪化石始祖鳥化石第5章演化5-2窺探岩石中的祕密

藉由化石，我們可以知道古代曾出現過哪些生物、岩層相對的時代及生物演化的歷史，研究這些生物的身體構造和生活方式，也能間接推測當時的生活環境。

第5章演化5-2窺探岩石中的祕密

科學家累積許多的觀察和紀錄，認為在越古老的岩層中，埋藏著越簡單的物種，例如三葉蟲和鱗木等；在較新的岩層中，則有較複雜的物種，例如恐龍、長毛象和水杉等。古老新第5章演化5-2窺探岩石中的祕密動腦時間到校園中撿拾一片落葉，想想看，有哪些方式可以將這片葉子保存下來？第5章演化5-2窺探岩石中的祕密知識快遞1.鱗木生存在距今約3億6000萬～2億5000萬年前，生長在炎熱潮溼的沼澤，高約30公尺，葉子呈螺旋狀排列，當葉子脫落後，樹幹上有鱗片狀的痕跡，鱗木即因此得名。2.水杉出現在距今約1億年前，目前仍可在亞熱帶的沼澤中發現，可說是一種「活化石」。第5章演化5-2窺探岩石中的祕密

有些生物因為特徵明顯且化石的數量龐大，並廣泛分布在某一時代的岩層中，成為該岩層的代表性化石，稱為指標化石，例如古生代的三葉蟲與中生代的恐龍等。古生代三葉蟲中生代恐龍第5章演化5-2新生代鳥類窺探岩石中的祕密

動腦時間想一想，生活中有哪些東西會隨著時間不斷變化，因此可以間接用來代表不同的時代呢？第5章演化5-2窺探岩石中的祕密

透過化石的分布情形也可以判斷岩層相對的時代，例如在兩個岩層中，其中一岩層含有三葉蟲化石，另一岩層含有恐龍化石，就可以判斷含有三葉蟲的岩層時代比較久遠。如果在不同地點的岩層中發現相同的化石，則可以推斷這兩個岩層可能是在同一個時代沉積形成的。第5章演化5-2窺探岩石中的祕密第5章演化5-2知識快遞在臺北市的國立臺灣博物館、臺中市的自然科學博物館、臺南縣左鎮的菜寮化石館和高雄縣甲仙的甲仙化石館等，有展示本土的化石標本及內容介紹，你可以親自去拜訪喔！窺探岩石中的祕密

化石提供演化的直接證據。許多岩層中挖掘出馬的化石，依據這些化石，研究馬的身體構造、生活方式和演化過程得知，馬的體型越來越大，牙齒演化成適合咀嚼草的形狀，前後肢的腳趾越來越少，有利於快速奔跑。第5章演化5-2窺探岩石中的祕密

有些物種對生存環境相當敏感，所以科學家經由它們形成的化石，可以推測出當時的環境與氣候狀況。例如珊瑚須生活在清澈且溫暖的淺海中，一旦海水混濁或溫度過高、過低，珊瑚的生命將面臨威脅。基於珊瑚對生存環境的嚴苛要求，可推知發現珊瑚化石的地點，以前可能是一個清澈且溫暖的淺海區域。第5章演化5-2窺探岩石中的祕密知識快遞最古老的馬化石在美國密西西比河流域被發現，稱為始祖馬。估計該化石距今大約已有5500萬年的歷史。珊瑚生存所需的養分是由共生的藻類製造、提供，當海水遭汙染或溫度過高時，藻類就會離開珊瑚，使珊瑚白化、死亡。目前許多地區的海域都有這種現象發生，例如臺灣、澳洲等。第5章演化5-2穿梭演化的時空隧道

地球的歷史約有46億年，地球演化的過程儼然是一部生物的興衰史。目前所發現最原始的生命，約於30多億年前的海洋中出現，型態類似現今的細菌，之後生物逐漸由單細胞演變到多細胞，由少數物種演變到多數物種。最早的藍綠菌化石第5章演化5-3穿梭演化的時空隧道

根據目前所發現的化石研判，距今約5億4500萬年前，地球上逐漸出現大量的生物。科學家將這個時期以來根據地質時代區分成古生代、中生代和新生代；地質時代的轉換代表地球環境及物種的巨大改變。知識快遞當地球上出現製造氧氣的生物，大氣中才開始有氧氣。氧氣在太陽輻射線的作用下形成臭氧，臭氧能阻隔太陽的輻射線，使生物能離開海洋到陸地生活。第5章演化5-3穿梭演化的時空隧道

古生代初期的海洋，充滿各種藻類和無脊椎動物，如三葉蟲。當時陸地仍沒有生物４億年前，植物開始適應陸地生活，緊跟著動物也在陸地上出現。古生代後期，海洋中出現大量的魚類，陸地上陸續出現兩生類和爬蟲類。古生代想像圖第5章演化5-3穿梭演化的時空隧道

中生代時，陸地上有高大的蕨類和裸子植物生長，動物大都是大型爬蟲類，例如恐龍。哺乳類此時雖已出現，但數量和種類仍然不多。到中生代末期，因地球環境發生巨變，恐龍無法適應而滅絕。中生代想像圖第5章演化5-3穿梭演化的時空隧道

恐龍滅絕後，進入新生代，鳥類和哺乳類開始大量繁衍。新生代的生物以開花的被子植物和鳥類、哺乳類為代表。新生代想像圖第5章演化5-3穿梭演化的時空隧道

人類的始祖約出現在200萬年前，現代人約在數萬年前出現。人類出現的時間雖然非常短，但能利用大腦和雙手創造適合的生活環境。兩百萬年前現代人第5章演化5-3穿梭演化的時空隧道

今日地球上的每一種生物，都是經歷長時間演化而生存下來的，人類應有一顆尊重生命的心，與萬物和諧共存。哺乳類爬蟲類魚類兩生類鳥類第5章演化5-3活化石——鱟

活化石是指遠古時代便出現，且目前仍存活於地球上的物種。例如銀鮫、鱟（音厚）、銀杏、翁戎螺及鸚鵡螺等。這些物種雖經過了億萬年，但外形改變甚少，就像從化石中復活一樣。鱟出現於古生代泥盆紀，和三葉蟲同樣都是棲身於海洋中的節肢動物，三葉蟲早已滅絕，鱟卻能持續繁衍，型態也沒有多大改變。鱟的血液呈藍色，成體身長約30～40公分，身披硬殼，有一對單眼，兩對複眼，有一條長長的劍尾。繁殖期公鱟會貼在母鱟背上，形影不離，在沙灘上一眼就能認出牠們的身影，所以又有夫妻魚之稱。

第5章演化鱟與潮間帶息息相關，由於臺灣沿岸有構築海堤，加上工業汙染，已難看的到鱟。金門因為長期軍事管制，意外保護了鱟及其棲地。金門縣政府已劃設八百公頃「金門古寧頭西北海域潮間帶鱟保育區」來保護鱟的生活環境。想想看，為什麼這些活化石億萬年來能存活下來，且沒有太大的改變呢？第5章演化選擇題1.演化是生物隨環境變化而不斷改變的過程，下列何者不屬於演化？(A)古代馬到現代馬，腳趾數越來越少(B)長頸鹿的脖子越來越長(C)魚類演變成兩生類(D)毛毛蟲變態成蝴蝶第5章遺傳選擇題演化是指生物不斷隨時間和環境發生改變的過程，而毛毛蟲變成蝴蝶只是一種昆蟲的變態。第5章遺傳1.演化是生物隨環境變化而不斷改變的過程，下列何者不屬於演化？(A)古代馬到現代馬，腳趾數越來越少(B)長頸鹿的脖子越來越長(C)魚類演變成兩生類(D)毛毛蟲變態成蝴蝶

選擇題2.翡翠樹蛙是臺灣特有的兩生類，綠色的體色和棲地顏色非常相似，稱為保護色。藉著保護色，翡翠樹蛙能逃避天敵的捕食。請問保護色形成的演化機制為何？(A)性狀改變後，經天擇的結果(B)性狀改變後，經人擇的結果(C)天擇後，經性狀改變的結果(D)人擇後，經性狀改變的結果第5章遺傳2.翡翠樹蛙是臺灣特有的兩生類，綠色的體色和棲地顏色非常相似，稱為保護色。藉著保護色，翡翠樹蛙能逃避天敵的捕食。請問保護色形成的演化機制為何？(A)性狀改變後，經天擇的結果

(B)性狀改變後，經人擇的結果(C)天擇後，經性狀改變的結果(D)人擇後，經性狀改變的結果選擇題翡翠樹蛙保護色的形成是先發生突變，產生個體變異後，再經天擇的結果。第5章遺傳選擇題3.下列有關生物演化方向的敘述，何者不正確？(A)構造由簡單演化為複雜(B)由單細胞生物演化為多細胞生物(C)由水生演化到陸生(D)由多數物種演化到少數物種

第5章遺傳選擇題由少數相同物種演化成多數不同物種。第5章遺傳3.下列有關生物演化方向的敘述，何者不正確？(A)構造由簡單演化為複雜(B)由單細胞生物演化為多細胞生物(C)由水生演化到陸生(D)由多數物種演化到少數物種

選擇題4.依據達爾文的「天擇說」，生物演化的發生順序應為何？（甲）生存競爭；（乙）過度繁殖；（丙）適者生存；（丁）個體差異。(A)甲乙丙丁 (B)丁丙乙甲(C)丁乙甲丙 (D)丁甲乙丙

第5章遺傳選擇題第5章遺傳4.依據達爾文的「天擇說」，生物演化的發生順序應為何？（甲）生存競爭；（乙）過度繁殖；（丙）適者生存；（丁）個體差異。(A)甲乙丙丁

(B)丁丙乙甲(C)丁乙甲丙 (D)丁甲乙丙

選擇題5.若某電影公司想要籌拍一部有關地球中生代的電影，則下列哪一景象不適合出現在影片中？(A)陸地上到處生長著高大的蕨類(B)腕龍吃著裸子植物的嫩葉(C)暴龍捕食大象(D)有翼龍和昆蟲在天空飛翔

第5章遺傳選擇題哺乳類的祖先雖在中生代出現，但大型的哺乳動物，例如大象，卻尚未出現，一直到新生代時，才出現在地球上。第5章遺傳5.若某電影公司想要籌拍一部有關地球中生代的電影，則下列哪一景象不適合出現在影片中？(A)陸地上到處生長著高大的蕨類(B)腕龍吃著裸子植物的嫩葉(C)暴龍捕食大象

(D)有翼龍和昆蟲在天空飛翔

選擇題6.化石是古代生物的遺體、遺跡或排泄物，下列哪一個選項可稱為化石？(A)埋藏在冰凍土層中的古代大象(B)四千年前，岩層中的陶碗(C)螃蟹剛爬走過的痕跡(D)被太陽晒乾的蛙類

第5章遺傳選擇題第5章遺傳6.化石是古代生物的遺體、遺跡或排泄物，下列哪一個選項可稱為化石？(A)埋藏在冰凍土層中的古代大象(B)四千年前，岩層中的陶碗(C)螃蟹剛爬走過的痕跡

(D)被太陽晒乾的蛙類

題組在某一河流的南、北兩岸，有甲、乙兩個城鎮，自西元1940年代開始，河流北岸的乙城鎮開始致力發展工業，大小工廠林立，不斷排出難聞的黑煙。多年下來，乙城鎮內的樹木都被濃煙給燻黑了。在甲、乙兩城鎮內有一種蛾，這種蛾的體色有白、黑兩種表現型。牠們平時棲息在樹幹上，鳥類是牠們主要的天敵。下表是河流南、北兩岸在西元1940、1970和2000年所調查的白、黑兩種體色蛾的數量比例，請根據資料回答第7～10題。

第4章遺傳7.下列有關乙城鎮白、黑蛾比例改變的敘述，何者正確？(A)排出的黑煙將白蛾給燻黑了(B)排出的黑煙將白蛾給燻死了(C)燻黑的樹幹保護黑蛾，使牠不易被鳥發現(D)因黑煙的保護，使黑蛾不易被鳥發現第4章遺傳年代(年)河流南岸(甲城鎮)河流北岸（乙城鎮）白蛾比例(％)黑蛾比例(％)白蛾比例(％)黑蛾比例(％)19402476237719702575188220002377892第4章遺傳7.下列有關乙城鎮白、黑蛾比例改變的敘述，何者正確？(A)排出的黑煙將白蛾給燻黑了(B)排出的黑煙將白蛾給燻死了(C)燻黑的樹幹保護黑蛾，使牠不易被鳥發現

(D)因黑煙的保護，使黑蛾不易被鳥發現年代(年)河流南岸(甲城鎮)河流北岸（乙城鎮）白蛾比例(％)黑蛾比例(％)白蛾比例(％)黑蛾比例(％)19402476237719702575188220002377892第4章遺傳8.從1940～2000年，有關甲、乙兩城鎮，白、黑蛾比例變化的敘述，何者正確？(A)甲、乙兩城鎮的白蛾所占的比例都大幅增加(B)甲、乙兩城鎮的黑蛾所占的比例都增加了(C)甲城鎮白蛾所占的比例增加，而乙城鎮則是黑蛾所占的比例增加(D)甲城鎮白、黑蛾所占的比例變化不大，而乙城鎮黑蛾所占的比例增加第4章遺傳8.從1940～2000年，有關甲、乙兩城鎮，白、黑蛾比例變化的敘述，何者正確？(A)甲、乙兩城鎮的白蛾所占的比例都大幅增加(B)甲、乙兩城鎮的黑蛾所占的比例都增加了(C)甲城鎮白蛾所占的比例增加，而乙城鎮則是黑蛾所占的比例增加(D)甲城鎮白、黑蛾所占的比例變化不大，而乙城鎮黑蛾所占的比例增加由表中資料可看出1940～2000年，甲城鎮白、黑蛾所占的比例變化不大；而在乙城鎮中黑蛾所占的比例增加。第4章遺傳9.在此案例中，誰扮演天擇的角色？(A)工廠(B)鳥(C)白蛾(D)黑蛾第4章遺傳鳥類是蛾的天敵，扮演天擇的角色。9.在此案例中，誰扮演天擇的角色？(A)工廠(B)鳥

(C)白蛾(D)黑蛾第4章遺傳10.若乙城鎮從今開始致力於環境改善，凡工廠產生的黑煙都先經過處理後才排出，未來乙城鎮的蛾體色會有何改變？(A)全部都變為白蛾(B)全部都變為黑蛾(C)白蛾所占的比例會較黑蛾高(D)會和甲城鎮中白、黑蛾所占的比例相近第4章遺傳當環境改善後，則黑蛾便不再受到環境中燻黑樹幹的保護，使得白、黑蛾被鳥捕食的機會為逢機選擇，