不是真的樹的「樹菊 Scalesias」

植物界的達爾文雀

樹菊被稱為「植物界的達爾文雀」,因為也有著驚人的輻射適應。
「樹菊屬」是加拉巴戈群島 7 種特有植物屬的其中一屬。
「樹菊屬」包括 15 個物種,分布在大部分的島嶼上,除了其中 4 個主要的島嶼。

「樹菊」不是真正的樹

「樹菊」、「蒲公英」以及「向日葵」都同屬於「菊科」。
所有品種都具有柔軟有髓的木頭,但跟蒲公英一樣,種子會隨風散播。

樹菊的分佈

以最大可以長到 15-20 公尺高且分布最廣泛的「長柄樹菊 (Scalesia pedunculata)」為例,植株分布在 Santa Cruz、San Cristóbal、Santiago 以及 Floreana 島的海拔 400-700公尺的迎風面潮溼帶。

蒲公英的約定

很久很久以前,當蒲公英飄到了加拉巴戈群島,發生了什麼事?
樹菊是我們熟悉的蒲公英的近親,之所以能在荒蕪的加拉巴戈群島繁衍開來,就是因為種子很輕,能夠隨風散佈到火山島上,種子在此落地生根。

在火山島上沒有太多物種與其競爭資源,因此能生長茁壯,並慢慢演化成長成了高大的樹木。

因為火山島的高度夠高,樹菊的祖先和其他植物可以從空氣中收集霧氣。

生長在樹菊周圍的其他植物,可以透過從樹葉或樹幹滑落的露珠獲取珍貴的淡水,有助於這些附生植物的生長。因此形成一個以樹菊為中心群落。

樹菊短暫的一生

樹菊的生命相對短暫,樹菊通常會在同樣的時間死亡,種子萌發產生的下一代會在同一個區域,也就是森林的開闊處生長茁壯,一年內會長到 4-4.5公尺高,成熟時的高度約 10-15 公尺。1-2 歲後開始開花結果,並能活到 25 歲。

 

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因為地理隔絕和地質樣貌的多樣,造就了加拉巴戈群島獨特的生物地理(Isabela / Santa Cruz / Espanola 島就分屬三種截然不同的島嶼類型)。離南美大陸至少 926km,生物怎麼播遷到島上?在赤道附近的群島又怎會有企鵝生存?巨龜殼如此沉重,又是怎麼播遷到島上的?吃素的海鬣蜥為什麼不吃島上的植物,偏偏要花時間曬太陽,再跳到寒冷海水中吃海藻,然後又回到陸地花時間曬太陽和耗能量排鹽份?請聽花椒男神 – 豐英丁教練娓娓道來

寫給潛水員的海藻解說筆記

回想自己大一的時候,還不會潛水,看普植課本 Raven Biology of Plants 關於多樣性的章節,尤其是海藻的部份,真的是靠死背應付考試後就忘了,對於記憶力有限加上生活中難以親眼去接觸和理解海藻(或者說,沒有人好好地帶我觀察,即使是後來學了潛水,我遇到過的潛水教練也都不會教關於海藻的知識),後來英文閱讀能力也變好很多,也學會潛水,在海裡或是水族館或是潛水旅程中親眼看了很多種藻類,包括:
「綠藻」中的仙掌藻(巴布亞紐幾內亞的 Lawadi 有很多)、石蓴(東北角)、海葡萄(沖繩)、法囊藻(菲律賓 Romblon)
「紅藻」中的石菜花(東北角)、珊瑚藻、
「褐藻」中的團扇藻、馬尾藻(澎湖)、Kelp(屏東海生館)
現在重新閱讀新版的 Raven Biology of Plant, 8th edition,我覺得關於海藻的生活史,特別是怎麼理解有性生殖中的「世代交替」,其實可以用更簡易的方式去理解和記憶(課本寫的蠻複雜的)。
海藻的生活史可以根據「有無世代交替」和「無世代交替的話,是雙倍體或單倍體優勢」分成四大類:
1.有世代交替,但沒有果孢子體:石蓴(綠藻)、Kelp(褐藻)
2.有世代交替,且有果孢子體(Carposporophyte):紅藻
3.無世代交替,肉眼可見雙倍體:褐藻中的 Rockweed
4.無世代交替,肉眼可見單倍體:某些綠藻
其中 Type1 又分成 isomorphic(石蓴) 跟 polymorphic(Kelp),石蓴的孢子體和配子體外型一樣,Kelp則不一樣。課本用圖 15-43解釋石蓴,用圖 15-22解釋Kelp,這兩張圖要一起看
產生配子:
石蓴 的 Gametangia
Kelp 的 Antheridium->Sperm,Oogonium->Egg
產生孢子:
石蓴 的 Sporangia
Kelp 的 Sporangia
Type2 課本用圖15-29解釋
產生配子:
Spermatangia->Spermatia (雄性配子不會游動,靠水流傳播)
卵在 Carpogonium 的基部,收集到雄配子後形成 zygote
產生果孢子:
Carposporangia -> Carposopres
產生孢子:
Tetrasporangia -> Tetraspores
簡單來說,紅藻的世代交替中,有孢子體->配子體->果孢子體->孢子體,多了一個2n的果孢子體,但果孢子體躲在 pericarp 內
Type3 課本用圖 15-23 解釋
產生配子:
antheridia -> sperm
oogonia -> egg
其中 receptacle 中包含 conceptacle,conceptacle中包含oogonia和antheridia
產生孢子:
不會!
也就是說,type3最像動物,非常簡單,沒有世代交替
Type4 就只要理解成,沒有世代交替,但和 type3 不一樣的地方在於,type4會產生孢子,且孢子是透過 zygote減數分裂後形成的,且會形成單倍體的葉狀體。例如十字鬼龍喜歡躲藏的仙掌藻就是屬於type4。

潛水旅行時經常能看到的綠藻有哪些?

綠藻大部分生活在陸地和淡水,只有大約 7000 種的十分之一生活在海中,且大部分的海生綠藻是單細胞,但這不代表海生多細胞綠藻不常見,其實有幾種海生多細胞綠藻反而是優勢物種:

1.石蓴(台灣東北角能見)
2.法囊藻(綿羊海蛞蝓 sap sucking slug愛吃的食物之一,也可能躲藏在法囊藻)
3.蕨藻(例如沖繩產的海葡萄)
4.仙掌藻(東南亞黑色火山砂潛點可能會有,有些動物喜歡躲在仙掌藻中,例如十字鬼龍或是裝飾蟹等)

鯊鰩魟鱝怎麼分?

鯊鰩魟鱝怎麼分?很簡單嘛?其實有一些比較難分的例子:
Case 1:肚子扁扁的鯊魚
扁鯊 angel shark (Squtina)
鋸鯊 sawsharks (Pristiophorus)
=>這告訴我們,不是肚子扁扁的就是鰩魟鱝
Case 2:外型像鯊魚的鰩魚
琵琶鱝(犛頭鰩屬)guitarfishs (Rhinobatos)
=>這告訴我們,其實吉他「鯊」雖然外型和游泳方式像鯊魚,但其實是鰩魚
Case 3:鋸鯊 v.s. 鋸鰩
鋸鯊 sawsharks (Pristiophorus)
鋸鰩 sawfishs (Pristis)
都有「鯊魚劍」,但一個是鯊一個是鰩。
所以,區分鯊魚和其他軟骨魚,比較好的辦法,要嘛就是記住這些例外,要嘛就是利用鰓裂的數目和位置來區分。
區分重點:Rays, Skates 是有五對鰓裂在身體下方。
Case 4:鰓裂數不是 5
Sevengills shark => 七鰓鯊,明顯是鯊魚,不用說了
Case 5:喜歡趴在地上的鯊魚
Zebrashark => 豹鯊,明顯可見鰓裂是在身體側面
這個例子是很明顯的,但…..
Wobbegongs =>鬚鯊,身體很扁平,鰓裂也不是很明顯,但仔細觀察還是可以知道他是鯊魚
Case 6:天使鯊 v.s. 吉他魚
扁鯊 angel shark (Squtina)
鰩目犛頭鰩科 Guitarfishes (Rhinobatidae) =>Shovelnose Ray => 這才是「吉他」,但不是吉他「鯊」,是犛頭鰩
一樣可以用鰓裂的位置來區分

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豆丁海馬有哪些種類?

Bargibanti => 巴氏豆丁,最常看見人拍的豆丁,肚子圓鼓鼓的,最常見的顏色是粉色,其次是黃色。
Denise => 配合紅色的海扇,拍起來可像聖誕老公公。
Pontoh =>常常躲在大石頭下的水螅&海藻叢中,受到驚嚇會用游的換位子。H. seveni 現在被歸為 Pontoh (想像 Pontoh 顏色換成咖啡色)。
Coleman =>紙片豆丁或稱小倩豆丁,台灣綠島有。
Satomi =>外型跟 Pontoh 比較像,但棲息的環境傾向是軟珊瑚、海扇跟水螅。
Walea =>喜歡躲在 Nephea 軟珊瑚,目前僅知分布在北蘇拉威西的 Togean 島。

加拉巴戈群島象龜小檔案

名稱 – 馬鞍狀的背甲讓早期的西班牙人聯想到有種稱為 “galapago” 的馬鞍。因為島上有很多象龜,也因此加拉巴戈群島就以 Galapagos 而為人所知。

現生最大的陸龜:
-重量 > 400kg
-體長 > 1.8m

最長壽的脊椎動物之一:
-在野外的壽命 > 100歲
-在圈養環境的壽命 > 170 歲

象龜是加拉巴戈群島生態系的關鍵物種
-糞便幫助種子散播。
-踩踏疏密的下層植被,讓光線可以穿透,幫助種子發芽。

背甲的形狀
當象龜在群島上散播,他們在隔離的島上演化成不同的物種 – 有些有圓弧型的背甲,有些則是馬鞍狀。

馬鞍型,分布在低地,例如:Pinta / Pinzon / Espanola
圓弧型,分布在面積大和地勢高的島嶼

不尋常的馬鞍狀背甲據信在不同的島上演化了好幾次,表示這是在加拉巴戈群島上生活很成功的設計。

象龜如何抵達加拉巴戈群島?之後又是如何在群島播遷?

漂浮在海洋上 – 靠海流移動

抵達日期

大約 200 萬年前,加拉巴戈象龜的祖先從南美大陸西岸抵達加拉巴戈群島。

來自南美大陸的祖先

根據化石的證據,加拉巴戈象龜的南美祖先體型比想像中還要大,但已經絕種。

在加拉巴戈群島的播遷路線

透過比對不同象龜族群的基因序列,推測象龜最早從比較古老的島 Espanola 和 San Cristobal 開始播遷到其他比較年輕的島,在象龜祖先登陸加拉巴戈的時候,這些比較年輕的火山島可能都還未形成。

這樣的模式符合我們的預期,就是從古老的島嶼往鄰近的新生島嶼播遷。

另外,並未發現有從年輕島嶼播遷回古老島嶼的現象,這和洋流是由西北方向流的預期結果一致。

一旦到了島上,他們就變得更大。

這樣的現在在很多島嶼生態系中可見,演化出巨大的體型可能是因為不需要在躲避略食者的追捕,並且沒有其他食性相似的動物競爭食物來源。

加拉巴戈海鬣蜥小檔案

加拉巴戈海鬣蜥小檔案
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全球唯一的「海」鬣蜥。
族群數量 – 約 25 萬。
體長 – 0.5-1公尺 – 不同島的體型也有所差異。
體重 – 最重可達 9 公斤。
成年雄鬣蜥體重多過雌蜥將近 70%。
雌雄蜥在體型上的差異主要是性擇造成的:雌性偏好在集體交配的場合與體型較大的雄蜥交配。
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海鬣蜥有多重型態上的適應能大幅提高取食效率。
-吻端鈍而不尖 – 讓他們能有效率地用尖銳的牙齒刮食岩石上的藻類 – 就像牛一樣。
-三尖型牙齒 – 側邊扁平用來切斷藻類 – 就像梳子一樣可以把藻類從岩石上撕裂。
-長且銳利的爪子可以強力抓住火山熔岩石,可以在大浪沖刷的時候仍然仍趴在岩石上進食。
-和其他鬣蜥比起來尾巴比較扁,因此可以提高泳速 – 像蛇行一樣地游
-游泳的時候收起腿部能減少阻力。
-膚色黑能吸收熱量。
-循環熱分流幫助海鬣蜥在冷水進食的時候維持體溫。
-鹽腺發達,能在海水中進食的時候把過多的鹽份排掉。
-內共生菌能有效消化海藻。
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飲食
海鬣蜥吃素並幾乎只吃海藻。
幾乎只在潮間帶進食 – 特別是雌性和體型比較小的雄性。
族群中只有大概 5%(比較大的雄性)會在潮下線以下潛水進食,能吃到離岸的海藻床。
他們在海洋生態系統中扮演了重要的角色 – 啃食海藻可以避免生長過度茂盛到失去控制而破壞了當地的海洋環境。
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潛水
海鬣蜥的祖先生活在中美洲的叢林,抵達加拉巴戈時島上還沒有太多植物 – 只能在潮間帶討生活,所以必須適應這樣的水下生存環境。
潛水深度通常很淺,在 1.5-5 公尺深,但大型的成蜥可以潛到 15 公尺或更深。
大約會花 10 分鐘進食(最久 30 分鐘)。
達爾文曾描述有水手把岩石透過線綁在海鬣蜥身上並拋到水裡,一個小時以後把線拉起來,海鬣蜥仍然活著。
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體溫
-在陸地上,體溫維持在攝氏 35-39 度。
-在加拉巴戈群島冷水中游泳(攝氏11-23度),體溫會下降好幾度,造成進食效率下降並減少能量的攝取。
-進食行為因此被體溫所限制。
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鹽腺
擁有鹽腺的動物:沙漠中的鳥類和爬蟲類、海鳥、海龜、海鬣蜥、某些鱷魚、海蛇和生活在海岸的陸生爬蟲類。
鹽腺在四足類演化的過程中,獨立演化過好幾次。
根據簡約法則,假設最小的獨立演化來源表現在鹽腺在橫跨物種解剖構造不同位置的數量(例如:鼻、淚腺、舌下腺等等)。
問題:鹽腺在鼻子 – 類似海鳥的鹽腺?同源或是趨同演化?
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對環境變動事件的適應 – 聖嬰年
比較溫暖的海水(高達攝氏 32 度)& 海流不湧昇,造成特定的海藻品種 (Gelidium spp., Centroceras spp., Ulva spp. 以及 Spermothamrzium spp.) 大量死亡。
海鬣蜥比較不能消化的褐藻 Giffordia mitchelliae 會在潮下和潮間帶取代死亡的藻類。
海鬣蜥之所以難以消化這些褐藻,可能是因為腸道缺乏可以消化褐藻 G. mitchelliae 的內共生菌。
造成海鬣蜥在聖嬰年會大量餓死。
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特別嚴重的聖嬰年
-1982-3: 60% 死亡率,遍及整個群島。
-1991-4: 90% 死亡率,發生在 Genovesain 島上。
-1997-8: 90% 死亡率,發生在 Seymour Norte 島上。
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演化
最近的 DNA 研究顯示陸鬣蜥跟海鬣蜥是姊妹物種。
他們的共同祖先在大約 1,500萬 – 2000 萬年前抵達了加拉巴戈群島中現在已經下沉的古老島嶼。
從其他鬣蜥分化出來後有共同祖先的期間很短。
在加拉巴戈群島分出成為陸鬣蜥 v.s. 海鬣蜥 – 而不是在其他地方。
在大約 1,500萬 – 2000 萬年前分開。
這些物種分歧的時間告訴了我們今日加拉巴戈群島的年齡 – 必須在加拉巴戈群島中已經沉沒的古老島嶼登陸。
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關於鬣蜥的爭論
祖先搭乘木頭從南美洲跨越海洋來到加拉巴戈群島。
陸鬣蜥 & 海鬣蜥分歧了,但…….遺傳 DNA 數據顯示他們抵達/分開的時間發生在 1千5百萬 – 2千萬年前。
但…..現在能看到的最古老的加拉巴戈群島的島嶼也不過是 3 百 50 萬歲。
這該怎麼解釋?
陸鬣蜥 & 海鬣蜥大概在 1千5百萬年前發生分歧。
遺傳學研究估算出粉紅鬣蜥從其他陸鬣蜥分出的時間約是五百七十萬年前 – 比現今大部分的島嶼產生的時間還早,而另外兩種黃色的陸鬣蜥分歧的時間則比較近。
儘管加拉巴戈鬣蜥物種的歷史很悠久,但演化上的差異卻很小。
陸鬣蜥有兩種(Conolophus subcristatus 以及 C. pallidus) ,海鬣蜥只有一種 (Amblyrhynchus cristatus)。
有兩種可能的模式可以解釋這樣的演化模式。
可能模式一:兩個分類群從共同祖先分化出來,是很久以前在群島內發生的,後續的輻射演化程度很小。(可能性比較大)
可能模式二:兩個不同的祖先來自不同的鬣蜥族群,可能在最近拓殖加拉巴戈群島,但沒有足夠的時間讓島上的鬣蜥產生足夠的型態和遺傳的分化。
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海洋地理證據 – 海底山的年齡
海底山 – 岩石的組成和他們在加拉巴戈海底熱點上形成的時間是一千三百萬到一千四百五十萬年前一致。
下沉的加拉巴戈島鏈的海底山靠近現在的南美洲海岸線大約是距離厄瓜多爾西岸 600 公里。
這距離比厄瓜多爾到現今的加拉巴戈群島的一半還要再少一點。
科學家判定,山頂在海平面下 2000 公尺的海底山,年齡大約是 9 百萬年。
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鬣蜥分成兩物種在現今的島嶼形成之前
新的地理學發現告訴我們,在加拉巴戈熱點上的火山存在的時間,要遠早於現今能看到的島嶼(少於五百萬年前形成)。
有些加拉巴戈的生物演化是在這些早期的島嶼上發生的。
化石證據顯示分開的時間在一千萬年前或是更早。
根據免疫學的研究分析,加拉巴戈陸鬣蜥 (Conolophus) 和海鬣蜥 (Conolophus) 是在很早之前就分化了(一千五百萬到兩千萬年前)。
7 種特有的加拉巴戈熔岩蜥蜴 (Tropidurus),和 6 種原生的壁虎 (Phyllodactylus) 的分化時間大約是 9 百萬年前。
這些物種分歧的時間預言了現今加拉巴戈群島的歷史。
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並非唯一在現今島嶼形成之前就到達的物種。
在隔絕的加拉巴戈群島上的生物多樣性,首先由達爾文所描述,對於演化理論的發展有很重要的影響。
現已沉沒的加拉巴戈群島的一千四百五十萬歲的島嶼的存在,增加了加拉巴戈群島上生物的種化時間,並且位長期存在爭議的加拉巴戈海陸鬣蜥從單一祖先分化的爭議提供了完整的解釋。

[海洋動物小檔案] 加拉巴戈企鵝

拉丁文學名 – Spheniscus mendiculus

分布

唯一生活在赤道的企鵝。
也是唯一跨越到北半球的企鵝。
大約有 95 % 的加拉巴戈企鵝的族群是生活在群島西邊的 Isabela 和 Fernandina 島,剩下的 5 % 住在群島中南部的
Bartolomé, Santiago, Logieand Floreana 島。

族群數量

大約 1,500,所以這是稀有的企鵝品種之一。(全世界共17種企鵝)聖嬰現象南方震盪減少了魚群的數量,因此會讓企鵝餓肚子,造成企鵝族群數量下降(跟海鬣蜥一樣,也是靠海吃海)。

相關的物種

環企鵝屬中體型最小的。
其他環企鵝屬的包括:洪氏環企鵝、麥氏非企鵝以及黑腳企鵝。
根據粒腺體DNA以及和其他企鵝的RAG1基因的比對分析,加拉巴戈企鵝大約在四百萬年前和洪氏環企鵝分成兩個不同的物種。

體型大小

平均大小 48-50 公分(站起來的高度約35cm)
體重大概 2.5kg
是全世界第三小的企鵝(世界上最小的企鵝是澳洲的神仙企鵝)。

體型大的企鵝偏好冷的地方,體型小的在溫帶或是熱帶。所以不要指望在加拉巴戈群島看到大企鵝,只會有小企鵝的。

加拉巴戈企鵝利用生理和行為的方式適應比較溫暖的氣候

生理上的適應

體溫介於38-39度。

-比起其他的企鵝,加拉巴戈企鵝臉上的毛比較少。
-加拉巴戈企鵝是唯一一年內換毛超過一次的企鵝。
-羽毛沒那麼密也比較小,讓熱可以更快散掉。
-有熱逆流交換機制可以散熱。

行為上的適應

-位在群島的西側,是涼流碰上群島的位置。
-喘氣
-駝背給腳遮蔭
-打開翅膀散熱
-將白色的腹羽對者太陽以反射陽光
-在一天最炎熱的時候游泳
-躲在岩石縫隙
-早出晚歸 – 大概在 5:00-7:00出門,16:00-18:30回巢。

覓食方式

游泳速度可高達每小時40km。

企鵝喜歡潛到魚群下方,挑魚群下方的魚,或是上升到水面的時候捕食魚群邊緣的魚。很像牧羊犬

加拉巴戈企鵝傾向在近岸攝食,這在企鵝裡面算是很特別的,因為加拉巴戈群島附近有鯊魚,也可能跟食物的偏好有關。

加拉巴戈企鵝屬於環企鵝屬,身上的黑環斑紋可能跟能成功追逐魚群有關(環斑可能可以幫助讓魚群分散開)!