生物适应与演化入门
基础适应是生物配合环境生存的特征，例如仙人掌的针叶和北极熊的白毛；演化则解释这些特征怎样经漫长年代形成——族群内出现变异，环境透过自然选择留下较能生存的个体，有利特征遗传给后代。抗生素耐药性显示演化正在眼前发生，保护栖息地才能保存多样性。
- 适应是配合环境的生存特征，例如仙人掌针叶、北极熊白毛、鱼的流线形。
- 达尔文由加拉帕戈斯雀鸟提出自然选择：变异、竞争、适者生存、遗传。
- 化石是演化的证据：马的祖先细小多趾，鲸有陆地祖先的过渡化石。
文体小知识：生物科普说明文用生动例子和比喻解释生命现象的原理，把抽象的科学概念讲得具体易明。
§课文原文 Passage
1留意身边的生物，会发现牠们都有配合环境的特征：沙漠中的仙人掌把叶子变成针状，减少水分蒸发，茎部储水；北极熊的毛发白色，在雪地中伪装，厚厚的脂肪保暖；鱼类身体呈流线形，配上鳍和尾便于游泳；变色龙改变体色融入背景。这些帮助生物在特定环境中生存和繁殖的特征，称为适应。
2适应怎样形成？十九世纪，达尔文乘小猎犬号环球航行，在加拉帕戈斯群岛观察到不同小岛上的雀鸟喙形各异：有的粗厚适合咬碎种子，有的尖细适合啄吃昆虫。他提出自然选择学说：同一物种的个体之间存在变异；食物和空间有限，个体要竞争；具有较有利变异的个体更容易生存并繁殖，把特征传给后代；经过漫长年代，族群便逐渐改变，甚至形成新物种。化石证据支持这个解释：马的祖先由小狗般大、多趾，演化为现代单趾大型马；科学家也找到鲸鱼由陆地哺乳动物返回海洋的过渡化石。
3演化不只发生在远古：细菌经过抗生素「筛选」，耐药的个体存活并大量繁殖，令某些药物渐渐失效，这正是自然选择在我们眼前上演；工业革命时期，英国的桦尺蛾因树干被煤烟熏黑，深色个体反而更难被鸟类发现而增多。这些例子显示：环境改变，选择的方向也改变。
4理解演化，让我们更懂得保护自然：环境急速改变时（砍伐森林、气候变化），生物可能来不及适应而濒临绝种，因此保护栖息地、维持族群数量，才能保存亿万年演化累积的多样性。科学态度方面，演化理论与所有科学理论一样，经过大量证据支持，并随新发现不断修正——这正是科学的力量。
1重点摘要 Summary
适应是生物配合环境生存的特征，例如仙人掌的针叶和北极熊的白毛；演化则解释这些特征怎样经漫长年代形成——族群内出现变异，环境透过自然选择留下较能生存的个体，有利特征遗传给后代。抗生素耐药性显示演化正在眼前发生，保护栖息地才能保存多样性。
2生字卡 Vocabulary
帮助生物在特定环境中生存和繁殖的特征。
族群经漫长年代逐渐改变、可形成新物种的过程。
环境留下较能生存繁殖的个体、淘汰不利变异的机制。
同一物种个体之间的差异，是自然选择的材料。
能互相交配并繁殖后代的一群生物。
保存在岩层中的古代生物遗骸或痕迹，是演化的证据。
生物居住和觅食的环境。
生物的体色或外形帮助牠隐藏于环境，例如北极熊的白毛。
细菌经药物筛选后存活繁殖，令药物失效的现象。
一个物种的所有个体死亡，永远从地球上消失。
3逐步讲解 Steps
- 第一步：辨认生物的适应特征适应指生物的形态和习性配合生存环境，有助寻找食物、避敌和繁殖。举个例子：仙人掌的针叶减少水分散失、肉质茎储水，正配合沙漠干旱环境；睡莲的阔叶平贴水面，争取更多阳光。学会从特征推想功能，是研究生物的第一步；北极熊的白毛和厚脂肪、鱼类的流线形身体，都是同样的道理。
- 第二步：理解变异无处不在同一种生物的个体之间也存在差异，这些差异称为变异，是演化的原材料。举个例子：同一种豆的植株有高有矮、豆荚有长有短；同班同学的身高也各不相同。变异大多来自遗传物质的组合，可以传给下一代，令族群出现多样性；没有变异，自然选择便无从挑选，族群也难以适应新环境。
- 第三步：认识自然选择四步曲自然选择的过程可分为四步：个体变异、环境考验、适者生存、特征传承。举个例子：一群雀鸟中喙较粗的能咬开硬种子；大旱之年细小的种子消失，只有粗喙个体吃饱并繁殖，下一代粗喙比例上升。环境像筛子，把较适合的特征留下来；达尔文在加拉帕戈斯群岛观察雀鸟的喙形，正是受了这样的启发。
- 第四步：解读化石证据化石是古代生物留下的遗迹，把化石按年代排列，便能看到生物随时间改变的过程。举个例子：把马的化石按年代排列，可见体型由小变大、脚趾由四趾变单趾，配合由森林到草原的环境转变，像一部上演了几千万年的电影；鲸鱼由陆地返回海洋的过渡化石，同样支持演化理论。
- 第五步：观察眼前的演化演化不只发生在远古，也正在我们眼前进行，细菌的抗药性就是明显例子。举个例子：医生处方抗生素时强调服完整个疗程，正是为了避免剩下较耐药的细菌繁殖，令药物失效。随意停药等于帮助耐药细菌通过考验，令治疗越来越困难；这正说明自然选择此刻仍在我们身边不断发生。
- 第六步：分析环境改变与选择方向环境改变会改变自然选择的方向，原本占优的特征可能变成弱势。举个例子：工业革命时树干被煤烟熏黑，深色桦尺蛾较难被鸟发现而数量上升；污染改善后，树干变回浅色，浅色个体又回增。同一种生物，命运随环境而逆转；环境转变太急时，生物可能来不及适应而濒临绝种。
- 第七步：连结保育行动每种生物都是漫长演化留下的成果，栖息地一旦消失，物种便难以存续。举个例子：一种青蛙只栖息在某片湿地，湿地被填平牠便无处可逃；保护栖息地等于保存演化的多样性。保育不只是爱护动物，更是守护地球的生命宝库；维持族群数量和栖息环境，才能保存亿万年累积的成果。
4图解 Diagrams
5例题示范 Example
例题：农夫连续十年使用同一种杀虫剂，发现效果越来越差。请用自然选择的概念解释原因，并提出两项建议。
- 解释：虫的族群本来就存在变异，有些个体天生对杀虫剂耐受较高；每次施药都像一次筛选，把不耐药的个体淘汰。
- 过程：不耐药的个体被杀死，耐药个体存活并繁殖，后代继承耐药特征；十年重复下来，族群大部分个体都耐药，药效自然逐年下降。
- 建议一：轮换使用不同成分的杀虫剂，令害虫难以同时适应多种筛选，减慢耐药性的累积。
- 建议二：采用综合防治，例如引入天敌、轮作和清除杂草，减少对单一药物的依赖，从整体上抑制虫害。
- 答案：同一种杀虫剂长期使用，等于不断筛选耐药个体，令族群逐渐以耐药为主，药效便逐年下降；轮换不同成分的药物和推行综合防治，可以减慢这种选择，令防治长久有效。
6常见错误 Mistakes
75 题快测 Quick check
Q1什么是适应？举一个例子。
Q2自然选择学说的要点有哪些？
Q3达尔文在加拉帕戈斯群岛观察到什么？
Q4为什么滥用抗生素会令药物失效？
Q5为什么保护栖息地与演化多样性有关？
8重点回顾 Recap
- 适应是配合环境的生存特征，例如仙人掌针叶、北极熊白毛、鱼的流线形。
- 达尔文由加拉帕戈斯雀鸟提出自然选择：变异、竞争、适者生存、遗传。
- 化石是演化的证据：马的祖先细小多趾，鲸有陆地祖先的过渡化石。
- 抗生素耐药性和工业黑化蛾显示演化正在眼前发生，环境改变即改变选择方向。
- 保护栖息地令生物有时间适应，保存亿万年演化累积的多样性。