生物適應與演化入門
基礎適應是生物配合環境生存的特徵，例如仙人掌的針葉和北極熊的白毛；演化則解釋這些特徵怎樣經漫長年代形成——族群內出現變異，環境透過自然選擇留下較能生存的個體，有利特徵遺傳給後代。抗生素耐藥性顯示演化正在眼前發生，保護棲息地才能保存多樣性。
- 適應是配合環境的生存特徵，例如仙人掌針葉、北極熊白毛、魚的流線形。
- 達爾文由加拉帕戈斯雀鳥提出自然選擇：變異、競爭、適者生存、遺傳。
- 化石是演化的證據：馬的祖先細小多趾，鯨有陸地祖先的過渡化石。
文體小知識：生物科普說明文用生動例子和比喻解釋生命現象的原理，把抽象的科學概念講得具體易明。
§課文原文 Passage
1留意身邊的生物，會發現牠們都有配合環境的特徵：沙漠中的仙人掌把葉子變成針狀，減少水分蒸發，莖部儲水；北極熊的毛髮白色，在雪地中偽裝，厚厚的脂肪保暖；魚類身體呈流線形，配上鰭和尾便於游泳；變色龍改變體色融入背景。這些幫助生物在特定環境中生存和繁殖的特徵，稱為適應。
2適應怎樣形成？十九世紀，達爾文乘小獵犬號環球航行，在加拉帕戈斯群島觀察到不同小島上的雀鳥喙形各異：有的粗厚適合咬碎種子，有的尖細適合啄吃昆蟲。他提出自然選擇學說：同一物種的個體之間存在變異；食物和空間有限，個體要競爭；具有較有利變異的個體更容易生存並繁殖，把特徵傳給後代；經過漫長年代，族群便逐漸改變，甚至形成新物種。化石證據支持這個解釋：馬的祖先由小狗般大、多趾，演化為現代單趾大型馬；科學家也找到鯨魚由陸地哺乳動物返回海洋的過渡化石。
3演化不只發生在遠古：細菌經過抗生素「篩選」，耐藥的個體存活並大量繁殖，令某些藥物漸漸失效，這正是自然選擇在我們眼前上演；工業革命時期，英國的樺尺蛾因樹幹被煤煙熏黑，深色個體反而更難被鳥類發現而增多。這些例子顯示：環境改變，選擇的方向也改變。
4理解演化，讓我們更懂得保護自然：環境急速改變時（砍伐森林、氣候變化），生物可能來不及適應而瀕臨絕種，因此保護棲息地、維持族群數量，才能保存億萬年演化累積的多樣性。科學態度方面，演化理論與所有科學理論一樣，經過大量證據支持，並隨新發現不斷修正——這正是科學的力量。
1重點摘要 Summary
適應是生物配合環境生存的特徵，例如仙人掌的針葉和北極熊的白毛；演化則解釋這些特徵怎樣經漫長年代形成——族群內出現變異，環境透過自然選擇留下較能生存的個體，有利特徵遺傳給後代。抗生素耐藥性顯示演化正在眼前發生，保護棲息地才能保存多樣性。
2生字卡 Vocabulary
幫助生物在特定環境中生存和繁殖的特徵。
族群經漫長年代逐漸改變、可形成新物種的過程。
環境留下較能生存繁殖的個體、淘汰不利變異的機制。
同一物種個體之間的差異，是自然選擇的材料。
能互相交配並繁殖後代的一群生物。
保存在岩層中的古代生物遺骸或痕跡，是演化的證據。
生物居住和覓食的環境。
生物的體色或外形幫助牠隱藏於環境，例如北極熊的白毛。
細菌經藥物篩選後存活繁殖，令藥物失效的現象。
一個物種的所有個體死亡，永遠從地球上消失。
3逐步講解 Steps
- 第一步：辨認生物的適應特徵適應指生物的形態和習性配合生存環境，有助尋找食物、避敵和繁殖。舉個例子：仙人掌的針葉減少水分散失、肉質莖儲水，正配合沙漠乾旱環境；睡蓮的闊葉平貼水面，爭取更多陽光。學會從特徵推想功能，是研究生物的第一步；北極熊的白毛和厚脂肪、魚類的流線形身體，都是同樣的道理。
- 第二步：理解變異無處不在同一種生物的個體之間也存在差異，這些差異稱為變異，是演化的原材料。舉個例子：同一種豆的植株有高有矮、豆莢有長有短；同班同學的身高也各不相同。變異大多來自遺傳物質的組合，可以傳給下一代，令族群出現多樣性；沒有變異，自然選擇便無從挑選，族群也難以適應新環境。
- 第三步：認識自然選擇四步曲自然選擇的過程可分為四步：個體變異、環境考驗、適者生存、特徵傳承。舉個例子：一群雀鳥中喙較粗的能咬開硬種子；大旱之年細小的種子消失，只有粗喙個體吃飽並繁殖，下一代粗喙比例上升。環境像篩子，把較適合的特徵留下來；達爾文在加拉帕戈斯群島觀察雀鳥的喙形，正是受了這樣的啟發。
- 第四步：解讀化石證據化石是古代生物留下的遺跡，把化石按年代排列，便能看到生物隨時間改變的過程。舉個例子：把馬的化石按年代排列，可見體型由小變大、腳趾由四趾變單趾，配合由森林到草原的環境轉變，像一部上演了幾千萬年的電影；鯨魚由陸地返回海洋的過渡化石，同樣支持演化理論。
- 第五步：觀察眼前的演化演化不只發生在遠古，也正在我們眼前進行，細菌的抗藥性就是明顯例子。舉個例子：醫生處方抗生素時強調服完整個療程，正是為了避免剩下較耐藥的細菌繁殖，令藥物失效。隨意停藥等於幫助耐藥細菌通過考驗，令治療越來越困難；這正說明自然選擇此刻仍在我們身邊不斷發生。
- 第六步：分析環境改變與選擇方向環境改變會改變自然選擇的方向，原本佔優的特徵可能變成弱勢。舉個例子：工業革命時樹幹被煤煙熏黑，深色樺尺蛾較難被鳥發現而數量上升；污染改善後，樹幹變回淺色，淺色個體又回增。同一種生物，命運隨環境而逆轉；環境轉變太急時，生物可能來不及適應而瀕臨絕種。
- 第七步：連結保育行動每種生物都是漫長演化留下的成果，棲息地一旦消失，物種便難以存續。舉個例子：一種青蛙只棲息在某片濕地，濕地被填平牠便無處可逃；保護棲息地等於保存演化的多樣性。保育不只是愛護動物，更是守護地球的生命寶庫；維持族群數量和棲息環境，才能保存億萬年累積的成果。
4圖解 Diagrams
5例題示範 Example
例題：農夫連續十年使用同一種殺蟲劑，發現效果越來越差。請用自然選擇的概念解釋原因，並提出兩項建議。
- 解釋：蟲的族群本來就存在變異，有些個體天生對殺蟲劑耐受較高；每次施藥都像一次篩選，把不耐藥的個體淘汰。
- 過程：不耐藥的個體被殺死，耐藥個體存活並繁殖，後代繼承耐藥特徵；十年重複下來，族群大部分個體都耐藥，藥效自然逐年下降。
- 建議一：輪換使用不同成分的殺蟲劑，令害蟲難以同時適應多種篩選，減慢耐藥性的累積。
- 建議二：採用綜合防治，例如引入天敵、輪作和清除雜草，減少對單一藥物的依賴，從整體上抑制蟲害。
- 答案：同一種殺蟲劑長期使用，等於不斷篩選耐藥個體，令族群逐漸以耐藥為主，藥效便逐年下降；輪換不同成分的藥物和推行綜合防治，可以減慢這種選擇，令防治長久有效。
6常見錯誤 Mistakes
75 題快測 Quick check
Q1什麼是適應？舉一個例子。
Q2自然選擇學說的要點有哪些？
Q3達爾文在加拉帕戈斯群島觀察到什麼？
Q4為什麼濫用抗生素會令藥物失效？
Q5為什麼保護棲息地與演化多樣性有關？
8重點回顧 Recap
- 適應是配合環境的生存特徵，例如仙人掌針葉、北極熊白毛、魚的流線形。
- 達爾文由加拉帕戈斯雀鳥提出自然選擇：變異、競爭、適者生存、遺傳。
- 化石是演化的證據：馬的祖先細小多趾，鯨有陸地祖先的過渡化石。
- 抗生素耐藥性和工業黑化蛾顯示演化正在眼前發生，環境改變即改變選擇方向。
- 保護棲息地令生物有時間適應，保存億萬年演化累積的多樣性。