生物

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進化樹圖譜瀏覽

1. OneZoom: Tree of Life Explorer

OneZoom 是一個非常精緻且互動性強的生命樹工具，使用者可以瀏覽地球上所有已知物種的進化關係。這個平台將所有物種繪製成一個螺旋狀的「豆莢」，每個葉子代表一個物種，並展示物種間的演化連結。OneZoom 提供了直觀且可探索的方式來理解生命的多樣性，並且對教育和科學研究非常有用。你可以在 OneZoom 網站上體驗這個工具。

2. Tree of Life Web Project

Tree of Life Web Project 是一個開放免費的平台，專注於展示所有已知生物的進化關係。這個網站提供大量來自各個生物學領域的數據，並以視覺化的方式展示物種間的關聯，適合學術研究和教育使用。它是學習進化生物學的理想工具。

3. PhyloPic

PhyloPic 提供了一個線上圖像庫，其中包含了各種物種的圖片，這些圖像可以用來豐富進化樹的視覺展示。用戶可以將這些圖片與進化樹結合，進一步幫助理解物種之間的進化關係。這個平台非常適合用於生物學和進化學的教育。

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演化地質時代

地質時代表

生物演化大分支

生物化學

定義

生物化學（Biochemistry）是研究生物體內化學物質與反應的科學，結合化學與生物學，探討生命的分子基礎。

研究對象

• 蛋白質
• 核酸（DNA、RNA）
• 脂質
• 醣類
• 酵素與代謝物

核心主題

1. 生物大分子

• 蛋白質：由胺基酸組成，具結構、催化、運輸、訊號等功能。
• 核酸：儲存與傳遞遺傳資訊，控制蛋白質合成。
• 脂質：構成細胞膜，是能量儲存的重要來源。
• 醣類：供應能量，亦作為細胞識別與結構元件。

2. 酵素與催化

• 酵素是具專一性的生物催化劑，加快化學反應速率。
• 研究酵素的結構、作用機制、抑制劑與調控機制是核心內容。

3. 代謝

• 代謝是生物體內進行的化學反應總和，分為：
• 同化作用：合成反應（如蛋白質合成、光合作用）
• 異化作用：分解反應（如葡萄糖分解釋放能量）

4. 分子訊息傳遞

• 細胞透過訊號分子與受體進行溝通，例如激素與第二信使系統（如cAMP）
• 影響基因表現、酵素活性與細胞行為

應用領域

• 醫藥開發（如藥物靶點、酵素抑制劑）
• 基因工程與生物技術
• 疾病診斷與治療（如癌症、糖尿病、遺傳疾病）
• 營養學與食品科學

結語

生物化學揭示生命的分子機制，是現代生命科學與醫學研究的重要基礎，幫助我們理解健康、疾病與生命的本質。

分子生物學

定義

核心概念

• DNA（去氧核醣核酸）：儲存遺傳資訊，是遺傳物質的載體。
• RNA（核醣核酸）：負責遺傳訊息的轉錄與轉譯。
• 蛋白質：由RNA指導合成，負責細胞中大多數的功能與結構。
• 中央法則：遺傳訊息由DNA複製，再經由轉錄成RNA，最後轉譯成蛋白質。

主要過程

• DNA複製：細胞分裂前，DNA會進行精確的複製，以確保遺傳資訊得以傳承。
• 轉錄：DNA序列被轉錄為mRNA，作為蛋白質合成的模板。
• 轉譯：mRNA在核糖體中被解讀，合成對應的胺基酸鏈，形成蛋白質。

應用領域

• 基因工程與轉基因生物
• 生物技術藥品（如胰島素、單株抗體）
• 疾病診斷與基因治療
• DNA鑑定與親子鑑定

常用技術

• PCR（聚合酶鏈式反應）：用來快速擴增DNA片段。
• 電泳技術：分離DNA、RNA或蛋白質的工具。
• 基因定序：用來解讀DNA的鹼基排列順序。
• CRISPR/Cas9：基因編輯技術，可精準修改基因。

與其他學科的關聯

核苷酸

定義

核苷酸（Nucleotide）是組成DNA與RNA的基本單位，也參與細胞內多種生化反應。每個核苷酸由三部分構成：

• 一個含氮鹼基（Nitrogenous base）
• 一個五碳糖（五碳醣，Pentose sugar）
• 一至三個磷酸基（Phosphate group）

鹼基種類

• DNA：腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）
• RNA：腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、尿嘧啶（U）

五碳糖

• DNA：去氧核糖（Deoxyribose）
• RNA：核糖（Ribose）

核苷與核苷酸的區別

• 核苷（Nucleoside）：只包含鹼基與五碳糖
• 核苷酸（Nucleotide）：核苷加上一個或多個磷酸基

核苷酸在DNA與RNA中的角色

核苷酸以聚合方式串接，形成DNA或RNA的長鏈。磷酸和糖形成主鏈，鹼基朝內部排列，構成遺傳資訊。

• DNA呈雙螺旋結構，由兩條核苷酸鏈透過鹼基配對（A-T、G-C）穩定結合
• RNA為單鏈結構，參與蛋白質合成等多種功能

其他重要核苷酸

• ATP（腺苷三磷酸）：細胞能量貨幣，供應代謝所需能量
• cAMP（環腺苷單磷酸）：細胞內信號傳遞的第二信使
• NAD⁺/FAD：參與氧化還原反應的輔酶

功能總結

• 構成DNA與RNA，承載與傳遞遺傳資訊
• 參與能量轉移與細胞代謝
• 作為訊號分子調節細胞功能

含氮鹼基

定義

含氮鹼基是指核酸分子中的含氮有機環狀化合物，具有鹼性，可與酸作用形成鹽。它們是DNA與RNA的重要組成部分，負責遺傳訊息的儲存與傳遞。

主要類型

含氮鹼基可分為兩大類：

• 嘌呤類（Purines）：含有雙環結構，代表為腺嘌呤（Adenine, A）與鳥嘌呤（Guanine, G）
• 嘧啶類（Pyrimidines）：含有單環結構，代表為胞嘧啶（Cytosine, C）、胸腺嘧啶（Thymine, T，僅見於DNA）與尿嘧啶（Uracil, U，僅見於RNA）

功能

含氮鹼基透過氫鍵形成鹼基配對，是核酸雙股結構的關鍵：

• DNA中：A與T配對，G與C配對
• RNA中：A與U配對，G與C配對

生物意義

鹼基序列決定蛋白質的合成順序，構成基因的遺傳密碼。在複製、轉錄與轉譯過程中，鹼基配對確保資訊的正確傳遞。

其他應用

含氮鹼基衍生物也用於藥物設計（如抗病毒藥與化療藥），以及生化實驗中作為探針、標記與反應底物。

DNA：生命的基因密碼

什麼是 DNA？

DNA，全名為去氧核糖核酸（Deoxyribonucleic Acid），是一種攜帶遺傳信息的分子。它是所有已知生物體（包括許多病毒）的遺傳物質，負責指導生物的發育、生長、繁殖及生理功能。

DNA 的結構

DNA 的分子結構呈雙螺旋形狀，由兩條由核苷酸組成的長鏈交織而成。每個核苷酸由三部分組成：

• 磷酸
• 五碳糖（去氧核糖）
• 含氮鹼基（腺嘌呤A、胸腺嘧啶T、鳥嘌呤G、胞嘧啶C）

鹼基之間按照特定的配對規則結合：A 配 T，G 配 C。

DNA 的功能

DNA 的主要功能是存儲和傳遞遺傳信息。它透過以下方式發揮作用：

• 複製：DNA 能自我複製，將遺傳信息傳遞給下一代細胞。
• 轉錄與翻譯：DNA 信息被轉錄為 RNA，接著由 RNA 翻譯為蛋白質，完成生物體的生命活動。

DNA 在科學與醫學中的應用

DNA 在現代科學與醫學中具有廣泛應用，例如：

• 遺傳疾病的診斷與治療
• 基因工程與基因編輯技術（如 CRISPR）
• 法醫學中的身份確認
• 生物進化研究

結語

DNA 是生命的核心密碼，理解它的結構與功能，不僅讓我們能揭開生物世界的奧秘，也為人類科技與醫療發展帶來無限可能。

RNA

什麼是RNA？

RNA（核糖核酸，Ribonucleic Acid）是一種由核苷酸組成的生物分子，與DNA共同參與遺傳資訊的儲存和表達。RNA通常是單鏈分子，與DNA的雙鏈結構不同。

RNA的結構

RNA的基本組成單位是核苷酸，每個核苷酸由核糖（糖分子）、磷酸基團和四種氮基之一（腺嘌呤A、鳥嘌呤G、胞嘧啶C、尿嘧啶U）組成。RNA中的尿嘧啶（U）取代了DNA中的胸腺嘧啶（T）。

RNA的種類

• 信使RNA（mRNA）：負責攜帶DNA上的遺傳信息，用於指導蛋白質的合成。
• 轉運RNA（tRNA）：在蛋白質合成過程中運輸氨基酸到核糖體。
• 核糖體RNA（rRNA）：是核糖體的主要組成部分，參與蛋白質的合成。
• 其他非編碼RNA：如miRNA和siRNA，參與基因表達調控和RNA干擾。

RNA的功能

• 傳遞遺傳信息，指導蛋白質的合成。
• 在細胞內擔任催化劑，如核酶。
• 參與基因表達調控。
• 在病毒中作為遺傳物質，如新冠病毒（SARS-CoV-2）的基因組。

RNA與DNA的差異

RNA和DNA的主要差異在於結構和功能：RNA是單鏈，核糖取代了DNA的去氧核糖，尿嘧啶（U）取代了DNA的胸腺嘧啶（T）。此外，RNA通常在細胞內執行動態功能，而DNA主要負責穩定的遺傳信息儲存。

RNA的研究應用

RNA在生物醫學研究中具有重要應用，例如RNA疫苗（如mRNA疫苗）、RNA干擾技術（RNAi）和基因治療等，為疾病診斷與治療帶來新的可能性。

基因

定義

基因（Gene）是指存在於生物體DNA（或部分病毒的RNA）上的功能性遺傳單位，是遺傳資訊的基本單位。每個基因包含用來製造蛋白質或RNA的指令，控制著生物的性狀、功能與發育。

結構與組成

• DNA序列：基因由核苷酸組成的DNA序列構成，排列順序決定了遺傳資訊的內容。
• 外顯子（Exon）：可轉譯為蛋白質的部分。
• 內含子（Intron）：不參與蛋白質編碼，但可能有調控功能。
• 啟動子（Promoter）：控制基因表現的開啟與關閉。

功能

• 指導細胞製造蛋白質。
• 調控細胞活動與代謝路徑。
• 決定遺傳特徵，如眼睛顏色、血型、酵素活性等。
• 參與生長、發育、免疫與行為等生理過程。

遺傳方式

基因透過染色體在生殖過程中從親代傳給子代。主要遺傳方式包括：

• 顯性與隱性遺傳：顯性基因會在雜合狀態下表現出來，隱性基因則需兩個拷貝才會表現。
• 性聯遺傳：基因位於性染色體上，如X或Y染色體。
• 線粒體遺傳：線粒體DNA由母系傳遞。

基因突變

基因可能因自然或外部因素發生突變，改變其DNA序列，可能導致：

• 遺傳疾病（如囊腫性纖維化、地中海型貧血）。
• 癌症等細胞失控增生。
• 產生新的生物多樣性。

應用

• 醫學：基因療法、癌症檢測、個人化醫療。
• 農業：基因改造作物以提升抗病性與產量。
• 法醫：DNA鑑定。
• 演化研究：比較不同物種基因了解演化歷史。

基因與基因體

基因是一段DNA，而一個生物體所有的基因總和稱為「基因體（Genome）」。人類基因體包含約2萬至2萬5千個基因，組成約30億個DNA鹼基對。

蛋白質

定義

蛋白質是由胺基酸（amino acids）透過肽鍵連結而成的大分子化合物，是生命體中最重要的生物分子之一，負責構成細胞組織並參與各種生理功能。

結構層級

• 一級結構：胺基酸的排列順序。
• 二級結構：如α-螺旋與β-摺疊，由氫鍵穩定形成。
• 三級結構：整體蛋白質的三維立體結構。
• 四級結構：多個蛋白質次單元組成的複合結構（如血紅素）。

主要功能

• 結構支持：如膠原蛋白構成皮膚、肌腱與骨骼。
• 催化反應：酵素是蛋白質，能加速生化反應。
• 運輸：如血紅素攜帶氧氣、運輸蛋白穿越細胞膜。
• 訊息傳遞：荷爾蒙（如胰島素）與受體調控生理活動。
• 免疫防禦：抗體屬於蛋白質，可辨識與中和病原體。
• 動能產生：肌肉蛋白（如肌動蛋白、肌球蛋白）協助細胞與肌肉收縮。

蛋白質的來源

• 動物性：肉類、魚類、蛋、奶，含完整胺基酸。
• 植物性：豆類（黃豆、黑豆）、穀類（糙米、藜麥）、堅果等。

合成與分解

• 合成：在細胞核中，DNA經轉錄成mRNA，再由核糖體翻譯為蛋白質。
• 分解：體內多餘或老化的蛋白質會被酵素分解為胺基酸回收利用。

營養價值

蛋白質是三大營養素之一（另兩者為碳水化合物與脂肪），對於維持肌肉量、修復組織、製造酵素與免疫蛋白至關重要。成人每日建議攝取量約為每公斤體重0.8克，運動者需求更高。

與健康的關聯

• 不足：可能導致肌肉流失、免疫力下降、發育遲緩。
• 過量：可能加重腎臟負擔，特別是有腎病患者需特別留意。

應用

• 醫藥：製造胰島素、疫苗與抗體藥物。
• 食品科技：植物性蛋白開發為替代肉品。
• 科研：蛋白質晶體學、蛋白質工程與合成生物學等領域。

線粒體

結構

• 外膜：包覆整個線粒體，具有選擇性通透性。
• 內膜：向內摺疊形成皺摺（脊），增加表面積，內含電子傳遞鏈。
• 膜間腔：外膜與內膜之間的空間，參與質子梯度的形成。
• 基質：內膜包圍的區域，含有DNA、核糖體與代謝酶。

功能

• 能量生產：透過氧化磷酸化產生ATP，是細胞的能量工廠。
• 代謝調節：參與脂肪酸氧化、檸檬酸循環等代謝途徑。
• 鈣離子儲存：協助細胞內鈣離子濃度的調節。
• 細胞凋亡：釋放細胞色素c啟動細胞程式性死亡。
• 自有遺傳物質：具有自己的DNA，可合成部分蛋白質。

腺苷三磷酸 ATP

結構

• 全名：腺苷三磷酸（Adenosine Triphosphate）。
• 組成：由一個腺苷（腺嘌呤 + 核糖）和三個磷酸基團組成。
• 高能鍵：三個磷酸基團之間的鍵為高能磷酸鍵，特別是末端兩個鍵，水解時可釋放大量能量。

功能

• 能量貨幣：ATP是細胞中能量的直接來源，用於驅動各種生化反應。
• 活化反應物：透過磷酸化使反應物變得更具反應性。
• 細胞活動：提供能量給肌肉收縮、神經傳導、主動運輸等細胞活動。
• 可逆反應：ATP水解為ADP + Pi後可再生合成，維持細胞能量循環。

生物形態中的圖靈斑圖

圖靈模型與形態生成

• 圖靈在其論文《The Chemical Basis of Morphogenesis》中提出，動物與植物的形態結構（如斑紋、節點、突起）可由化學物質在胚胎發育過程中的擴散與反應產生。
• 此模型打破了「形態完全由基因控制」的觀念，強調基因只是設定初始條件，形態結構則由化學與物理動力自然自組而成。

激發劑與抑制劑機制

• 激發劑（Activator）：促進自身與抑制劑的產生，通常擴散速度較慢。
• 抑制劑（Inhibitor）：抑制激發劑的活性或生成，擴散速度較快。
• 這種不對稱的擴散速率會在空間中產生不均勻分布，形成穩定而具規律的圖樣。

在生物體中的實例

• 動物皮膚圖案：如花豹的斑點、斑馬的條紋、熱帶魚的網狀圖案等，可視為不同激發/抑制物質在發育階段產生的圖樣。
• 四肢與趾頭發育：在胚胎發展初期，圖靈機制可決定指節位置與數量。
• 毛囊與羽毛：小鼠與鳥類的毛囊形成呈現出斑點分布，符合圖靈模式預測。
• 植物葉序與花瓣排列：反應-擴散模型可模擬植物芽點分布與螺旋花序產生。

基因與圖靈機制的關聯

• 基因調控激發劑與抑制劑的合成與分佈，但圖樣的實際形成依賴反應-擴散的物理過程。
• 例如在斑馬魚的皮膚斑紋形成中，已發現與色素細胞互動有關的基因，其表現影響圖靈機制的輸出。

模擬與驗證

• 現代電腦可模擬不同參數下的圖靈模式，並成功重現自然界常見的花紋。
• 透過基因工程與實驗操作，科學家已在動物模型中誘發或改變斑圖，進一步驗證圖靈機制的可行性。

病毒

結構

• 基因體：可為DNA或RNA，單股或雙股，攜帶病毒複製與感染所需的遺傳訊息。
• 蛋白質外殼（衣殼）：由蛋白質組成，保護病毒基因體並協助附著宿主細胞。
• 包膜（有些病毒）：由宿主細胞膜衍生而來，含病毒特有的糖蛋白，有助於進入宿主細胞。

特性

• 非細胞型生物：不具細胞結構，無法自行代謝與繁殖。
• 需寄生繁殖：必須侵入宿主細胞，利用其機制進行複製與裝配。
• 具高度專一性：多數病毒只感染特定種類的細胞或生物。
• 快速突變：尤其RNA病毒突變率高，有利於逃避免疫系統。

繁殖週期

• 吸附：病毒附著在宿主細胞表面的受體上。
• 穿透與脫殼：病毒進入細胞並釋放其基因體。
• 複製與轉譯：利用宿主系統複製病毒核酸並合成蛋白質。
• 組裝：新產生的病毒成分在細胞內組裝成完整病毒。
• 釋放：病毒離開宿主細胞，感染更多細胞，可能伴隨細胞破裂。

非致病性病毒的命名與適用性

語義問題

學術上的使用

• 噬菌體病毒：感染細菌的病毒，可用於治療抗藥性細菌感染。
• 內源性病毒元素（Endogenous viral elements）：存在於宿主基因組中的病毒序列，部分參與基因調控。
• 植物促生病毒：某些植物病毒能提升植物對逆境的耐受性。

中性或正向表述

• 非致病性病毒
• 共生病毒（Symbiotic virus）
• 互利病毒（Mutualistic virus）
• 病毒共生體（Viral symbiont）
• 溫和病毒（Temperate virus）：指不破壞宿主的病毒

是否需要新名詞？

• 「病毒」已成為分類學與病毒學中固定術語。
• 生物學上對病毒的定義並不依賴其是否致病。
• 增加修飾詞比創造新詞更實際，亦較易被大眾理解與接受。

結論

細胞

細胞概述

• 細胞是生物體最基本的結構與功能單位，所有生物皆由一個或多個細胞所構成。
• 根據結構區分為兩大類：原核細胞與真核細胞。

原核細胞

• 無細胞核，其DNA位於細胞質中的核區。
• 結構簡單，無膜狀胞器。
• 代表：細菌與古菌。

真核細胞

• 具有細胞核與多種膜狀胞器，結構複雜。
• 包括植物細胞、動物細胞、真菌與原生生物。

細胞的主要構造

• 細胞膜：由脂雙層組成，控制物質進出。
• 細胞質：細胞內液狀環境，包含各種胞器。
• 細胞核：含DNA，控制細胞活動（僅見於真核細胞）。
• 核糖體：蛋白質合成場所，可自由存在或附著在粗糙內質網。
• 內質網：合成與運輸蛋白質（粗糙）與脂質（平滑）。
• 高基氏體：修飾、包裝與運輸蛋白質。
• 粒線體：產生ATP，是細胞的能量工廠。
• 溶體：分解廢物與細胞內物質（動物細胞中）。
• 液胞：儲存水分與養分（植物細胞中通常較大）。
• 細胞壁：由纖維素構成，提供支持與保護（植物細胞特有）。
• 葉綠體：進行光合作用（植物細胞特有）。

細胞的功能

• 新陳代謝：進行合成與分解反應，維持生命活動。
• 能量轉換：將營養轉換成ATP供應細胞使用。
• 繁殖與分裂：透過有絲分裂或減數分裂進行增殖與遺傳。
• 反應與調節：感應外在刺激並作出反應。
• 分化與專化：多細胞生物中，細胞會發展成不同功能的類型。

細菌

基本特徵

形態分類

• 球菌（Coccus）：如金黃色葡萄球菌。
• 桿菌（Bacillus）：如大腸桿菌。
• 螺旋菌（Spirillum）：如梅毒螺旋體。
• 弧菌（Vibrio）：如霍亂弧菌。

生理特性

• 需氧菌：需氧氣才能生存。
• 厭氧菌：在無氧環境下生存。
• 兼性厭氧菌：可在有氧或無氧環境中生長。

繁殖方式

染色與分類

• 革蘭氏陽性菌：細胞壁厚，染成紫色。
• 革蘭氏陰性菌：細胞壁薄，染成粉紅色。

與人類的關係

• 有益細菌：如腸道菌協助消化、固氮菌幫助植物吸收氮、乳酸菌製作優酪乳。
• 有害細菌：如引起肺炎、霍亂、結核、梅毒等疾病的病原菌。

抗生素與抗藥性

應用領域

• 基因工程中使用大腸桿菌製造胰島素。
• 利用乳酸菌製作起司、味噌等食品。
• 利用分解菌進行汙水處理與土壤淨化。

分枝桿菌

基本特徵

分類與種類

• 結核分枝桿菌群（M. tuberculosis complex）：包括M. tuberculosis（人型結核桿菌）、M. bovis（牛型結核桿菌）等，是結核病的主要病原。
• 麻風分枝桿菌（M. leprae）：引起麻風病。
• 非結核分枝桿菌（NTM）：如M. avium complex、M. kansasii、M. marinum等，多為環境菌，但在免疫功能低下者可引起肺部、皮膚或淋巴結感染。

生理與生長特性

傳播方式

臨床影響

• 結核病：主要由M. tuberculosis引起，影響肺部為主，亦可波及全身器官。
• 麻風病：由M. leprae引起，影響皮膚與周邊神經，可能導致感覺喪失與肢體變形。
• NTM感染：免疫抑制者易感染，如愛滋病患者、器官移植者，可能引起肺炎、皮膚潰瘍等。

診斷與治療

防治措施

真菌

什麼是真菌？

真菌是一大類由細胞核構成的生物，包括酵母菌、霉菌和蘑菇等。真菌與植物、動物和細菌有明顯不同，具有自身獨特的特徵，並且在生態系統和人類生活中發揮重要作用。

主要特徵

• 異營生物：無法通過光合作用製造養分，依賴吸收外界有機物質為生。
• 細胞壁：細胞壁主要由幾丁質構成，而非植物的纖維素。
• 孢子繁殖：多數真菌通過孢子進行無性或有性繁殖。
• 菌絲體：真菌的主要身體結構由菌絲組成，菌絲是細長的絲狀結構。
• 分解者：許多真菌能分解有機物，參與生態系統的物質循環。

分類

真菌通常分為以下幾個主要類別：

1. 子囊菌門（Ascomycota）：包括酵母菌、青黴和麴菌等。
2. 擔子菌門（Basidiomycota）：包括蘑菇、木耳和靈芝等。
3. 接合菌門（Zygomycota）：如毛霉菌和根霉菌。
4. 壺菌門（Chytridiomycota）：主要生活於水中，常為寄生或分解者。

生態角色

真菌在生態系統中扮演多種角色：

• 分解者：分解有機物質，釋放養分供植物吸收。
• 共生關係：與植物根系形成菌根，共享養分，促進植物生長。
• 寄生者：部分真菌可感染植物或動物，導致疾病。

人類的應用

真菌在人類生活中具有重要用途：

• 食品製造：如用於釀造啤酒、製作麵包和發酵豆腐。
• 藥物生產：青黴素等抗生素由真菌衍生而來。
• 環境保護：用於處理污染物，如分解石油和塑料。

真菌界 演化

真菌界 Fungi

擔子菌門 Basidiomycota
    擔子菌綱 Basidiomycetes
        多孔菌目 Polyporales
            多孔菌科 Polyporaceae
                薄孔菌屬 Antrodia				牛樟芝 , 樟芝 , 紫杉薄孔菌
            靈芝科								靈芝
        木耳目									黑木耳 , 毛木耳
    銀耳綱
        銀耳目									白木耳
    傘菌綱 Agaricomycetes
        傘菌目
            側耳科								杏鮑菇, 金頂側耳(金頂菇/黃金菇/珊瑚菇), 鳳尾菇(秀珍菇)
            小皮傘科							香菇(冬菇/北菇/花菇/椎茸), 金針菇
        紅菇目
            猴頭菇科							猴頭菇
        銹革孔菌目								桑黃
        

子囊菌門
    糞殼菌綱
        肉座菌目
            蛇形蟲草科
                蛇形蟲草屬						冬蟲夏草
    盤菌綱-目
            塊菌科-屬							松露
囊泡藻界
    不等鞭毛門
        褐藻綱									海帶/昆布

動物

動物演化大分支

節肢動物

什麼是節肢動物？

節肢動物（Arthropoda）是地球上種類最多、分布最廣的一類動物，包含昆蟲、蜘蛛、甲殼類和多足類等。它們的身體具有外骨骼和分節的特徵，並且擁有關節化的附肢。

主要特徵

• 外骨骼：由堅硬的幾丁質構成，用於保護身體和支持肌肉。
• 分節身體：身體分為不同的段節，每個段節具有特定功能。
• 關節化附肢：用於運動、觸覺、捕食或其他特定功能。
• 對稱性：具有兩側對稱的身體結構。
• 開放式循環系統：血液流動於體腔中，而非密閉的血管內。

分類

節肢動物主要分為以下幾個亞門：

1. 昆蟲亞門（Insecta）：包含蝴蝶、蚊子、甲蟲等。
2. 蛛形綱（Arachnida）：包括蜘蛛、蠍子和蜱蟎。
3. 甲殼亞門（Crustacea）：如蝦、蟹、磷蝦等。
4. 多足綱（Myriapoda）：包含蜈蚣和千足蟲。
5. 三葉蟲亞門（Trilobita）：已滅絕的海洋節肢動物。

重要性

節肢動物在生態系統和人類生活中具有重要的作用：

• 作為食物鏈的重要組成部分。
• 幫助授粉和維持植物繁殖。
• 某些種類能分解有機物質，促進生態循環。
• 同時也可能是病害傳播者，例如蚊子傳播瘧疾。

節肢動物演化分支

節肢動物 - 演化分支

             |
             +-----------------------------------------------------------+
             |                                                           |
           恐蝦:稱覇寒武紀,奧陶紀滅絕 5.4~4.8億年前                    真節肢動物
                                                                         |
             +-----------------------------------------------------------+
             |                                                           |
          蛛形類 Chelicerata                                     有顎類  Mandibulata
             |                                                           |
             +----------------------+                                    +----------------------+
             |                      |                                    |                      |
          三葉蟲                  螯肢                              泛甲殼動物                多足
                                    蜘, 蠍, 鱟                           |                       蜈蚣, 馬陸
                                                         +---------------+
                                                         |               |
                                                       六足:昆蟲      甲殼動物 : 蝦, 蟹, 藤壺
                                                         |               |
3億年前-二疊紀始-高氧時代 > 大節肢動物                      |               |
                                             +-----------+               |
                                             |           |               |
                                        有翅亞綱       衣魚 蛃  
                                             |                           
                                             +-----------+               
                                             |           |               
                                         古翅下綱      新翅下綱
                                             |           |               
                                  +----------+           +-----------+
                                  |          |           |           |
                             蜻蛉總目       蜉蝣     真變態類      複新翅類
                               蜻蜓                      |           |               
                                             +-----------+           +---------+    
                                             |           |           |         |
                                           蟬          內生翅      蝗 虱      網翅總目
                                                         |                      螳螂 蟑螂 白蟻
                                             +-----------+-------+
                                             |           |       |        
                                          蠍蛉總目    鞘翅目    膜翅目
                                             |          甲蟲     |  30M年前
                                  +----------+                   +----+
                                  |          |                   |    |
                               蝶蛾 蛉 蚤   雙翅目             廣腰  細腰
                                             |                         蜂 蟻
                                  +----------+
                                  |          |               
                              長角亞目      蠅 虻
                                蚊 蚋 蠓

脊椎動物大分支

魚類

什麼是魚類？

魚類是脊椎動物的一大類，主要生活在水中，依靠鰓進行呼吸。魚類的種類繁多，分布廣泛，從淡水湖泊到深海中均可見其蹤影。

主要特徵

• 鰓呼吸：利用鰓從水中吸取氧氣。
• 鰭結構：身體兩側和尾部的鰭用於游泳和平衡。
• 流線型身體：減少水中阻力，有助於快速游動。
• 鱗片覆蓋：大多數魚類的身體被鱗片保護。
• 變溫動物：魚類的體溫隨環境溫度變化。

分類

魚類通常分為以下三大類：

1. 軟骨魚類（Chondrichthyes）：如鯊魚、魟魚等，骨骼由軟骨構成。
2. 硬骨魚類（Osteichthyes）：如鯉魚、金魚，骨骼為硬骨。
3. 無頜魚類（Agnatha）：如七鰓鰻，無下顎，屬於最原始的魚類。

生活環境

魚類生活於各種水域環境，包括：

• 淡水：如河流、湖泊中的魚類，例如鯉魚和鮭魚。
• 海水：生活於海洋中的魚類，例如鱈魚和金槍魚。
• 鹹淡水交界：某些魚類可適應鹹淡水，例如彈塗魚和鳗魚。

重要性

魚類在人類生活和生態系統中扮演重要角色：

• 作為重要的蛋白質來源，支撐全球食品供應。
• 生態系統的關鍵部分，維持水域生物多樣性。
• 促進經濟發展，如漁業和觀賞魚養殖業。

魚類 - 演化分支

         脊椎動物/Vertebrata
             |
             +----------------------------------------------------------+
             |                                                          |
         無頜: 盲鰻,七鰓鰻                           有頜 (<4.5億年前):形成上下開合的口
                                                                        |
             +----------------------------------------------------------+
             |                                                          |
             |                                                      盾皮魚† 4.4~3.6億年前
             |
             +----------------------------------------------------------+
             |                                                          |
         硬骨魚                                                軟骨: 鯊魚 鰩 魟 鱝 電鰩
             |
             +----------------------------------------------------------+
             |                                                          |
         條鰭/幅鰭                                             肉鰭魚:骨頭伸到鰭端
             |                                                          |
             +-------------------+                                      +---------------------+
             |                   |                                      |                     |
         軟質亞綱            新鰭亞綱                          腔棘魚綱, 肺魚        四足/Tetrapods: 肉鰭魚上陸
             鱘                  |                    
                                 |                    
             +-------------------+                    
             |                   |                    
         真骨下綱            全骨下綱: 雀鱔 弓鰭魚
             |
             +-------------------+
             |                   |
        龍魚 鰻 海鰱		   鯡頭魚
                                 |                    
             +-------------------+                    
             |                   |
           正真骨魚群          骨鯡群
             |                      鯉 沙丁魚 鯰 鯡 鯷
             |
             +-------------------+
             |                   |
            鮭 狗魚 香魚       新真骨魚亞群
                                 |                    
             +-------------------+                    
             |                   |
         鱸形亞類               鱈 燈籠魚 皇帶魚 月魚
             |
             +-------------------+
             |                   |
          鮪 鯖 鰹               |                    
                                 |                    
             +-------------------+                    
             |                   |
          真鱸形Eupercaria       +------------+
           鱸 鯛                 |            |
                    +------------+          卵附系
                    |            |             飛魚 秋刀魚
                鰺形系         攀鱸系
                   旗             攀鱸 鰻鰍

盾皮魚

概述

形態特徵

• 骨質甲殼：頭胸部包覆有厚重骨板，提供保護功能。
• 無齒顎口：嘴部兩側具有骨質咬合板，並非真正意義上的牙齒。
• 軟骨內骨骼：身體內部骨骼主要由軟骨組成，與現今的軟骨魚類相似。
• 尾部與體形：尾部通常具鰭葉，形狀依種類差異甚大，體形從數公分至數公尺皆有。

分類

• 板甲魚目（Arthrodira）：為盾皮魚中數量最多的類群，代表如敦克爾克魚（Dunkleosteus），具可活動的頭胸關節。
• 反盾魚目（Antiarchi）：體型較小，前肢類鰭發達，有助於在水底爬行，代表如Bothriolepis。

生態角色

• 小型盾皮魚多為底棲生活者，濾食微生物或腐殖質。
• 大型盾皮魚如敦克爾克魚則為海中頂級掠食者，以其他魚類為食。

滅絕

演化意義

代表化石

• Dunkleosteus：可達6公尺長，咬合力極強，是史前海洋的掠食霸主。
• Bothriolepis：體長約30公分，分布極廣，是研究盾皮魚多樣性的關鍵種類。

結語

櫛鱗派與圓鱗派的差異

基本分類

• 櫛鱗派：包含有棘魚類與部分深海魚類，常見如金槍魚、海馬、石斑魚等。
• 圓鱗派：主要包含蜥鱗魚目，如帶魚、裸頭魚等，屬於較原始的真骨魚類。

鱗片型態

• 櫛鱗派：鱗片邊緣具有鋸齒狀結構，稱為櫛鱗。
• 圓鱗派：鱗片邊緣光滑，呈圓形結構，稱為圓鱗。

演化位置

• 櫛鱗派：為演化上較進階的群體，是現代棘鰭魚類多樣化的核心。
• 圓鱗派：為較早分化的支系，接近真骨魚類演化樹的基部。

形態特徵

• 櫛鱗派：顎部與頭骨結構發達，游泳能力與獵食方式多樣化。
• 圓鱗派：骨骼結構較簡單，許多種類適應深海生活。

系統分類爭議

• 有部分研究認為蜥鱗魚目同時屬於兩派，使得圓鱗派可能不是一個單系群。
• 根據分子系統發育分析，櫛鱗派形成單系群，包括蜥鱗魚目與棘鰭魚類。

英文名稱註

櫛鱗派（Ctenosquamata）、圓鱗派（Cyclosquamata）

簡要比較表

鰺形系

分類地位

鰺形系是棘鰭魚綱（Acanthopterygii）中的一個演化支系，屬於櫛鱗派，包含許多重要的中大型海洋掠食魚類，為真鱸形系的一部分。

代表物種

• 鰺科（Carangidae）：如竹筴魚、黃鰭鰺、鶴鱵
• 旗魚科（Istiophoridae）：如旗魚
• 劍魚科（Xiphiidae）：如劍旗魚

形態特徵

• 體型多呈流線形，尾柄細長，尾鰭新月形
• 擅長高速游泳，肌肉結構強健
• 吻部尖長，部分種類具有喙狀延長的上頜

生態特性

• 棲息於熱帶與溫帶海洋，從近岸至遠洋皆有分布
• 為掠食性魚類，捕食魚類、頭足類等
• 多為高度洄游性物種

與相近魚類系群的比較

與攀鱸系的差異

• 攀鱸系（Anabantaria）主要分布於淡水水域
• 具迷器（labyrinth organ），可呼吸空氣，適應缺氧環境
• 代表魚種如攀鱸、鬥魚、雷魚等
• 鰺形系則為完全適應海洋洄游的高速掠食魚類

與卵附系的差異

• 卵附系（Ovalentaria）成員多為產黏性卵魚類
• 繁殖行為豐富，常見親代護卵，如慈鯛、雀鯛等
• 多生活於珊瑚礁或沿岸環境
• 鰺形系卵多為浮性卵，無護卵行為，生活於開放水域

與真鱸形系的差異

• 真鱸形系（Percomorphacea）是棘鰭魚類最大的一個支系
• 包含鰺形系、攀鱸系、卵附系等多個分支
• 鰺形系是其中偏向海洋高速掠食適應的明確演化支
• 與其他分支如底棲、珊瑚礁、淡水適應型物種有明顯差異

常見誤解

• 鯖科（Scombridae）雖與鰺科魚類相似，也為高速泳者，但其實屬於鯖形目，不屬於鰺形系。

演化與系統關係

• 鰺形系為櫛鱗派的一部分，演化自真鱸形系內部
• 基於分子親緣分析，為一高度專化的洄游性掠食群

漁業與經濟價值

• 鰺、旗魚、劍魚等為重要經濟魚種
• 具有高商業價值，廣泛應用於鮮食、罐頭、遠洋漁業
• 亦為休閒釣魚與比賽漁獵的主要對象

哺乳動物演化分支

蜥形綱演化分支