歡迎來到生物世界!

各位同學,未來的科學家們,大家好!你們有沒有想過,為什麼小狗和石頭不一樣?為什麼高大的樹木和摩天大樓又不同呢?你們來對地方了!在這一章,我們將會踏上一場奇妙的旅程,探索生物這個奧妙的世界。我們會發現所有生物都遵循的秘密法則,學習科學家是如何像整理一間超級整齊的圖書館一樣,將生物分門別類,還會明白為什麼保護地球上每種植物和動物對我們的星球是如此重要。事不宜遲,讓我們開始吧!


1. 生命的秘密:生物與非生物

甚麼讓事物「有生命」?

想想你的寵物貓和你的書包。你的貓會跑、會吃、會睡,還會生小貓。你的書包呢……它只會靜靜地待在那裡。這是因為你的貓是生物,而你的書包是非生物。所有生物,從最小的微生物到最大的鯨魚,都擁有一組特殊的共同特徵,我們稱之為生命特徵或「生命過程」。

生物的7大生命特徵

這看起來要記住的東西很多,但別擔心!我們有一個超級簡單的方法,能幫助你記住這七個生命過程。只要記住一個名字:MRS GREN

記憶法:MRS GREN

MRS GREN 的每個字母都代表一個生命特徵:

M - Movement (運動): 所有生物都會運動。動物會跑會走。植物會向著陽光轉動葉子。

R - Respiration (呼吸作用): 這不只是「呼吸」那麼簡單!這是從食物中釋放能量的化學過程,為身體的所有活動提供動力。所有生物都時時刻刻進行呼吸作用。

S - Sensitivity (感應): 這是指感知並對環境變化作出反應的能力。如果你摸到熱的東西,會迅速把手縮回來。這就是感應!

G - Growth (生長): 所有生物都會生長。它們會變大、變強壯、變得更複雜。一顆小小的種子會長成一棵大樹。一個嬰兒會長大成人。

R - Reproduction (繁殖): 這是創造新生命或後代的能力。這確保了物種能夠延續下去。貓會生小貓,蘋果樹會結出可以長成新蘋果樹的種子。

E - Excretion (排泄): 這是排出由細胞產生的有毒代謝廢物的過程。對於人類來說,這包括呼出呼吸作用產生的二氧化碳,以及透過尿液和汗水排出尿素。(注意:將未消化的食物以糞便形式排出稱為排遺,而不是排泄!)

N - Nutrition (營養): 這意味著攝取食物/養分,以提供生長和生存所需的能量和原料。植物利用陽光製造自己的食物(光合作用),而動物則以其他植物或動物為食。

快速回顧:活著、已死亡,還是從未有生命?

了解它們之間的區別很重要:

- 活著的生物: 顯示所有 MRS GREN 特徵的事物。(例如:一隻狗、一棵樹、你!)
- 已死亡的生物: 曾經有生命但現在沒有的事物。(例如:一片落葉、一張木椅)
- 非生物: 從未有生命的事物。(例如:一塊石頭、一個塑膠瓶、空氣)

生命的多樣性令人驚嘆

我們的地球是數百萬種不同生物的家園!這種巨大的範圍稱為多樣性。它們形態各異,大小不一。

- 有些小到我們沒有顯微鏡就看不到,例如微生物(例如:細菌)。
- 有些則巨大無比,例如地球上最大的動物藍鯨,或是最大的植物巨型紅杉樹。

你知道嗎?

最小的生物是細菌,有些只有0.0002毫米長!最大的生物是藍鯨,牠可以長達30米——這相當於三輛校車排在一起的長度呢!

第一節重點提要

要被稱為生物,某個事物必須執行所有7個生命特徵(MRS GREN)。世界充滿了從微觀到巨大的各種各樣的生命。


2. 各有所屬:生物的分類

我們為什麼需要將事物分類?

想像一下,如果超市裡所有的食物都混在貨架上。要找到牛奶簡直是個噩夢!科學家將生物分組或分類,也是出於同樣的原因——讓它們更容易被研究和理解。他們根據生物的共同主要特徵將它們分組。

動物界:大區分

動物的第一個也是最大的一個分組,是基於一個簡單的問題:牠有沒有脊骨?

- 脊椎動物: 脊骨的動物。你可以摸摸自己的脊骨(脊椎),它從背部一直延伸下來。所以你、你的狗、魚和蛇都是脊椎動物!

- 無脊椎動物: 沒有脊骨的動物。地球上大多數動物都是無脊椎動物!想想昆蟲、蜘蛛、蠕蟲、水母和蝸牛。

認識脊椎動物!(「有脊骨聯盟」)

脊椎動物分為五個主要類別。讓我們來認識一下牠們吧!

魚類

- 生活在水中。
- 用呼吸。
- 身體有鱗片
- 體溫隨環境而改變(變溫動物/外溫動物)。

兩棲類 (例如:青蛙、蠑螈)

- 過著「雙重生活」——幼年時生活在水中,成年後生活在陸地。
- 皮膚光滑濕潤,沒有鱗片。
- 幼體(蝌蚪)有鰓;成體有肺,亦可透過濕潤的皮膚呼吸。
- 體溫隨環境而改變(變溫動物/外溫動物)。

爬行類 (例如:蜥蜴、蛇、鱷魚)

- 皮膚乾燥、防水,有堅硬的鱗片。
- 用肺呼吸。
- 大多數在陸地上產下有皮革狀防水外殼的蛋。
- 體溫隨環境而改變(變溫動物/外溫動物)。

鳥類

- 有羽毛、翅膀和喙。
- 用肺呼吸。
- 產下有堅硬外殼的蛋。
- 保持恆定的溫暖體溫(恆溫動物/內溫動物)。

哺乳類 (例如:人類、貓、鯨魚、蝙蝠)

- 身上有毛髮或皮毛
- 用肺呼吸。
- 大多數是胎生(直接產下活著的幼體)。
- 雌性用乳腺分泌的乳汁餵哺幼兒。
- 保持恆定的溫暖體溫(恆溫動物/內溫動物)。

植物界:綠色生長

植物也可以簡單地分為幾類:

- 開花植物與非開花植物: 有些植物,例如玫瑰和蘋果樹,會開花來製造種子。其他植物,例如蕨類和苔蘚,則不會開花,並利用孢子繁殖。

- 維管植物與非維管植物: 你看到的大多數植物,例如樹木和花卉,都是維管植物。這意味著它們有一套微細的管道(維管束)來輸送水分和養分。一些簡單的植物,例如苔蘚,是非維管植物,缺乏這些輸送管道。

形態與功能:完美匹配!

生物的特徵(其形態)與其功能及所處環境(其功能)完美契合。這叫做適應

例子1:魚的流線型體型(形態)有助於減少水阻並在水中輕鬆游動(功能)。
例子2:鳥類中空的骨骼(形態)使其足夠輕盈以飛行(功能)。
例子3:沙漠仙人掌有尖刺而不是葉子(形態),以阻止草食性動物吃掉它,並在炎熱乾燥的環境中盡量減少水分流失(功能)。

鑑定未知生物:二叉檢索表

當科學家發現一種陌生的生物時,他們會使用一種稱為二叉檢索表的工具來鑑定它。「二叉」的意思是「分為兩部分」。檢索表由一系列基於可觀察物理特徵的成對陳述或問題組成。在每一步中,選擇正確的選項會引導你進入下一個問題,或直接找出該生物的名稱!

檢索表可以用兩種方式呈現:
1. 分支檢索表: 組織成樹狀圖,在每一步分支成對。
2. 數字檢索表: 組織成編號的成對描述性陳述(例如 1a 和 1b),引導你前往另一個編號或最終的鑑定結果。

第二節重點提要

科學家將生物分為脊椎動物和無脊椎動物,並進一步分為五個脊椎動物類別。形態透過適應與功能相匹配。我們使用二叉檢索表(分支式或數字式),根據可觀察的特徵逐步鑑定生物。


3. 生物多樣性:為什麼多樣性是生命的味道

甚麼是生物多樣性?

生物多樣性是一個簡單的詞語,卻包含著一個宏大的概念:它指的是在某個生境或地球上所有生物的總多樣性。它包括每種植物、動物和微生物,從最深的海洋到最高的山脈。一個生物多樣性高的地方,例如熱帶雨林或珊瑚礁,蘊含著種類極其繁多的不同物種。

為什麼生物多樣性如此重要?

生物多樣性對於健康的地球和我們自身的生存至關重要。

- 它維持自然平衡: 每種生物在食物網中都扮演著獨特的角色。如果太多物種消失,整個生態系統就可能會崩潰。

- 它為我們提供資源: 我們直接依賴生物多樣性來獲取……
食物:水果、蔬菜、穀物、海鮮和家畜。
藥物:許多拯救生命的藥物最初都來自野生植物和真菌。
原材料:用於建築的木材、製作衣服的棉花和天然纖維。

人類與生物多樣性:棘手的關係

人類活動可能會威脅生物多樣性,並導致物種變得稀有甚至滅絕:

- 生境破壞: 砍伐森林、污染濕地和建造城市地區,破壞了動植物的天然家園。

- 過度利用與捕獵: 過度捕撈和非法盜獵使物種數量減少的速度快於牠們繁殖的速度。

- 污染與氣候變化: 污染水源和空氣使敏感生物無法生存。

當一個物種面臨完全消失的高風險時,它被分類為瀕危物種
全球例子:大熊貓、藍鯨、老虎和海龜。
香港本地例子:中華白海豚(Sousa chinensis)、黑臉琵鷺和盧氏小樹蛙。

我們能做甚麼?保育!

保育意味著保護和管理野生生物及自然生境,以確保牠們能延續至後代。我們可以透過以下方式支持保育:

- 建立並尊重受保護地區,例如郊野公園、海岸公園和自然保護區。
- 實踐4R原則(減少使用 Reduce、物盡其用 Reuse、循環再造 Recycle 和替代使用 Replace),以減少廢物和污染。
- 絕不購買由瀕危野生動物製成的產品(例如象牙或龜甲)。
- 認識並欣賞本地的原生野生生物及其生境。

第三節重點提要

生物多樣性是地球上生命的多樣性,對平衡的生態系統和人類資源至關重要。生境喪失和人類活動使全球和本地的物種面臨瀕危。透過保育和受保護地區,我們可以為未來守護生物多樣性。