Key groups of marine organisms

海洋科學 (9693) AS Level 學習筆記

第 4.2 章：主要海洋生物群落

你好，未來的海洋生物學家！這一章我們將會認識海洋裡的「住客」——組成海洋生態系統的主要生物群落。了解這些生物是誰以及牠們如何運作非常重要，因為牠們構成了所有海洋食物網和物質循環的基礎。別擔心名字看起來很複雜，我們會把它們的關鍵特徵拆解成容易記住的重點！

1. 浮游生物 (Plankton)：海洋中的漂流者

浮游生物 (Plankton) 是一個通用術語，它是根據生物的生活方式而非生物分類來定義的。浮游生物是一個種類繁多的群體，通常由顯微鏡下才可見的生物組成，並且只有有限的運動能力。基本上，牠們游泳的力量不足以對抗海洋水流，所以只能隨波逐流。

A. 浮游植物 (Phytoplankton)（生產者）

你可以把浮游植物想像成海中的微型植物。

• 角色： 牠們是生產者。像所有生產者一樣，牠們從水中吸收養分（如硝酸鹽和磷酸鹽），並利用能量將無機物質轉化為有機物質（食物）。
• 營養方式： 牠們通過光合作用獲取能量。這意味著牠們只能生活在海洋上方有陽光照射的區域（光合作用帶，photic zone）。
• 例子： 常見的例子是微型藻類，例如矽藻 (diatoms) 和甲藻 (dinoflagellates)。

B. 浮游動物 (Zooplankton)（消費者）

浮游動物是海中的微型動物，通常以浮游植物為食。

• 角色： 牠們是消費者（通常是初級消費者）。
• 例子： 這類群體包括許多大型生物（如魚類或螃蟹）的幼體階段、被稱為橈足類 (copepods) 的小型甲殼類動物，以及像水母 (jellyfish) 這樣較大的動物。

重點小貼士： 如果它是漂流的，那就是浮游生物。Phyto 指的是光/植物（生產者）；Zoo 指的是動物（消費者）。

2. 主要無脊椎動物群落

A. 棘皮動物 (Echinoderms)（海星與海膽）

棘皮動物包括海星、海參和海膽。牠們的名字意思就是「長刺的皮膚」。

主要特徵（課程綱要重點 4.2.4）：

• 對稱性： 成體通常具有五輻射對稱 (pentaradial symmetry)。這意味著牠們的身體部位圍繞中心軸排列成五個部分。（試想一下經典海星的形狀）。
• 運動： 牠們利用管足 (tube feet) 進行運動、攝食和氣體交換。這些是充滿液體的小型延伸器官，透過水管系統 (water vascular system) 運作。

生態與經濟重要性 (4.2.5)：

在生態上，牠們是重要的消費者。然而，有時牠們的影響是負面的，例如長棘海星 (Crown of Thorns starfish)，牠是珊瑚蟲的主要捕食者，當其數量激增時，會導致大規模的礁石侵蝕。

你知道嗎？ 海參有時會被商業捕撈供人類食用，這使得牠們在某些地區具有經濟價值。

B. 甲殼類動物 (Crustaceans)（蟹、蝦和磷蝦）

甲殼類動物是節肢動物中的重要成員，特點是擁有堅硬的外骨骼。

主要特徵 (4.2.6)：

• 外骨骼： 堅硬的外殼，通常具有頭胸甲 (carapace)（覆蓋頭部和胸部的部分）。
• 身體結構： 牠們擁有分節的腹部和關節肢。
• 感官： 牠們擁有一對或兩對用於觸覺和化學感應的觸鬚 (antennae)。

生態與經濟重要性 (4.2.7)：

最著名的例子是南極磷蝦 (Antarctic krill)。這些微小的甲殼類動物形成了地球上所有動物中最大的生物量，是南冰洋中許多鯨魚、海豹和企鵝的主要食物來源。在經濟上，像蝦和蟹這樣的群體在全球漁業中至關重要。

類比： 把甲殼類動物的身體想像成一套帶有活動部件的盔甲——這就是牠們的分節身體和頭胸甲！

3. 主要脊椎動物群落（脊索動物門）

在深入研究魚類之前，我們先談談牠們所屬的主要門：脊索動物門 (Phylum Chordata) (4.2.12)。

脊索動物門的所有生物，包括硬骨魚、軟骨魚，甚至人類，在生命發展的某個階段（即使只是在胚胎期）都共同具備四個特徵：

• 脊索 (notochord)（一條支撐身體的柔韌棒狀結構）。
• 背神經管 (dorsal neural tube)（發育成脊髓和腦部）。
• 咽鰓裂 (pharyngeal slits)（或稱鰓裂）。
• 肛後尾 (post-anal tail)（延伸至肛門後方的尾部）。

A. 硬骨魚 (Bony Fish / Osteichthyes)

這是海洋中最大的脊椎動物綱，包括吞拿魚、石斑魚和鱈魚等物種。

主要特徵 (4.2.8)：

• 骨骼： 由真正的硬骨骨骼組成。
• 鰓： 鰓受到被稱為鰓蓋 (operculum) 的硬質皮瓣保護。
• 浮力： 牠們擁有魚鰾 (swim bladder)（充滿氣體的囊），用於控制在水層中的浮力。
• 皮膚： 覆蓋著重疊的鱗片。
• 感官： 牠們擁有外部可見的側線 (lateral line) 系統，用於感應壓力的變化和振動。
• 鰭： 牠們通常有成對的鰭（胸鰭和腹鰭）和不成對的鰭（尾鰭、臀鰭和背鰭）。

生態與經濟重要性 (4.2.9)：

硬骨魚是食物網的重要組成部分，擔任主要的獵物和捕食者角色。在經濟上，牠們至關重要。例如，秘魯鯷魚 (Peruvian anchoveta) 漁業是世界上最大的漁業之一，為水產養殖和畜牧業提供飼料。

B. 軟骨魚 (Cartilaginous Fish / Chondrichthyes)

這個群體包括鯊魚、魟魚和鰩魚。

主要特徵 (4.2.10)：

• 骨骼： 完全由柔韌的軟骨骨骼組成（就像你鼻子或耳朵裡的軟骨）。
• 鰓： 牠們有多個可見的鰓裂（沒有鰓蓋）。
• 皮膚： 皮膚覆蓋著稱為盾鱗 (denticles) 的鱗片，摸起來像砂紙一樣粗糙。
• 感官/鰭： 牠們也擁有側線和相似的鰭類型（胸鰭、尾鰭、腹鰭、臀鰭、背鰭），但與硬骨魚相比，牠們的胸鰭通常更寬大且僵硬。

生態與經濟重要性 (4.2.11)：

像大青鯊 (blue shark) 這樣的軟骨魚通常是頂級捕食者 (apex predators)，在控制食物鏈下層種群方面起著關鍵的生態作用。移除牠們會導致整個生態系統失衡。在經濟上，牠們有時因鰭和肉而被捕殺，引發了保育方面的擔憂。

常見錯誤提醒： 請記住，硬骨魚和軟骨魚都是脊索動物，但只有硬骨魚擁有硬骨骨骼和鰓蓋！

4. 海洋初級生產者：植物與藻類

A. 大型藻類 (Macroalgae)（海藻，例如海帶）

大型藻類是大型、多細胞的藻類（海藻）。牠們並非真正的植物；缺乏陸地植物那種複雜的維管束系統。

主要特徵 (4.2.13)：

大型藻類的結構與植物結構類比（功能相似，起源不同）：

• 固著器 (holdfast)： 將藻類固定在海床上（不像真正的根那樣用於吸收養分）。
• 柄部 (stipe)： 莖狀結構（類似於莖）。
• 葉狀體 (blades)： 進行大部分光合作用的葉片狀扁平結構。
• 氣囊 (gas bladders)： 充滿空氣的囊（有時存在），使葉狀體保持浮力並接近表層陽光。

生態與經濟重要性 (4.2.14)：

大型藻類，特別是海帶 (kelp)，形成了巨大且生產力極高的水下「森林」，為無數魚類和無脊椎動物提供了複雜的棲息地和遮蔽處。在經濟上，海藻被採收用於食品、肥料和工業（如瓊脂和卡拉膠的提取）。

B. 海洋植物（海草，Seagrasses）

與大型藻類不同，海草是真正的維管束植物，是從陸地植物演化後重返海洋的。

主要特徵 (4.2.15)：

作為真正的植物，牠們具備所有必要的結構：

• 根狀莖與根： 真正的根和連接地下的莖系統（根狀莖，rhizome），將它們牢牢固定並吸收養分。
• 花與葉： 牠們擁有專門進行光合作用的葉子，並能產生花和種子以進行有性繁殖。

生態與經濟重要性 (4.2.16)：

海草床 (Seagrass beds) 非常重要。在生態上，牠們穩定軟質基質（防止侵蝕），並為幼年魚類和貝類提供必要的育苗場 (nursery areas)。牠們生產力極高，是海牛和海龜等生物的重要覓食地。

重點總結

無脊椎動物：

• 浮游生物： 漂流者（Phyto = 生產者；Zoo = 消費者）。
• 棘皮動物： 五輻射對稱，有管足。（例如：海星、長棘海星）。
• 甲殼類動物： 頭胸甲，腹部分節，兩對觸鬚。（例如：磷蝦、蝦）。

脊椎動物（脊索動物）：

• 脊索動物共享特徵： 脊索、背神經管、咽鰓裂、肛後尾。
• 硬骨魚： 硬骨骨骼、鰓蓋、魚鰾。（例如：鯷魚）。
• 軟骨魚： 軟骨骨骼、可見鰓裂、盾鱗。（例如：大青鯊）。

生產者：

• 大型藻類（海帶）： 固著器、柄部、葉狀體、氣囊（無真正根部）。
• 海洋植物（海草）： 根狀莖、真正的根、花、葉（真正的維管束植物）。