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* 佛光人文社會學院 自然科學概論 第11章 自然界的共生現象 楊棋明 博士 中央研究院生物多樣性研究中心 Email: cmyang@gate.sinica.edu.tw Tel: 02612, 613 生態學上區分共生有互利共生、片利共生或片害共生等方式。莊子曰：「天地與我並生，萬物與我為一。」，中庸曰：「萬物並育而不相害，道並行而不相悖。」，自古以來中國哲學一直肯定人與自然需以和諧互助為主，異於西方之多以征服自然、役使萬物之說，即中國傳統環境倫理認為人亦屬自然生態之一組成元素，整個生態系統係以動態平衡之模式進行互動以適應新之環境變動，並得以維持永續生存，但如不當之規劃開發將使生態體系面臨高度不確定性之危機。 人類對於自然應抱持敬畏而非支配之態度，因為人類與整體生態環境體系之間具備著緊密之共生關係，任何劇烈之體系變動，都將使身處其間之人類無法置身事外，因此任何一項環境規劃均應嚴格遵守人類與自然生態環境之間分棲但共生之原則，要確切瞭解人類自身可使用之界限，即「與自然共生，尊重自然之生存權」。換言之，人類在地球上扮演之角色，應是瞭解自然並與自然合作，而非征服自然。每一種生物，都有其生存權利，此權利不因他對人類是否有用而改變。如果我們需要改變自然，必須循著適當方式與控制速率，並且不應影響或傷害到其生物之生存環境。我們必須保護目前僅存之野生環境，並且把已經占有和濫用之地區還諸大地。保護自然使之生生不息，必須讓我們之行為走在法律前端，而非被法律強制去做。我們必須愛惜、瞭解和關心地球以及我們四周之環境一如自己，不妨悠閒自在地去體會空氣、水、土壤、植物和我們之間不可言喻之微妙關係。 共生(symbiosis) 大自然互利共生相處生存之道 新任閣揆謝長廷一上任既以共生和解作為施政重點方向，佛教星雲法師以共生吉祥作勸世用語，大自然中動植物早在幾億萬年前就以共生，共存，共榮作為海洋生物生存之道。 我們印象中的海洋生物沒手沒腳又沒大腦且沒語言聲音溝通，但卻傳宗接代在地球上至今生存四億萬年以上，其生存之道就是互利共生，一般較瞭解的是小丑魚與海葵共生，刀片魚與海膽共生，清潔蝦與薯鰻魚共生…… 海葵利用觸手來捕捉魚蝦等食物，受到攻擊立刻把觸手縮入體內。觸手上有棘刺，可用來麻痺獵物。可是對小丑魚來說，海葵反而成了他的護身符。因為小丑魚身上有一層保護膜，不會受到棘刺傷害。另外小丑魚鮮豔的顏色會引誘魚蝦進入海葵叢裡，替海葵吸引食物吃，又幫海葵清除身上的寄身菌。所以他們是一種互利共生的生活方式。 細胞(Cell)－自然界恆久的互利共生 粒線體與葉綠體的內共生現象(endosymbiosis) 細胞是生命的單位，所有生物皆由細胞構成，探討生命現象可由研究細胞開始。 最近數十年來注重分子層次的研究，特別是 蛋白質、核酸、酵素 等巨分子，是 分子生物學 的主流。 生物依其複雜性，可分為單細胞與多細胞生物，後者由許多細胞共同組成個体，這些細胞分司不同功能以維個体生存，稱為 分化； 分化是細胞演化的重要關卡。 就單一細胞來看，有較原始簡單的 原核細胞 (prokaryote)，及較複雜的真核細胞 (eukaryote)。 圖 1? 原核細胞與真核細胞的比較 原核細胞(Procaryote cell)： 細菌之結構與功能(Bacterial structure and function) 鞭毛 核糖體 細胞膜 細胞壁 囊鞘 ★擬核體 線毛 細胞質(Cytoplasm) ?無細胞核 (no nucleus) ?無胞器 (no organelle) 典型的桿狀細菌 真核細胞(Eucaryote cell)： 動物細胞之結構與功能(Structure and function of animal cell) 染色絲 核仁 細胞核 核膜 細胞膜 高爾基體 核醣體 ★鞭毛 內質網 ★溶解體 粒線體★ ★ ★ 粗糙內質網 平滑內質網 ★中心體 過氧化體 ★微絨毛 細胞骨架 微絲 微管 細胞質 (Cytoplasm) ★ 真核細胞(Eucaryote cell)： 植物細胞之結構與功能(Structure and function of plant cell) 液胞★ 核醣體 粒線體 過氧化體 細胞膜 粗糙內質網 平滑 內質網 ★細胞璧 高爾基體 細胞質聯絡絲★ 葉綠體★★ ★ 細胞骨架 細胞核 中心體 液胞膜★ 細胞質 (Cytoplasm) ★ 粒線體(Mitochondrial)： 呼吸作用(Respiration)產生能量ATP 粒線體 內外膜間空間 外膜 內膜 皺摺 基質 內膜 葉綠體(Chloroplast)： 光合作用(Photosynthesis)產生化學能葡萄糖(Glucos