生物圈

生物圈內的生物種類繁多，科學家根據生物的形態、構造、生理、遺傳及生態等特徵，將生物分門別類。這種分門別類的工作，叫做分類，包括物種命名、檢索表製作(活動10-1)等。
生物的命名
　　自古以來，人們給予各種生物適當的稱呼，例如臺灣二葉松、綠竹、孟加拉虎等，如此在交談或討論時就方便很多。這些名稱叫做俗名。
　　由於地區或語言的不同，同一種生物可能有不同的俗名，或不同生物有同一俗名，兩者皆造成不便。俗名有時也會使人發生誤解，例如章魚、鱷魚，會使人誤以為牠們屬於魚類(圖10-1)。因此，生物學家為求生物名稱的統一，便制定命名法規來為各階層的生物命名，這些名稱，稱為學名。在十八世紀時，瑞典人林奈創制了生物的二名法，用拉丁化的文字為物種命名，此即物種的學名。一個物種的學名由一屬名和該物種的某一特有形容詞組成 ; 屬名為名詞，第一字母必須大寫；後一字的形容詞用來形容這種生物，則用小寫。
　　例如臺灣獼猴的學名是 Macaca cyclopis ;Macaca 為屬名，其意為猴子，cyclopis是圓臉的意思，用來形容這種猴子。又如現代人的學名為Homo sapiens， Homo為屬名，意指人，sapiens是形容有智慧的意思。
　　種類相近的生物常常屬名相同，但第二個字形容詞就不一樣。例如犬、狼是種類相近的動物，牠們的學名，第一個字相同，都是Canis ，第二個字就不一樣。梅、桃和李的學名，第一個字相同，都是Prunus， 第二個字就不一樣 。
分類階層
　　現今生物學家所用的分類系統，共有七個階層，最高的階層為界，其下依次為門、綱、目、科、屬、種，種為分類上最低的階層。階層愈高，包含的生物種類愈多，較低的階層包含的種類就較少，但彼此的構造特徵卻愈相似。生物學家以物種演化的親疏遠近關係來分類，例如犬與狼、狐的親緣間要比犬與獅、虎、豹的關係來得親近，所以犬與狼為同一屬，犬、狼與狐同一科，犬、狼、狐與獅、虎、豹為同一目。
　　生物分類的最低階層是種。同種的雌雄個體可以互相交配，並產生具有生殖能力的後代。常見的犬雖然有牧羊犬、狼犬、狐狸犬等外形上的重大差異，但牠們彼此仍能交配而產生具有生殖能力的後代，所以是同一種。其他的家畜、家禽及農作物，也常有這種情形。
　　一般人對生物分類看法與生物學家在分類認定上往往不一樣。有時兩種生物可能外表相似，實際上彼此的親緣關係卻很疏遠。例如海豚的外觀很像魚，但經詳實地研究海豚的構造，發現海豚為恆溫動物，用肺呼吸，其心臟的構造及生殖方法等，皆與一般陸生哺乳動物相似，所以是哺乳動物，並非魚類；只是因為海豚係水棲，在外形上長得和魚一樣，而能適應水中生活。近代的生物分類
　　十九世紀的生物學家已將當時所知的生物分為植物和動物兩界，後來再將介於動物與植物之間的生物獨立出來，而增分為植物、原生生物和動物三界。近代由於電子顯微鏡的發明和各領域知識的增進，生物學家又發現許多可供分類參考的特徵，因此重新再做分類，將生物分為原核生物界、原生生物界、菌物界、植物界和動物界五界。
病毒
　　病毒比細菌微小，必須用電子顯微鏡才能觀察得到它的構造非常簡單，包括外殼的蛋白質和中心的核酸兩部分。病毒必須寄生在生物體內，一旦離開寄主，便毫無生命現象。生物學家認為它是介於生物和無生物之間的物體，因此不屬於上述五界中的任何一界。
病毒
　　病毒比細菌微小，必須用電子顯微鏡才能觀察得到。它的構造非常簡單，包括外殼的蛋白質和中心的核酸兩部分。病毒必須寄生在生物體內，一旦離開寄主，便毫無生命現象。生物學家認為它是介於生物和無生物之間的物體，因此不屬於上述五界中的任何一界。原核生物是地球上最早、最原始的生物，包括細菌和藍綠藻。它們的細胞除了細胞膜外，沒有其他由膜圍住的特殊構造，細胞內的遺傳物質也沒有核膜包圍。
　　細菌雖然很微小，但經過特殊染色後，可在複式顯微鏡高倍率下觀察到。細菌由外形可以區分為球菌、桿菌和螺旋菌二類。有些細菌會引起人類生病，有些會分泌毒素，汙染食物，人們誤食時會引起中毒，但也有些細菌對人類有益。　細菌是我們環境中重要的分解者，地球上若沒有細菌，則我們的垃圾將堆積如山，資源將不能循環利用。
　　藍綠藻的細胞內除了含有葉綠素外，尚有藻藍素和藻紅素，多呈藍綠色，可行光合作用。除了原核生物外，其餘四個界的生物，其細胞內的遺傳物質都有核膜包圍，即皆含有其正的細胞核，因此又合稱為真核生物。原生生物是由原核生物演化來的，是真核生物中最原始的一群，大部分為單細胞，少數為多細胞。
　　原生生物界的成員依獲得營養的方式可分為三類：(1)類似植物的藻類，含有葉綠體，可行光合作用，自行製造養分。(2)類似菌類的原生菌類，可分泌酵素，以分解外界的食物為小分子而吸收。(3)類似動物的原生動物類，從外界攝取食物，進行體內消化，以獲得養分。另有些原生生物的營養方式兼具有植物和動物的特性，如眼蟲，在有光的環境下可行光合作用而自製養分，但在黑暗中則攝取環境中的養分，是一種混合式的營養方式。
藻類
　　藻類的分布非常廣，例如在海洋、湖泊、河川、潮溼的土壤上、牆上、花盆外部，都有它的蹤跡。不同的藻群，除葉綠素外，尚各有其特殊的色素，使藻類的外表看起來有不同的顏色。例如：綠藻類含有大量的葉綠素，而呈綠色。褐藻類含有藻褐素而呈褐色，多為大型海藻，如我們日常食用的昆布(海帶)。矽藻類有多種葉黃素，大部分為單細砲，細胞壁含有矽質，是水中常見的浮游生物。紅藻類含有藻紅素和藻藍素，但藻紅素居多，故多呈紅色，如紫菜、石花菜等。

　　藻類有些可食用，有些亦可作為飼料、健康食品和藥用。此外，從某些紅藻中可提煉瓊脂(洋菜)，從褐藻中可提煉工業用的材料。在今日重視環保的社會中，藻類已成為水域中良好的生物指標，研究水庫、湖泊和河川中藻類的種類和數量，即可知水質的好壞。
原生菌類
　　原生菌類如黏菌和水黴菌等。黏菌通常長在樹皮或枯葉上，而水黴菌則生長於淡水域中，如魚塭、魚缸或水溝，有些會使魚類致病，是重要分解者。

原生動物類
　　原生動物意指 「最初的動物」，牠們具有掠食或寄生的習性，如變形蟲瘧原蟲、草履蟲和有孔蟲等。某些原生動物可能是多細胞動物的原始祖先。菌物界生物(簡稱菌類)的細胞具有細胞壁，但卻沒有葉綠體，因此不能行光合作用，必須從外界獲得養分。菌類依營養方式分為腐生菌和寄生菌。腐生菌可分解動、植物屍體和碎屑，使元素很快回歸自然，再被植物利用；其與細菌和原生菌類同為自然界中重要的分解者。寄生菌會使動、植物和人類生病或死亡，人類的香港腳即是由菌類感染所引起。
　　菌類大多為多細胞，其個體由菌絲構成，菌絲會侵入寄主或附著物內，分泌酵素，使食物分解為小分子後，再行吸收。菌絲頂端可產生孢子，藉由孢子的飄散以繁殖。
　　臺灣地處亞熱帶和熱帶，氣候溼熱，因此菌類種類繁多，而且容易生長繁殖。在溼熱的環境中食物很快的腐敗，衣物、皮革、木材或塑膠品也很容易長黴，這些絨毛狀的黴便是菌絲。菌絲多呈白色，但孢子則有各種顏色，如麵包黴黑色的孢子；青黴有綠色的孢子，青黴所分泌的青黴素，可以抑制細菌生長，是一種有效的抗生素。 有綠色的孢子，青黴所分泌的青黴素，可以抑制細菌生長，是一種有效的抗生素。
【第四節】 菌物界
　　菌物界生物(簡稱菌類)的細胞具有細胞壁，但卻沒有葉綠體，因此不能行光合作用，必須從外界獲得養分。菌類依營養方式分為腐生菌和寄生菌。腐生菌可分解動、植物屍體和碎屑，使元素很快回歸自然，再被植物利用；其與細菌和原生菌類同為自然界中重要的分解者。寄生菌會使動、植物和人類生病或死亡，人類的香港腳即是由菌類感染所引起。
　　菌類大多為多細胞，其個體由菌絲構成，菌絲會侵入寄主或附著物內，分泌酵素，使食物分解為小分子後，再行吸收。菌絲頂端可產生孢子，藉由孢子的飄散以繁殖。
　　臺灣地處亞熱帶和熱帶，氣候溼熱，因此菌類種類繁多，而且容易生長繁殖。在溼熱的環境中食物很快的腐敗，衣物、皮革、木材或塑膠品也很容易長黴，這些絨毛狀的黴便是菌絲。菌絲多呈白色，但孢子則有各種顏色，如麵包黴 有黑色的孢子；青黴有綠色的孢子，青黴所分泌的青黴素，可以抑制細菌生長，是一種有效的抗生素。

　　單細胞的酵母菌置於糖溶液中，在有氧的情況下，可將糖分解，產生水和二氧化碳，並快速行出芽生殖；但在缺氧時，酵母菌也可以分解糖而產生酒精和二氧化碳，此過程稱為酒精發酵。人們所飲用的葡萄酒、各種水果酒、啤酒等，便是將果汁、稻米或麥粒等，經酵母菌的發酵作用產生酒精釀造而成。發酵作用所產生的二氧化碳可以使焙製的麵包、糕餅鬆軟，酒精則在焙製時逸出。生長於枯木、腐枝或地面上的腐生菌類，有些是可以食用的，如木耳、 白木耳、草菇、洋菇、香菇、金針茹和竹蓀等 ；有些可當藥材，如靈芝 。有些則有劇毒，如紅托鵝膏，誤食嚴重者會導致死亡。
　【第五節】 植物界
　　植物界的成員是一群多細胞的真核生物，具有細胞壁。大多數都含有葉綠體，可行光合作用，自行製造養分。這一群生物是由綠藻類演化而來的，依演化的先後，可分為蘚苔植物、蕨類植物、裸子植物和被子植物。其中蘚苔植物不具維管束，因此沒有真正的根、莖和葉等構造，屬於無維管束植物。蕨類植物、裸子植物和被子植物則具有維管束，因此有真正的根、莖和葉等構造，屬於維管束植物。
　　維管束植物體內的維管束組織貫穿根、莖和葉等器官，使植物體內的水分和養分的輸送加快，並且可支持植物體，使其直立，也因此這類植物長得比蘚苔植物高大。現生的蕨類植物不產生種子，但是會產生孢子而散播。裸子植物和被子植物則靠種子繁殖，因此合稱為種子植物。
蘚苔植物
　　蘚苔植物是最先出現在陸地的植物。它們的外表演化出角質層，可以保護植物，以防止水分的過度散失；但由於植株尚未演化出維管束，所以水分和養分的運輸速度很慢，因此個體都很小。在潮溼的地面、牆壁或樹幹上，常常可以發現這一群綠色矮小的植物。
　　常見的蘚類植物如地，其綠色的植物體平鋪於地面上，腹部的假根則固著在土壤內，以吸收水分。常見的苔類植物如土馬鬃，具有直立的假莖，其上著生假葉，並有假根固著在土壤內
蕨類植物又常被稱為低等維管束植物，因為它有別於種子植物，不產生種子，而是靠產生孢子散佈繁殖。蕨類植物多生長在陰溼的地方。植物的莖常埋於地下，稱為地下莖；但有些種的莖則直立且高大，如筆筒樹。蕨類的葉多呈羽狀複葉。蕨葉的背面常有孢子囊聚集成堆。孢子囊內的孢子很微小，需要用顯微鏡觀察，成熟後會由孢子囊散出，隨風飄散。
　　今曰我們燃燒的煤炭，大都是古代高大的蕨類植物深埋於地層中，經過長久的時間而形成的。

【第五節】 植物界
　　植物界的成員是一群多細胞的真核生物，具有細胞壁。大多數都含有葉綠體，可行光合作用，自行製造養分。這一群生物是由綠藻類演化而來的，依演化的先後，可分為蘚苔植物、蕨類植物、裸子植物和被子植物。其中蘚苔植物不具維管束，因此沒有真正的根、莖和葉等構造，屬於無維管束植物。蕨類植物、裸子植物和被子植物則具有維管束，因此有真正的根、莖和葉等構造，屬於維管束植物。
　　維管束植物體內的維管束組織貫穿根、莖和葉等器官，使植物體內的水分和養分的輸送加快，並且可支持植物體，使其直立，也因此這類植物長得比蘚苔植物高大。現生的蕨類植物不產生種子，但是會產生孢子而散播。裸子植物和被子植物則靠種子繁殖，因此合稱為種子植物。
蘚苔植物
　　蘚苔植物是最先出現在陸地的植物。它們的外表演化出角質層，可以保護植物，以防止水分的過度散失；但由於植株尚未演化出維管束，所以水分和養分的運輸速度很慢，因此個體都很小。在潮溼的地面、牆壁或樹幹上，常常可以發現這一群綠色矮小的植物。
　　常見的蘚類植物如地錢(圖10-17.1)，其綠色的植物體平鋪於地面上，腹部的假根則固著在土壤內，以吸收水分。常見的苔類植物如土馬鬃(圖10-17.2)，具有直立的假莖，其上著生假葉，並有假根固著在土壤內。

蕨類植物
　　蕨類植物又常被稱為低等維管束植物，因為它有別於種子植物，不產生種子，而是靠產生孢子散佈繁殖。蕨類植物多生長在陰溼的地方。植物的莖常埋於地下，稱為地下莖；但有些種的莖則直立且高大，如筆筒樹(圖10-18)。蕨類的葉多呈羽狀複葉(圖10-19)。蕨葉的背面常有孢子囊聚集成堆(圖10-20)。孢子囊內的孢子很微小，需要用顯微鏡觀察(圖10-21、活動10-2)，成熟後會由孢子囊散出，隨風飄散。
　　今曰我們燃燒的煤炭，大都是古代高大的蕨類植物深埋於地層中，經過長久的時間而形成的。

裸子植物
　　裸子植物和被子植物皆產生種子而繁殖。裸子植物的種子裸露，而被子植物的種子則包藏於果實中。乾燥的種子不但可以長期保存，抵抗乾燥，而且在適宜環境下萌芽時，種子內儲藏的養分可以供給其內的胚發育，增加種子植物繁殖和擴張生長範圍的能力，因此種子植物在現今地球陸地上占了大部分的生長面積。
　　大部分的裸子植物會產生毯果，有雌、雄之分，毯果皆由許多鱗片組成。雄毯果成熟時，鱗片下側產生的花粉粒，由風傳播至雌毯果上。雌毯果的各鱗片內側有裸露的胚珠，胚珠內含有卵。受精後的胚珠即發育為裸露的種子，因此裸子植物是沒有果實的。許多裸子植物的種子有翅，可以隨風散播到遠處。
裸子植物主要分布於溫帶地區，或熱帶、亞熱帶海拔較高的山區。常見的有松、杉、柏等 ，它們的樹幹高大挺直，葉子多呈針狀，故又被稱為針葉樹。本省俗稱的神木，大多是紅檜，樹齡已達數千年，它的樹幹挺直，木材紋理細緻美觀，質地堅實，且含有精油可防蟲，為建築、製造家具的最佳木材。松樹樹脂經過地層長久的作用，成為今日美麗的琥珀。此外，尚有些種類的種子，如松子，可供食用。蘇鐵亦屬裸子植物，是常見的庭園植物。

被子植物
　　被子植物具有花，所以亦被稱為開花植物 。它子包被於果實內，以獲得保護。被子植物依種子內子葉的數目分為單子葉植物和雙子葉植物。大部分單子葉植物的葉具平行脈，花瓣為三或三的倍數，如百合、稻、麥、甘蔗、玉米、竹、蔥和蒜等。大部分雙子葉植物的葉具網狀脈，花瓣為四、五或其倍數 ，常見的如杜鵑、榕樹、菊、芹菜和草莓，水生的如荷與睡蓮等。被子植物的種類很多，如我們日常所見的樹木、花草和蔬菜等，它們可供食用、藥用或觀賞，與人類的關係十分密切。