2016年1月16日 星期六

我們的日常飲食需要多少動物演化支系及生態系才能支持呢 ?

壹 ● 議題背景
自二十世紀中葉發展至今的飲食系統被認為產生大量溫室氣體且促使生態系產生顯著變化,如生物多樣性的喪失、森林砍伐、土壤侵蝕、化學汙染及水資源短缺。

研究指出世界各地的生態系統變得越來越分散,用於食品和醫藥的物種正處在滅絕的風險增加的危機當中。例如世界漁業提供全球16%的蛋白質營養來源,然而近80%的世界海洋魚類被充分開發、過度開發和面臨枯竭。(FAO Fisheries and Aquaculture Department, 2009) 此外,大批牲畜五大品種的品種都處於瀕臨滅絕的危險,其中35種馴化物種,超過五分之一的牲畜品種,被列為瀕臨滅絕。(FAO, 2007) 再者,已開發國家的非本地品種往往是以當地的遺傳資源作為代價,而雜交育種本土和進口品種也會導致遺傳多樣性的喪失;例如在泰國,隨著外國牲畜品種的進口,當地品種如the Khaolamppon cow, the Rad pig , the Hinan pig 以及 the Nakornpratom duck都已面臨消失的風險。(Office of Natural Resources and Environmental Policy and Planning,2009)

生物多樣性的喪失和生態系統的退化(degradation)對於貧困和健康的負面影響是讓我們重新審核糧食系統和飲食的理由。因此,我們需要一個新的概念,也就是永續飲食(Sustainable Diets/Sustainable Food),因為永續飲食是使生物多樣性改善的關鍵之一,所以我們才要探討人類飲食中生物的多樣性。

以下三點是我們所要研究及探討的內容 :

● 了解人類飲食中的生物多樣性
● 了解被利用動物之間的親緣關係
● 了解被利用動物所屬的生態體系多樣性


貳 ● 研究流程
首先,記錄每天所吃到的動物性食材並分別
定出們屬於何種物種,接著推測這些
彼此間的親緣關係,在推測親緣關係的同
時,將他們所屬的生態系一同判斷出來,然
後將所有資訊整合起來用以繪製親緣關係圖
及物種生態系的分布關係,最後則針對此研
究作相關的討論。





参 ● 動物性食材取用範圍






  • 中山大學校區內學餐(學生餐廳、便利商店、福利社)
  • 隧道外到西子灣捷運站之間的店家
  • 旗津










肆 ● 研究方法

一、如何鑑定物種
參考網站  
參考書籍
  • 台灣淡水魚蝦生態大圖鑑 (圖1)
  • 台灣淡水魚圖鑑 (圖1)
  • 菜市場魚圖鑑 (圖1)













(圖1)



二、如何推測物種親緣關係
步驟一 : 使用分類階層先簡單分群
假設已鑑定出A、B、C、D、E五種物種,
先藉由分類階層將五種物種做簡單的分群。
假設A、B同綱(A、B親緣關係較近),C、
D同綱(C、D親緣關係較近),E物種則與前
四者屬於不同的綱。

但此時我們仍無法判斷這三種綱之間的親
關係為何。






步驟二 : 閱讀文獻資訊
尋找同時包含這三種綱的文獻,藉由文獻
資訊的提供,找出三者之間的親緣關係。






步驟三 : 完成親緣關係圖
根據文獻所提供的資訊,我們可以知道這
三個綱彼此之間的親疏遠近,最後就可以
畫出我們所要的親緣關係圖。以右圖為例
,由繪出結果可得知,E與其他四種物種
的親緣關係較遠。







三、如何統整物種生態系


利用前述網站及書籍資訊,USGS為生態系界定標準,整理每一個物種所棲息的生態系以及棲地,與親緣關係樹合併,根據所屬的門的差別,將親緣係樹中的物種一一標示在其生活之域。若該物種分布範圍甚廣或有洄性質,則隨意選定於一個小範圍區即可,當標示完每個物種所處於的態系之後,以線條連接繪出他們彼間的親緣關係(右圖中的小白點即親緣關係樹中每個節點的分類依據)。


伍 ● 研究結果

一、所食用動物性食材之親緣關係樹
共5門 11綱 30目 52科 67屬 74種(點此觀看74種物種)

分析
              動物界Animalia                                        脊索動物門Chordata                                 輻鰭魚綱Actinopterygii











由我們所吃的動物性食材,可以發現脊索動物門占了最高的比例,其中又以輻鰭魚綱為最大
宗,輻鰭魚綱之下,則是鱸形目占最多。
可見我們日常生活飲食看似主要來自雞、鴨、豬、牛等陸生動物,但其實魚類才是使飲食多
樣化的元素。


二、親緣關係之生態系地圖









分析
因為、鴨、豬、牛等陸生動物皆為
馴化動物,只要有人類的地方皆可被
馴養,因此不加以討論。扣除陸域生
態系,剩下的水域生態系包括遠洋
近海及沿岸生態系、潮間帶及河口生
態系;其中,又以近海及沿岸生態系
擁有的物種多樣性最多。




陸 ● 結論
從此研究中,我們發現人類飲食多樣性幾乎來自海裡的魚類,也就是說我們日常飲食經常都
是取自於海中,因此,海洋環境監控成了首要課題,如果海洋生態系被破壞,那麼連帶著的
不僅是生物多樣性減少的問題,甚至影響到人類飲食可取用的資源。
海洋生態系遭受破壞的原因有自然因素與人為因素,自然因素像是全球暖化、海洋酸化可能
會影響甲殼類生物、珊瑚生長,造成海洋食物鏈崩盤,然而目前海洋最大的危機還是人類過
度捕撈,近年來大家都喜歡捕食大型魚類,像是旗魚、鮪魚等海中高級掠食者的數量急劇減
少,嚴重破壞生態系平衡,漁業資源也逐漸枯竭。
當然不是只有海洋生態系被破壞的問題值得我們重視,倘若我們想維持日常飲食多樣性,那
麼環境保育便是不容忽視的課題。



柒 ● 參考文獻

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脊推動物觀察:青蛙骨骼標本


脊椎動物的觀察實驗中我們這一組選擇製作的是青蛙的骨骼標本。


此為青蛙骨骼標本的側面圖。











這是青蛙骨骼標本的正面圖與骨骼名稱。(點圖放大)




骨骼標本的製作並不容易,在準備素材的過程中,其實我們已經先吃了一隻烤雞,但在將雞骨頭拿給麵包蟲(Tenebrio molitor)們咬咬咬的過程中,骨頭不幸發霉了。推測可能是沒吃乾淨的肉在被麵包蟲吃乾淨之前就變成黴菌生長的有利環境,加上我們將整個骨頭都放在陰暗的地方,更是助長的發霉的機會。
於是後來我們改吃鹽酥蛙,只可惜雖然一直向老闆強調我們要整隻的青蛙不要切,最後還是獲得了沒有頭的青蛙。(芸青表示憤怒)
鹽酥蛙小心翼翼地吃乾淨肉質後,泡了數個小時的雙氧水,但可能是沒處理完全的關係,骨骼的顏色並不是十分地白。
總而言之,在歷經了啊這個到底是左邊還是右邊、不對那個是上面這個才是下面、天啊青蛙快要劈腿了啦的狀況後,終於完成了這次的青蛙骨骼標本的製作。


骨骼名稱參考網站:
動物學:兩棲綱動物 (2015/01/16檢視)
Visual Dictionary Online (2015/01/16檢視)
Vertebrate Anatomy Frog Skeleton  (2015/01/16檢視)
The Visual Dictionary   (2015/01/16檢視)
Comparative Anatomy-Amphibian/Mammal  Rat and Frog Dissections  (2015/01/16檢視)

2016年1月4日 星期一

雙斑瓦鰈 Poecilopsetta megalepis

● 俗名:扁魚、比目魚。
● 特性:
✓會將身體埋至泥沙中。
● 食物種類:小型動物及甲殼類。

● 生態系:深海、泥沙底、近海大陸棚。
● 原生地:日本。
● 世界分佈:西北太平洋。
● 台灣分佈:西南部。

● 分類階層:

動物界 Animalia
 脊索動物門 Chordata
  輻鰭魚綱 Actinopterygii
   鰈形目 Pleuronectiformes
    鰈科 Poecilopsettidae
     瓦鰈屬 Poecilopsetta

      雙斑瓦鰈 Poecilopsetta megalepis

資料來源:
Encyclopedia of Life.
Shen et al. (1993) Fishes of Taiwan.

翹嘴鮊 Culter alburnus

● 俗名:總統魚、翹嘴紅鮊。
● 特性:
✓習性活潑。
✓喜好棲息於河川、湖泊等開闊水域。
● 食物種類:幼魚捕食浮游生物、小蝦等;成魚則會補食小魚魚類、甲殼類等。

● 生態系:河流、湖泊、水庫等淡水水域。
● 世界分佈:中國、台灣。
● 台灣分佈:中、南部地區

● 分類階層:

動物界 Animalia
 脊索動物門 Chordata
  輻鰭魚綱 Actinopterygii
   鯉形目 Cypriniformes
    鯉科 Cyprinidae
     鮊屬 Culter
      翹嘴鮊 Culter alburnus


資料來源:
Shen et al. (1993) Fishes of Taiwan.
陶天麟(2006)。台灣淡水魚圖鑑:53。
林春吉(2007)。台灣淡水魚蝦生態大圖鑑:100-101。

2016年1月3日 星期日

吳郭魚 Oreochromis mossambicus

● 俗名:台灣鯛。
● 特性:
✓對淡水環境適應力很好。
繁殖前雄魚會挖地築巢。
✓有強烈的地域性。
✓雌魚會將受精卵含在口中保護,孵化後仍然會含在口中,直到安全時才放小魚出來活動
● 食物種類:浮游生物、藻類、水生植物。

● 生態系:河口、淡水、近海沿岸。
● 原生地非洲。
● 世界分佈:非洲。
● 台灣分佈:四週皆有。

● 分類階層:

動物界 Animalia
 脊索動物門 Chordata
  輻鰭魚綱 Actinopterygii
   鱸形目 Perciformes
    麗魚科 Cichlidae 
     口孵非鯽屬 Oreochromis
      吳郭魚 Oreochromis mossambicus


資料來源:
Shen et al. (1993) Fishes of Taiwan.
吳佳瑞、賴春福(2006)。菜市場魚圖鑑 : 150-152。

麻虱目仔 Chanos chanos

● 俗名:虱目魚、遮目魚、海草魚、安平魚。
● 特性:
✓對鹽適應力強。
✓活潑好動。
✓有群游習慣。
✓容易受驚嚇而躍出水面。
✓不耐低溫(20℃以下即呈現假死狀態)。
✓迴游性魚類。
● 食物種類:草食性。已浮游生物及大型藻類為主食。

● 生態系:淡水、熱帶水域。
● 世界分佈:印尼、太平洋熱帶及亞熱帶地區。
● 台灣分佈:四週皆有,南部最多。

 分類階層:

動物界 Animalia
 脊索動物門 Chordata
  輻鰭魚綱 Actinopterygii
   鼠鱚目 Gonorynchiformes
    虱目魚科 Chanidae
     虱目魚屬 Chanos
      虱目魚 Chanos chanos


資料來源
Encyclopedia of Life.
Shen et al. (1993) Fishes of Taiwan.
吳佳瑞、賴春福(2006)。菜市場魚圖鑑:47。
陶天麟(2006)。台灣淡水魚圖鑑:41。
林春吉(2007)。台灣淡水魚蝦生態大圖鑑:90-91。

鏽斑蟳 Charybdis feriatus

● 俗名:鏽斑蝤、花蟹、十字蟹、紅蟹、花蠘仔、花截、市仔、紅市仔、花市仔、花紋石蟹、花鹿
 特性:
✓ 在沙泥底質的海域或礁岩區活動 

 食物種類:雜食性
 生態系:淺海岩礁底
 世界分布:印度—西太平洋溫暖海域
● 台灣分布:東北角、北部和西部


● 分類階層

動物界 Animalia
 節肢動物門 Arthropoda
  軟甲綱 Malacostraca 
   十足目 Decupoda
    梭子蟹科 Portunidae 
     蟳屬 Charybdis
      鏽斑蟳 Charybdis feriatus

資料來源:
Encyclopedia of Life.
Taiwan Biodiversity Information Facility.
吳佳瑞、賴春福(2006)。菜市場魚圖鑑 : 190。

遠海梭子蟹 Portunus pelagicus

● 俗名:青蟳、花蟹、青花蟹、市仔、花腳市仔、花市仔、沙蠘、沙蟹、藍點蟹、藍蟹
 特性:
✓ 在沙泥底質的海域或礁岩區活動 

 食物種類:雜食性
● 生態系:泥沙海岸潮間帶至80公尺深的泥沙海底,紅樹林、海草床、岩礁尖的泥沙底
 世界分布:印度—西太平洋溫暖海域


● 分類階層

動物界 Animalia
 節肢動物門 Arthropoda
  軟甲綱 Malacostraca 
   十足目 Decupoda
    梭子蟹科 Portunidae 
     梭子蟹屬 Portunus
      遠海梭子蟹 Portunus pelagicus
資料來源:
Encyclopedia of Life.
Taiwan Biodiversity Information Facility.
吳佳瑞、賴春福(2006)。菜市場魚圖鑑 : 189。

鋸緣青蟳 Scylla serrata

● 俗名:青蟹、雌蟹俗稱紅蟳,雄蟹俗稱菜蟳
 特性:
✓ 夜行性,白天躲藏於洞穴中 
 食物種類:肉食性,魚、蝦、貝類等生物

 生態系:泥質河口、紅樹林或潮間帶等
 世界分布:印度—西太平洋海域
● 台灣分布:各地泥岸、內灣、河口及紅樹林地區


● 分類階層

動物界 Animalia
 節肢動物門 Arthropoda
  軟甲綱 Malacostraca 
   十足目 Decupoda
    梭子蟹科Portunidae 
     青蟹屬Scylla
      鋸緣青蟳Scylla serrata
資料來源:
Encyclopedia of Life.
Taiwan Biodiversity Information Facility.
吳佳瑞、賴春福(2006)。菜市場魚圖鑑 : 184。

Plant Diversity in the Human Diet: Weak Phylogenetic Signal Indicates Breadth

人類飲食中的植物多樣性


研究者認為人類飲食顯著的廣度是人類巨大的地理範圍、不同的食物收集方式和處理一般不能食用的物品能力所造成的結果。
從系統發育的角度去評估人類飲食中的植物多樣性,去了解到底有多少我們每天在吃的生命樹對於農業、飲食科學、植物保護有著重要的意義。

人類的飲食大多數由開花植物提供(Ulijaszek 1991, Smit et al. 1999, Aranceta 2001, Burlingame 2003, Lee and Sobal 2003),其餘由脊椎動物、真菌、藻類、和其他植物動物貢獻(Southgate 1991),但人類不只是吃掉巨大的植物材料數量,他們也消耗著一個顯著的許多植物物種。

比如說,有毒的次級化合物常常特定於某些植物群體(Harborne 1977),若以這類化合物做食用植物的列表,代表性就會不足。再比如,通過產生可食並具有高營養價值部位的植物,可以預期會得到廣泛地消耗同時也會是特別常見的食品種類(Stahl et al. 1984)。
以上兩種情況下,如果發生多次,應該導致整個被子植物系統發育的隨機分布食用的大偏差,如果沒有遵守這種偏差,暗示著人類吃了系統發育隨機選擇的植物,這將顯示出人類在克服植物被取食的防禦上的多功能性。

系統發育的分析亦可以用於突出人類營養的演化關鍵步驟,標誌生物化學、地理學、分類學的障礙的逐步消除。
從以前的研究中觀察得知人類很顯然在尋求糧食上已經打破生化障礙,豐富的烹飪和食品製作開閉了新的營養食物來源,同時降低了寄生蟲和疾病的機會(Wrangham et al. 1999, Wrangham and Conklin-Brittain 2003)。
另外,遺傳技術也提供了機會去進一步操縱我們的食用植物,並徹底削弱分類的障礙。
即使這些障礙不完全消失,親緣多樣性仍然可以被添加為一個在描述人類食物的遺傳多樣性、化學多樣性和營養價值的級聯的新的步驟。

對於糧食植物的保護,更廣泛的問題是在於品種形式上,特別是已馴化的野生種。
未使用的品種可能有助於科學家打擊病蟲害,或是用來確定負責特定性狀的基因,並研究表型可塑性如何涉及到遺傳多樣性,還有反應選擇壓力的能力。
只要品種有獨立進化譜系,就可以從人類的飲食親緣關係分析數據上讓食品科學家通過查明分支來查明哪些物種在特定條件下是相關的,也可能知道哪個部分會發生新的潛在的作物植物。

在這篇文章中給出的結果是如何不只是廣,要全面系統發育,人類的飲食是一個反射(反映)。在未來,比較其他物種的飲食寬度可能會更進一步的去提示人類進化上潛在的食物的增加。



Serban et al. (2008) Plant Diversity in the Human Diet: Weak Phylogenetic Signal Indicates Breadth. BioScience 58(2) 151-159.

刀額新對蝦 Metapenaeus ensis

 俗名:海蘆蝦、沙蝦、麻蝦、泥蝦、土蝦
 特性:
✓ 棲息於95 m以下水深之沙泥或泥底海域
✓ 適溫廣(適溫範圍為1237℃ 
 有潛沙習性,白天常潛伏,黃昏時爬出攝食。
 食物種類:小型甲殼類、魚類

 生態系:深海、砂泥底
 世界分布:印度-西太平洋自印度至日本及澳洲。
 台灣分布:全台皆有,西部較多。


● 分類階層

動物界 Animalia
 節肢動物門 Arthropoda
  軟甲綱 Malacostraca 
   十足目 Decupoda
    對蝦科 Penaeidae
     新對蝦屬 Metapenaeus 
      刀額新對蝦 Metapenaeus ensis


資料來源:
Encyclopedia of Life.