高中必修生物｜達爾文天擇說完整解析：物種如何演化？經典範例與考題
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1. 達爾文天擇理論的醞釀
(1) 1831 年，達爾文（1809～1882）隨著英國皇家軍艦小獵犬號展開 5 年的旅程，他發現某些生物族群（南美洲西側加拉巴哥群島的雀鳥）的形態（鳥喙）會有許多差異，而且與其獲得資源的能力有關，顯示環境會影響物種的特徵。
(2) 在小獵犬號的旅程中，達爾文研讀萊爾的「地質學原理」，深受其理論的影響，奠定其「漸變」理論的基礎。
(3) 隨後受到馬爾薩斯（1766～1834）的「人口論」的影響，達爾文體會到環境資源對於物種生存的壓力，具有能適應環境之性狀的生物才能存活下來。
(4) 達爾文的天擇理論：
a. 生物可以產生大量後代，但受限於環境資源，許多個體無法存活。
b. 在生存競爭中，有優勢表徵的個體會有較多的生存機會，若這些優勢表徵可以遺傳下去，則環境似乎「選擇」了最適合的表徵，也就是所謂的「天擇」。
c. 天擇是生物演化最重要的原因，生物慢慢的累積變化，可能會形成新的物種。
d. 演化的單位是族群，而非個體。
e. 物種可能演化出不同的後代物種，而所有的物種都來自共同的祖先。
(5) 1858 年，華萊士（1823～1913）的論文促成了達爾文提早發表天擇理論，因其論點達爾文相似，隔年出版了演化論巨著－「物種源始」。
2. 天擇說內容
(1) 演化：生物體固有特徵隨時間發生改變（達爾文未使用「演化」這個詞，書中他以「累世修飾」描述物種改變）。
(2) 共同祖先：所有生物，皆來自共同祖先，經歷了一代代的修飾並累積這些改變，最後成為散居各處適應不同棲地的後裔。
(3) 物種增加：若某一族群被環境隔離，則會在累積變異後，逐漸演化為新種。
(4) 漸變說：生物演化為漫長時間的連續性漸變→非間斷性或突發性的變化。
(5) 天擇：
a. 生物個體之間有許多遺傳變異，由於這些變異，使每個個體的存活機率不同。
b. 在過度繁殖致使生存空間與食物供應不足的壓力下，只有適合環境的個體能夠存活，並將本身所具有的特徵遺傳給子代。
c. 演化過程：個體差異 → 過度繁殖 → 生存競爭 → 適者生存
3. 天擇的實例
(1) 胡椒蛾的顏色
a. 1848 年以前→白色型占絕大多數。
b. 19 世紀開始，工業發展造成汙染（環境覆蓋煤灰）。
c. 鳥類易捕食白色蛾→黑色型占絕大多數。
d. 鳥類（天敵）扮演天擇的角色。
(2) 抗藥性昆蟲
長期大量使用各式殺蟲劑→篩選出早已存在於族群中具有抗殺蟲劑特性的個體。
範例 1
下列有關達爾文演化論的敘述，哪些正確？（應選 3 項）
(A) 生物族群都有過度繁殖的趨勢
(B) 族群的成長不受環境資源的限制
(C) 族群中某些成員具有較強的適應性
(D) 生物的演化須具有遺傳變異，在經過天擇作用
(E) 個體因適應環境而改變的性狀可以經由生殖作用傳遞給後代
解答：1. ACD
(B) 族群的成長受環境資源的限制；(E) 個體因適應環境而改變的性狀無法經由生殖作用傳遞給後代。
範例 2
天擇是達爾文演化論的核心，下列哪些項屬於天擇作用？（應選 3 項）
(A) 無毒胡蜂的斑紋愈來愈像有毒胡蜂的斑紋
(B) 花蜂偏好紅花，導致某種植物紅花比例增加
(C) 從前的玉米果粒很小，經多年篩選後才產生現今大果粒的玉米
(D) 年雨量逐漸增加使植物果實逐漸變大，食果性鳥類的喙隨之變大
(E) 長期使用殺蟲劑，久而久之出現抗藥性昆蟲族群
解答：2. ABD
(C) E 為人擇
莫斯利提醒
學習達爾文的天擇說，應掌握過度繁殖、生存競爭、遺傳變異與適者生存之間的關係，並理解演化的單位是族群，而非個體。面對考題時，也要能辨別天擇與人擇的差異，並透過胡椒蛾及抗藥性昆蟲等實例，理解天擇如何影響族群特徵。
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