110 高普考高考三級 自然保育 普通生物學(包括分類學) 考古題詳解

核心觀念

本題考查體細胞核移植（somatic cell nuclear transfer, SCNT）的基本流程，以及複製技術在保育生物學中的應用與限制。

SCNT 是將體細胞的細胞核移入去核卵母細胞，再以人工方式活化，使其發育成胚胎，最後移植至代孕母體。複製個體通常具有與核供體相同或高度相同的核基因組，但不代表外表、行為、健康狀態或全部遺傳物質完全相同。

解題方法

第一小題依「取得卵母細胞與供體細胞 → 去核與核移植 → 活化培養 → 胚胎移植」說明流程；再用「基因型相同不等於表現型相同」解釋 CC 與 Rainbow 毛色不同。

第二小題從保育效益、技術限制及實際可行性三方面作答。重點是複製可以把保存於細胞中的遺傳變異帶回族群，但仍須配合繁殖管理、棲地保護及疾病控制，不能單獨解決族群衰退。

（一）SCNT 流程與 CC 毛色差異

SCNT 的流程

1. 取得供體細胞：取出體細胞，例如皮膚纖維母細胞或卵丘細胞，培養後作為核供體。
2. 取得卵母細胞並去核：取出未受精卵母細胞，移除其細胞核，保留細胞質。
3. 移入供體細胞核：將供體體細胞與去核卵母細胞融合，或直接將供體細胞核注入卵母細胞。
4. 人工活化：以電刺激或化學方式促使卵母細胞啟動細胞分裂，並使供體細胞核重新編程。
5. 胚胎培養與移植：在體外培養至適當胚胎階段，再移植到同步化的代孕母體子宮內。
6. 妊娠與生產：若胚胎成功著床、發育，即可產生複製個體。

複製個體的細胞核基因主要來自核供體；卵母細胞提供細胞質及粒線體，因此複製個體的粒線體 DNA 主要來自卵母細胞供體。

CC 與 Rainbow 毛色不同的原因

貓的橘色與非橘色毛色基因位於 X 染色體。Rainbow 為雌貓，細胞中兩條 X 染色體所帶的毛色等位基因不同。胚胎早期各細胞會隨機使其中一條 X 染色體失活，之後細胞分裂時，子細胞通常延續相同的失活狀態，因此形成不同毛色的細胞區塊。

CC 雖然取得與 Rainbow 相同的核基因型，但毛色斑塊取決於胚胎發育時不同細胞中哪一條 X 染色體被失活，以及色素細胞遷移與分布的過程。這些發育事件具有隨機性，故兩者的毛色與色塊排列不同。毛色差異不表示 SCNT 未複製到相同核基因型，而是相同基因型可因基因表現與發育過程不同而產生不同表現型。

（二）複製技術在保育生物學上的優、缺點與可行性

優點

1. 增加族群遺傳多樣性：可利用保存的細胞，重建現存族群中已消失或稀少的遺傳變異。黑足鼬案例的價值在於，復原歷史個體所保存的遺傳材料，有機會補充現存族群較有限的基因庫。

核心觀念

本題考查生活史理論中的生殖模式，以及生物如何在「增加當前生殖投入」與「保留資源以提高未來存活與生殖機會」之間分配資源。

• 單次生殖（semelparity）：一生只繁殖一次，通常在該次繁殖投入大量資源，繁殖後死亡。鮭魚產下大量卵後死亡是典型例子。
• 多次生殖（iteroparity）：一生繁殖多次，單次生殖投入通常較少，並保留部分資源以維持成體存活及未來繁殖。
• 子代存活率：出生或孵化後，子代存活至繁殖年齡的比例。
• 環境變異度：環境條件在時間或空間上的變動程度；環境變動會使各年、各地的生殖成功率不同。

解題方法

先比較兩種策略的資源分配方式，再連結環境與存活風險：

1. 若子代存活率低，單次繁殖投入大量子代，可提高至少部分子代存活的機會。
2. 若環境變異大，分散在不同時間繁殖，可降低某一次環境不利而使整個生殖成果歸零的風險。
3. 親代照顧會提高每胎子代的存活與養育成本，因此需再比較「少量、高投入」與「大量、低投入」的策略，並考慮成體能否存活到下一次繁殖。

（一）生殖策略、子代存活率與環境變異度

單次生殖常見於子代存活率低、個體死亡率高或繁殖機會短暫的情境。親代把大量資源集中於單次繁殖，產生較多子代；即使多數子代死亡，仍有機會讓部分子代存活。若親代繁殖後必然死亡，保留資源以供未來繁殖的利益很低，因此集中資源繁殖具有優勢。

多次生殖則將資源分配到一生中的多次繁殖。此策略常有利於成體存活率較高、未來仍有繁殖機會的物種。親代可分次繁殖、持續補充子代，並避免把全部繁殖成果押在單一年份或單一環境條件上。

環境變異度高時，若不同繁殖年份的環境狀況不完全相同，多次生殖能分散繁殖風險：某一次繁殖失敗，不至於使一生的生殖成果全數歸零。相反地，在環境較穩定、繁殖機會集中且成體繁殖後存活率低的情況下，單次生殖較可能有利。

因此，兩者不是只由「子代數目」決定，而是取決於子代存活、成體存活、繁殖成本及環境變動共同形成的適應性權衡。

核心觀念

本題比較三種依不同標準界定的物種：

• 關鍵物種（keystone species）：對群聚結構或生態系功能有極大影響，其影響程度與自身的數量或生物量不成比例。移除關鍵物種，常會造成群聚組成或生態系狀態明顯改變。
• 優勢物種（dominant species）：因數量多、生物量大，或在群聚中占有較高覆蓋度，而對群聚結構產生顯著影響。其影響力通常與豐度或生物量有關。
• 旗艦物種（flagship species）：保育工作中用來吸引公眾關注、支持或資源的代表性物種，通常具高知名度、象徵性或親和力。它是保育溝通與募款上的角色，不必然是生態系中的關鍵物種或優勢物種。

三者的判準不同：關鍵物種看「生態影響是否超出其豐度所預期」；優勢物種看「在群聚中是否數量或生物量突出」；旗艦物種看「是否能有效代表並推動保育行動」。

解題方法

先將各物種放回題目所指的生態情境，再依判準分類：

1. 珊瑚礁中的馬糞海膽以啃食藻類影響藻類與珊瑚之間的競爭，據其對群聚結構的作用判斷是否為關鍵物種。
2. 澎湖的銀合歡若大量生長並形成優勢群落，依其在群聚中的高豐度及生態影響判斷為優勢物種。
3. 最後區分生態上的重要性與保育工作上的價值：物種造成生態影響，不等同於它是旗艦物種；成為旗艦物種也不以生態影響力為必要條件。

（一）三種物種的定義比較

比較面向	關鍵物種	優勢物種	旗艦物種
判定依據	對群聚或生態系的影響遠大於其豐度所顯示的程度	數量、生物量或覆蓋度在群聚中突出	能否引起公眾關注、支持保育
對生態系的作用	常透過捕食、競爭、互利或棲地改造，維持群聚結構	因其大量存在而主導群聚外觀、資源利用或生態功能	不必直接主導生態系
移除後的預期結果	生態系或群聚可能出現重大改變	群聚結構可能隨其減少而改變，程度通常與其豐度相關	主要影響保育宣導、支持與資源動員

核心觀念

本題考查族群瓶頸、遺傳漂變、等位基因多樣性、近親繁殖衰退，以及小族群「遺傳救援」與外來基因滲入間的保育取捨。

瓶頸效應是指族群因獵捕、疾病或災害等原因，數量在短時間內大幅下降；存活個體只帶有原族群部分基因變異。即使族群後來恢復到較大的數量，已在瓶頸期間喪失的等位基因也不會因個體數增加而自動恢復。

小族群中，等位基因頻率容易因隨機抽樣而改變，稱為遺傳漂變。有效族群數越小，漂變通常越強；近親交配也較常發生，會增加有害隱性等位基因純合的機率，導致繁殖力、存活率下降，稱為近親繁殖衰退。

解題方法

先辨認族群數量急遽縮減所造成的遺傳後果，再比較兩地族群的等位基因數與繁殖狀況。最後從「改善族群遺傳健康」與「維持原族群特徵及基因組成」兩面，分析人工交配的利弊。

等位基因數是遺傳多樣性的指標之一，但不是適存度的直接量測。較多等位基因通常代表較大的變異潛力；實際繁殖與存活仍受有害變異、環境適應、族群管理及基因來源等因素影響。

（一）瓶頸效應及其對遺傳多樣性的影響

瓶頸效應是族群數量在短時間內大幅減少，使少數存活個體成為後續族群的基因來源。存活者只是原族群的有限樣本，因此某些等位基因會因偶然未被保留下來而消失；族群愈小，這種隨機喪失通常愈嚴重。

瓶頸後常見的遺傳影響包括：

1. 等位基因數與雜合度下降：稀有等位基因特別容易在小族群中消失。
2. 遺傳漂變增強：等位基因頻率容易隨世代隨機改變，甚至固定。
3. 近親交配與純合度上升：有害隱性等位基因較容易以純合形式表現，可能造成繁殖或存活問題。
4. 適應潛力降低：遺傳變異減少，面對疾病、氣候或環境變化時，可供自然選擇作用的變異也較少。

題幹中的美洲野牛經歷大量獵捕，符合族群遭逢瓶頸的情形。後來總數回升，並不代表瓶頸期間流失的遺傳變異已完全恢復。

（二）等位基因數高低的優劣及理論預測

等位基因數高的優點

等位基因種類較多，通常表示族群保有較廣的遺傳變異，可能有較大的環境適應潛力，也較不容易因單一疾病或環境變化而全體受害。若不同等位基因帶來有利差異，自然選擇也有較多變異可作用。

等位基因數高的限制

等位基因數高不必然代表族群一定更健康。變異中也可能包含有害等位基因；適存度仍取決於具體基因效應、基因組合、環境條件及繁殖成功。若族群帶有外來物種基因，等位基因數增加也不必然符合保育目標。

等位基因數低的風險

等位基因數較低，代表部分遺傳變異已流失，族群的適應選項較少；在小族群中，近親繁殖及有害隱性等位基因表現的風險也可能較高。

題幹結果與理論預測

題幹中 TSBH 平均每個微衛星座位約有 $2.5$ 個等位基因，YNP 則約有 $5$ 個，前者約為後者的一半。這與小族群長期受到瓶頸、遺傳漂變及近親交配影響，而流失較多遺傳變異的理論預測相符。

核心觀念

邁爾斯（Norman Myers）提出的「生物多樣性熱點」不是單指物種很多的地區，而是同時具有高度特有性與嚴重棲地喪失的陸域地區。這個概念的保育目的，是找出物種獨特、又面臨急迫威脅的區域，作為全球保育優先排序的參考。

解題方法

本題可依序掌握「特有植物多、原生植被損失嚴重」兩項門檻，再說明其保育理由；接著列出臺灣周邊的三個熱點及生態特色；最後從代表性、範圍與排序限制，評析此方法的不足。

（一）熱點的兩項條件及理由

一個地區須同時符合以下兩項條件，才能依邁爾斯的標準列為生物多樣性熱點：

1. 至少有 1,500 種特有維管束植物，約占全球維管束植物的 0.5%。 維管束植物包含具有維管組織的植物，這項門檻用來表示該地區具有高度的特有性與不可替代性；特有種若在當地滅絕，便有全球滅絕的風險。

2. 至少 70% 的原生植被已喪失，亦即原生植被剩餘不超過 30%。 這項門檻用來表示當地棲地已遭嚴重破壞，物種面臨高度威脅，保育行動具有急迫性。

兩項條件分別代表「保育價值高」與「受威脅程度高」。只符合物種豐富或特有性高，未必表示保育工作最急迫；只符合棲地損失嚴重，也未必能代表具有高不可替代性的生物資源。兩者合併，才能凸顯兼具生物獨特性與危機性的區域。

（二）臺灣周圍的三個熱點及其特點

以全球熱點分布來看，臺灣周邊常列出的三個熱點為喜馬拉雅（Himalaya）、印度—緬甸（Indo-Burma）及菲律賓（Philippines）。

1. 喜馬拉雅熱點：地勢由低地延伸至世界最高山區，海拔與氣候梯度大，形成多樣的森林、草原及高山生態系；許多植物與動物具有地方特有性。
2. 印度—緬甸熱點：涵蓋中南半島及鄰近地區，包含熱帶與亞熱帶森林、河流及濕地等生態系；物種多樣，具植物與動物特有種，並受棲地破碎化、開發及資源利用等威脅。
3. 菲律賓熱點：由眾多島嶼構成，地理隔離促成高度特有性；森林棲地受伐林、農業擴張及土地開發等影響，許多島嶼特有物種面臨威脅。