113 高普考高考三級 昆蟲 昆蟲分類學 考古題詳解

113 年・高普考・高考三級・昆蟲
試題代碼 昆蟲分類學

第 一 題20 分

檢索表(diagnostic key)是分類鑑定上經常使用的工具。以檢索方式來說,可能有扇狀(fan-shaped)或梳狀(comb-shaped)的不同結構,請說明其間的差異及優劣。此外,如果要自行創建一個鑑定的檢索表,應該要注意哪些要點?

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核心觀念

檢索表是依據昆蟲可觀察的形態特徵,逐步排除不符合者,最後辨認標本所屬分類群的工具。每一步通常列出一對互相對立的描述,稱為一對選擇項(couplet);每一選擇項稱為一支(lead)。使用者依標本特徵選擇符合的一支,再依指示前往下一對選擇項或得到鑑定結果。

扇狀與梳狀檢索表的差異,在於選擇項的排列及鑑定路徑:

  • 扇狀檢索表(fan-shaped key):各分類群的特徵如扇骨般由共同起點向外分列;使用者可直接在多個並列的描述中尋找符合者,再逐步縮小範圍。此處「扇狀」著重於分支由起點展開的呈現方式。
  • 梳狀檢索表(comb-shaped key):各分類群依序排列,如梳齒沿著主軸排列;通常先以一項特徵從名單中分出一群,其餘分類群則沿主軸繼續比較。鑑定路徑往往呈現逐項檢查、逐步排除的線性流程。

解題方法:比較結構與使用效果

先抓住兩種檢索表的核心差異:各群如何排列,以及使用者如何沿著特徵找到目標群。再從使用速度、表格篇幅、鑑定錯誤的影響和不同使用者的需求,比較各自優劣。

比較面向扇狀檢索表梳狀檢索表
結構與路徑由共同起點向外分支,呈現並列的群組關係沿主軸逐項檢查,分類群如梳齒依序排列
優點各群的區別較容易一覽;適合群數較少、特徵差異清楚的情形適合逐一排除候選群;可針對不同類群安排相應描述,呈現較有彈性
缺點群數增加時,分支與描述容易變得繁複;使用者須在多個分支間辨認需逐項檢查,群數多時步驟可能增加;前面判斷錯誤可能一路影響後續結果

實際效率仍取決於類群數量、特徵安排及檢索表設計,不能只憑「扇狀」或「梳狀」名稱斷定哪一種一律較佳。設計者應依目標使用者、標本狀況和鑑定目的選擇合適形式。

自行編製檢索表的要點

  1. 先界定範圍與對象 明確說明檢索表適用的分類群、發育階段、性別及地理範圍。若某些分類群未納入,或只適用於成蟲,應在表前交代。
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第 二 題20 分

雙翅目(Diptera)亞分類群:長角、短角;直裂、環裂;有縫、無縫;有瓣、無瓣等形態特徵各所指為何?並請舉例說明其代表性類群。

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核心觀念

本題考雙翅目傳統分類中,依觸角形態、成蟲羽化方式、頭部縫線及翅基瓣片所作的形態分群。這些名詞不是同一層級的分類名稱:有些描述觸角,有些描述蛹羽化方式,另一些描述頭部或翅部構造。

解題方法

依序把題目中的四組形態詞,對應到其判別部位與分類群:

形態用語判別特徵傳統代表類群
長角、短角觸角形態長角亞目、短角亞目
直裂、環裂成蟲羽化時蛹殼的裂開方式直裂類群、環裂類群
有縫、無縫頭部是否有額囊縫有縫類群、無縫類群
有瓣、無瓣後翅基部是否有發達的瓣片有瓣類群、無瓣類群

一、長角與短角:依觸角形態區分

  • 長角類(Nematocera,長角亞目):觸角通常較長,常由多個外觀相近的小節構成。代表類群有蚊科、蚋科、搖蚊科及大蚊科。
  • 短角類(Brachycera,短角亞目):觸角通常較短,常見第三節較大,並帶有芒或觸角端突。代表類群有虻科、食蟲虻科、食蚜蠅科及家蠅科。

「長角、短角」是依成蟲觸角區分,不能直接當成蛹殼裂開方式或頭部縫線的描述。

二、直裂與環裂:依羽化時蛹殼開裂方式區分

  • 直裂類(Orthorrhapha,直裂類群):成蟲羽化時,蛹殼通常沿背面或縱向裂開。傳統上包括許多短角類的非環裂型群,例如虻科與食蟲虻科。
  • 環裂類(Cyclorrhapha,環裂類群):幼蟲末齡表皮硬化形成圍蛹;成蟲羽化時,蛹殼前端以近似圓形的蓋片裂開。代表類群包括食蚜蠅科、家蠅科、果實蠅科及蚤蠅科。

「環裂」指蛹殼前端像蓋子般開啟;其名稱不表示成蟲頭部一定有某種縫線。

三、有縫與無縫:依額囊縫是否存在區分

這組名詞主要用於環裂類內部的傳統分類。

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第 三 題20 分

當你手中有一未知名昆蟲標本時,請問可以透過哪些方法及步驟,正確地鑑定它?

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核心觀念

昆蟲標本鑑定,是根據標本可觀察到的特徵,依序判定其分類位置,通常由較高階層逐步縮小至目、科、屬、種。傳統鑑定以形態特徵與分類檢索表為主;標本不完整、生活史階段不適合鑑定,或近似種難以區分時,再配合生態資料、專業文獻、分子資料及專家確認。

鑑定結果應有可供重複檢查的依據。除了記錄名稱,也要保留標本、採集資訊與鑑定依據;若只能判定到屬或科,應如實記錄到該階層,不宜勉強定到種。

解題方法:標本鑑定步驟

  1. 確認標本狀況與保存方式 先確認標本是成蟲、幼蟲或蛹,觀察是否完整、是否受損或變形,並採用適當方式保存。乾製針插標本適合許多成蟲;柔軟或小型標本常以酒精保存。若預計進行 DNA 分析,應採取能保留核酸的保存方式,並避免處理過程污染標本。

  2. 記錄採集與生物學資料 記錄採集地點、日期、採集者、採集方法、棲地、寄主或食物、寄生或危害情形等。這些資料可協助排除分布或寄主不相符的候選種類,也能補足單靠形態不易辨識的資訊。

  3. 初步判定昆蟲類群 以肉眼、解剖顯微鏡或顯微鏡觀察體型、體節、觸角、口器、足、翅及腹部等特徵,先確認其是否為昆蟲,再初步判定所屬目或較高階分類群。幼蟲與成蟲的形態差異很大,必須使用適合該發育階段的檢索資料。

  4. 選用適當檢索表與分類文獻 依地理區域、分類群及發育階段,選擇可靠且適用的檢索表、圖鑑、分類修訂或專業文獻。先確認檢索表的適用範圍;只適用某一地區或某一性別、齡期的檢索表,不可直接套用於範圍之外的標本。

  5. 依檢索表逐項比對特徵 二叉檢索表每一步提供兩個互相對應的特徵敘述,逐項觀察標本並選擇符合的一支,再依指示前進,逐漸縮小分類範圍。判斷時要看特徵本身與位置,例如翅脈、觸角節數、足部構造、體表刻點、毛被或生殖器形態;不要只依體色或外觀印象決定。

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第 四 題20 分

請回答下列關於分類學名的問題:

(一) 林先生 2023 年發現了一種螞蟻新種,發表之後又被其他學者改換到其他屬及亞屬底下,請問這個物種的學名哪裡出現問題?請指出,並將其更正。

Formica(formica)Formosanus L.(2023)

(二) 請試述下列名詞之意涵:(每小題 2 分,共 10 分)

  1. agreement in gender
  2. name-bearing type
  3. nomen novum
  4. holotype
  5. synonym

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核心觀念

本題考《國際動物命名規約》(ICZN)中種群階元學名的書寫、種小名與屬名的性別一致,以及模式標本和替代名等名詞。以下以命題當年(民國 113 年)適用的《國際動物命名規約》為準;本題所涉規定沒有須另行提醒的重要後續修正。

動物的種名通常以雙名法表示:屬名首字母大寫,種小名全小寫,兩者均以斜體書寫。若括號中的名稱表示亞屬,亞屬名首字母大寫、不斜體,且不算雙名中的一個名稱。學名後的命名者與年代不斜體。

解題方法

先辨認題目中的三個位置:屬名、亞屬名、種小名。再判斷種小名是否為拉丁化形容詞:若是,依 ICZN 第 31.2 條及第 34.2 條,其詞尾須與目前組合的屬名性別一致。最後檢查命名者與年代:若種名現在與原發表時所用的屬名不同,命名者與年代須置於括號內(第 51.3 條)。

(一)找出並更正學名

題示寫法有三處須更正:

  1. 亞屬名的大小寫:亞屬名首字母應大寫,故 formica 改為 Formica。
  2. 種小名的大小寫:種小名首字母應小寫,故 Formosanus 改為 formosanus,再依性別一致規則調整詞尾。
  3. 種小名詞尾及命名者括號:formosanus 是拉丁化形容詞,意為「來自福爾摩沙」,以陽性詞尾 -us 形式表示。屬名 Formica 為陰性,因此詞尾須改為陰性 -a,成為 formosana。又因題意指出新種發表後曾被移至其他屬,命名者及年代須加括號;目前組合回到 Formica,括號仍依「不同於原發表屬名」的規則保留。

更正後: Formica (Formica) formosana (L., 2023)

其中第一個 Formica 是屬名,括號內的 Formica 是亞屬名。題目所給的命名者縮寫 L. 依原題保留。

(二)名詞解釋

1. agreement in gender(性別一致)

若種小名是拉丁文或拉丁化的形容詞或分詞,其詞尾須與目前組合的屬名性別一致。屬名組合改變時,若屬名性別不同,形容詞種小名的詞尾也須隨之改變;種名命名者與年代不因此改變。

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第 五 題20 分

小吳在進口檢疫貨品上檢查到了一隻昆蟲的幼蟲,奇怪的是牠既沒有胸足,也沒有腹足。排除標本損傷的可能性外,請就所有的可能性作出鑑定建議,並以檢索表或條列的形式表達。

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核心觀念

幼蟲胸足與腹足均缺如,屬於無足型幼蟲(apodous larva)。「無足」是幼蟲外部形態的描述,不能單憑這項特徵判定其目或科;應再檢查頭殼是否發達、是否可縮入胸部,以及口器構造,將無足型幼蟲分為三型:

  • 全頭型(eucephalous):頭殼完整、明顯骨化。
  • 半頭型(hemicephalous):頭殼退化,部分骨化,通常可縮入胸部。
  • 無頭型(acephalous):無明顯頭殼,頭部高度退化,常可見口鉤等取食構造。

解題方法:先判斷足,再依頭殼檢索

題幹已排除標本損傷,且確認胸足、腹足都不存在,第一步即可定為「無足型」。接著依頭部特徵檢索:

檢索步驟觀察特徵鑑定建議
1頭殼完整、界線清楚且骨化明顯;口器構造明確全頭型。優先考慮蚊科等雙翅目長角亞目幼蟲、部分鞘翅目幼蟲,以及膜翅目針尾類幼蟲。
2頭殼不完整或退化,部分骨化,能部分縮入胸部半頭型。優先考慮雙翅目短角亞目中的部分類群,例如虻科、食蟲虻科幼蟲;部分膜翅目幼蟲也具此型。
3無明顯頭殼;頭部退化,前端常見口鉤或相關內骨片無頭型。優先考慮雙翅目環裂亞目幼蟲,例如家蠅、果實蠅等類群。

以上是依幼蟲形態提出的鑑定方向,不是僅憑足部特徵即可完成的分類定案。若要進一步鑑定到科或種,應補查頭部骨化與口器、氣門位置與形態、尾端構造、體節特徵、棲息或寄主,以及檢疫貨品來源等資訊

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