第一篇　演化
地球上所有生物的形態與其所處的地位，皆可歸因於演化與環境。演化學旨在探討生命源自何處？如何演變成眼前如此多采多姿的樣貌？以及如何從一個物種演化出另一個截然不同的物種。研究生物的環境（即生態學）解釋地球上包括人類在內的所有生物，如何互相影響，如何與其所處的環境產生互動。換句話說，演化學可被想像為解釋地球生物發展的縱剖面，而生態學則解釋了橫切面。演化與環境兩者關係絲絲入扣，無法分開單獨解釋。雖然都是在探討生命存在的課題，然而物種滅絕的重要性卻不可抹滅：死亡是生命的源頭，沒有死亡就沒有演化的空間；沒有死亡就不能多出新的生態環境，來容納演化所產生的新物種。

演化的證據在化石中顯而易見，現今生存的動植物身上也處處留有痕跡，藉由檢視現有的被發掘出土的動植物化石，可以看到演化由簡而繁的必經之路，也可看出環境是如何形塑生存其中的生命。相似的結構、胚胎發育過程與化學構造，在在強烈指示演化歷史的雷同，或源自相同的祖先。因此演化並不是一件發生在過去、建造出今日的生命便停止的過程。演化無時無刻在進行著，在看到結果的同時，也可以從化石中看到過去的軌跡。只要生命存在，演化無時不在。

第二篇　生命的歷史
地球約存在了五十億年，大約在三十五至四十億年前出現幾種生命形式。然而，確切的化石紀錄僅能被追溯到六億二千萬年前，具有骨骼的生物首度出現。當時的生物僅出現於海裡，陸上仍是不毛之地。海陸分布的形式與今日並不相同，藉由板塊運動各大洲與海洋的地理關係持續在變動。地球的地殼由各個板塊所組成，就好像美式足球上的黑白鑲格一樣。

當地球內部的物質從板塊一端湧起凝固，便形成新的地殼，板塊的另一端因此受到擠壓而陷落至隔壁板塊的下方。上升湧起的地方發生在中洋脊，陷落消失的地方為海溝，參與的是矽鎂質的海洋板塊。矽鋁質的大陸板塊比海洋板塊輕，漂浮在海洋板塊之上，因此各大洲便會隨著板塊運動而移動。這個運動歷經了漫長的地質時代，並可能一直持續到世界末日。

板塊運動對於地球上的生命演化極為重要，並不只限於地質學上。板塊運動會影響全球的氣候型態，使得在短暫的地質時間內產生波動，並且導致地球上原本處於優勢的生命形式產生劇烈改變。在某些時期，大陸間的相連使得某些生物得以廣泛分布到各地，大陸間的隔離也使得各地獨自發展出不同的生命形式。

第三篇　人類滅絕後的動物世界
人類滅絕之後五千萬年的世界，與人類存在時相較起來並沒有太大的不同，氣候與植物生態大致相似，只是地理改變了。由於板塊運動造成的大陸漂移，使得歐亞大陸、澳大利亞與北美洲連接在一塊，而南美洲形成了一塊獨立的大陸。在生態方面，動物的世界雖然還是分成魚類、哺乳類、爬行動物等幾大類，但是關於生物的形貌與種類等許多方面，已經和人類所認知的相去甚遠。最明顯的不同在於較高等的演化形式，鳥類與哺乳類動物為了適應環境的劇烈改變，迅速演化出新的物種。

不過，因為地球的棲地型態大致上沒有什麼改變，所以並不是導致物種改變的主要原因，只能說大自然中存在著無窮盡的變化，與各類演化適應上的解決方案。然而在相似的環境下，動物的形態樣貌也有著各式各樣的因應對策。至於生物在面臨生存之際會如何選擇要演化出何種特徵來適應環境，這就與物種的起源有著密切的關係。我們可以假設某一種生物具有某樣特徵，並且隨著演化該項特徵最後成為有利於生存的條件，而這比起「從無到有」的假設是比較合理的演化方式。

人類滅亡之後所空下來的生態區位刺激了新物種的產生，接下來，你就會看到物種為了搶占這些空下來的生態區位，所演化出來的各種生存模式了。
˙猛鼠興起──最主要的食肉類動物
在哺乳動物的世界裡，掠食者傳統上為食肉類動物（食肉目的成員）。食肉類具有特化的牙齒可以刺穿、撕開獵物的身體，牠們的腿擅於彈跳，可以提供瞬間的爆發力迅速逼近獵物，到達獵殺的距離。狼、獅子、劍齒虎、鼬這些生物在人類時代之前與期間，以馴良的食草類動物為食，控制牠們的數目。然而，在極度特化的情況下，這些生物發展出較為短暫的生命週期，牠們變成對環境改變及狩獵數目相當敏感，食肉類動物的平均壽命只有六五○萬年，牠們在人類時代之前發展到頂盛，之後便銳減，現代絕大部分的物種已經滅絕，除了少部分生存在極北方及孤立的南美洲大陸的針葉林中。

原本是哺乳動物中主要掠食者的食肉類的地位，現在在各地被另一群動物取代－－在溫帶地區，齧齒動物的後代占領了這個生態區位。當食肉類發展至頂盛的時候，齧齒動物，尤其是鼠類，開始以動物吃剩的食物為食。當人類遍布世界各地時，相對地也帶動了牠們的繁殖，而在人類滅絕之後，牠們仍繼續在崩毀下的人類遺跡中繁榮興旺，強大的適應力使牠們生存下來。

因為具有特化的牙齒，使得鼠類幾乎什麼都能吃。前排有兩顆可供齧咬的大門牙，終生不斷生長，不怕磨損。門牙與後排牙齒之間有一個間隔空隙分開。後面的牙齒有平坦的表面可供磨碎食物，這一點與傳統食肉類動物的牙齒構造相當不同，傳統的食肉類前排是可供切斷食物的門牙，隨後緊跟著一對可以刺穿食物的犬齒，後面是一排具有尖銳表面的前臼齒與臼齒。

當鼠類的數目擴增，占領了逐漸減少的食肉類的棲地，牠們的牙齒便演化成新的形式。齧咬用的門牙變長變尖，可以刺入並緊緊咬住獵物。門牙和後排臼齒間的空隙變小，可供研磨的臼齒平面變得銳利，功用就像一把剪刀一樣。下顎骨也產生改變，從旋轉的研磨運動變成更有力氣的上下咬合運動。演化出這樣的齒式對肉食性鼠類的演化具有關鍵性的影響，使得牠們成功地演化出各式各樣的型態，散布在世界各個角落。

溫帶地區的大型食草類動物過去是野狼的食物，現在則變成猛鼠（Amphimorphodus cynomorphus）的盤中飧。猛鼠是體形像狗一般大的鼠類，群集獵食。能演化成這樣的型式，和四肢構造改變有密不可分的關係。從鼠類一般只能四處蹓躂的腳演化成精巧的、能夠奔跑的型態，腳掌還生長出小而厚的肉墊，強壯的肌肉與肌腱能給予脛骨足夠的力量。

˙南極海洋──「漩渦」的起源
南極洲的情況與北極正好相反，廣大的南極洲只有邊緣地帶有生物存在，圍繞在周圍的海洋孕育生命。其中最著名的生物是有「漩渦」之稱的巨型企鵝（Balenornis vivipera），是世界上最大型的動物。就像過去海洋中的許多生物一樣，有著長圓錐形、沒有脖子的身體，強而有力、如短槳般的尾巴，修長、固定的鰭，這些都是適合在水中活動的理想體型。相似的體型可以在魚類時代巨大的節頸魚（arthrodires）、爬行動物類群時代的魚龍，以及哺乳動物時代前半段的鯨魚身上看到。這些生物都是在「漩渦」之前占據這個生態區位的物種。

「漩渦」是企鵝的後代，企鵝雖然是鳥類，但失去飛行能力並且適應了水中的生活，不過企鵝與漩渦的不同處，那便是牠們必須上岸產卵。在演化適應的過程中一直到某時期，鯨魚滅絕後，企鵝族群中的一支演化出能將卵保留在母體中，直到孵化的時機到來，再將幼體產在海中，免除了上岸的步驟。這類企鵝完全生活在海中，演化成全新的懷卵企鵝目，而其中的帶齒企鵝（Stenavis piscivora）是本目最為常見的物種。

懷卵企鵝在水族世界中是獨一無二的，因為牠們跟祖先一樣是溫血動物，行卵生，不同點只在於卵會在母體中待到孵化成熟，在繁殖方面，又與哺乳動物以及部分的爬行動物類群相似。值得注意的是，懷卵企鵝並不具有乳腺可以餵哺幼兒，這點和哺乳動物不一樣；而溫血的特性也與爬行動物不同。

帶齒企鵝跟同一類其他大部分生物一樣吃魚維生。牠最明顯的特徵在於有一雙鋸齒狀的長喙，使牠能夠捕捉到更大型的魚類。這樣的生存模式相當成功，以至於四千萬年來都沒有改變。儘管以浮游生物為食且體型巨大，「漩渦」仍是懷卵企鵝的一員。牠的嘴喙演化成一副大型、以排列整齊的骨板組成（而不是糾結的毛髮）、用來過濾浮游生物的密篩，就像鯨魚的鯨鬚（或稱鯨骨）。

在南極洋的火山島上的火山鳥（Skern）是不具飛行能力的海鳥，演化出一種獨特的產卵行為，解決了在島上產卵可能會遇到的問題。因為在孵卵期間，雛鳥與親鳥都同樣面臨暴露在天敵環繞下的危險。火山鳥藉著將卵產在火山島上溫暖的土壤中，隨後立即離開，來解決這個難題。火山鳥還可以延遲產卵的時間，來等待沙土出現合適的溫度。當發生火山活動的跡象時，岸上也陷入瘋狂的活動。火山鳥在岸上爬來爬去，利用牠們對溫度敏感的嘴喙作為探針，尋找合適的孵蛋地點。當牠們將蛋產在十到二十公分深處，並用沙土掩蓋好之後，便會儘速回到海中，再也沒見過孩子一面。

˙荒漠中的住民──生存於旱漠中的演化適應
維持體內所需水分與調節體溫是生存於沙漠的動物必要的生理機制。少了汗腺雖然是保持水分的方法，但卻也意味著要使用不尋常的方式來散熱，一般沙漠動物會依靠大耳朵，或是其他類似的器官；上頭布滿縱橫交錯的微血管，就像散熱器一樣散除動物身上的熱能。

這種構造在沙漠烤餅（Platycaudatus structor），一種沙漠地區相當大型的齧齒動物身上可以看到。牠身上超過正常的體熱會經由血管送到尾巴，再消散到大氣中。當被追趕的時候，這種動物能夠快速的移動，並伸直身體後面的長尾巴以保持平衡，就像牠的祖先沙漠跳鼠一樣。為了儲藏水分，沙漠烤餅甚至可以建構類似冷凝槽的裝置。結婚儀式的一部分，便是每一對沙漠烤餅要在新家洞穴門前放一堆石頭。這些石頭的功用除了在白天可以避免陽光直射洞穴，夜晚也可以提供大片冷卻的表面，讓露水凝結在上頭。

另一種齧齒動物──泡泡羽毛腳（Pennapus saltans），當哺乳類動物進駐沙漠地區之前，就已經是這裡的住民了。具有短小的前肢以及修長、用來跳躍的後肢。指頭邊緣長有粗而硬的毛髮。牠的腎臟具有極高的代謝效率，能不斷循環體內的水分，因此使得他的尿液濃度高於居住在潮濕地區、體型大小相仿的齧齒動物的兩倍。

泡泡羽毛腳一生中從不喝水，只從植物當中獲取水分，即使吃下具有毒性的植物也不會造成危害，牠可以利用吐出泡沫的方式讓有毒物質不經過體內任何代謝機制就排出體外。牠是夜行性動物，但是如果在大白天被敵人趕出洞穴外，牠能夠產生大量唾液，用泡泡塗抹在身體前面。並且可以神準的將含有大量滲出有毒物質的唾液吐向敵人，是一項防禦機制。不過，這種方式會快速消耗掉體內的水分，因此只能在非常緊急的狀況下才能使用，而且只能使用很短暫的時間。

跳躍惡魔（Daemonops rotundus）是一種肉食性的食蟲動物，是泡泡羽毛腳的主要敵人，具有類似泡泡羽毛腳以及其他小型沙漠齧齒動物的型態與生理構造。另一種截然不同的掠食者，但也是源自於食蟲動物的是沙鯊（Psammonarus spp.），香腸般的身體頂著一顆鈍形、強壯的頭部，以及強而有力、鐵鍬般的腳。牠在沙中游泳，而非挖洞，利用鼻子尖端感應的紋孔嗅出方位，直搗齧齒動物的巢穴。沙鯊全身幾乎無毛，大部分的時間都是埋在沙中避免體溫劇烈改變。休息的時候只有眼睛和鼻孔尖端露出地表。

˙南美草原──島嶼型大陸的生物演化
綜觀地殼變動的歷史，南美洲大陸明顯朝西方移動。因此陸地傾向維持在相同的緯度範圍內。這解釋了固定不變的氣候區以及物種的穩定。在南美洲的早期歷史中，大草原獨自孕育出擅長奔跑的有蹄類動物，與世界其他地區的物種相似，但地理卻從未連通過。直到南美洲與北美洲相連後，這些動物和原始的有袋類哺乳動物才被來自北美洲的動物取代。奇怪的是，這些北美洲來的有蹄類動物並未在南美大草原存續下來，反而是人類時代就存在的巴塔哥尼亞豚鼠（Dolichotis）和水豚（Hydrochoerus）等齧齒動物更加適應這個環境。從這個角度來看，南美洲與世界其他地區一樣，也參與了更先進的奔跑類齧齒動物與兔形類動物的崛起。

當南美大陸與北方的超級大陸再度分離後，齧齒動物獨自發展為特有的物種。大草原上擅長奔跑的生物演變成奇異的兩足草食性動物是其中代表。這些演化自生長在西方山脈雨量稀少的沙漠地區的跳躍型齧齒動物。雖然修長的後腳是沙漠齧齒動物的特徵，但是只有生長在南美草原上的生物，因為獨特的演化歷史，使跳躍的行動模式變成了奔跑模式。隨著行動方式的改變，體型增加、齒式也發生改變，最後從跳躍行動的沙漠齧齒動物，轉變成在草原上大步奔跑的草食性動物。

最普遍的奔跑型齧齒動物是長腿豚鼠（Cursomys longies），外型與曾經生長在澳大利亞的袋鼠非常相似。牠們成群結隊緊密的在草原的長草叢中覓食，數量大到足夠每當其他同伴埋頭進食時，總能留下兩、三隻抬起頭來察看是否有敵人靠近。

草原家族中最特別的動物，或許也是全世界最擅長奔跑的動物──旺卡（Anabracchium struthioforme），是一種四肢、尾巴及脖子皆修長的豚鼠。因為兩足站立行走的關係，前指完全退化；圓桶型的身體以及修長的後腿，支撐著長度相等的脖子與尾巴，彼此平衡，使重心仍維持在臀部以上。這些特徵讓牠能看清楚周圍環境，即使當牠正在長草叢裡進食時，牠的雙眼因為修長的頸部，仍然能維持夠高的姿勢以警覺敵人靠近。

花面林鴟（Gryseonycta rostriflora）是草原上最奇特的鳥類。鳥喙的內部是彩色的，型態有如花瓣，因此當嘴巴打開時，看起來就像一朵盛開的花。這樣精巧的偽裝，目的是為了欺騙昆蟲。當花面林鴟張開嘴巴，就會有食物自動送上門來。由於熱帶草原上的花，只有在水分充足時才會盛開，因此花面林鴟也隨著雨季四處遷移。

第一篇　演化地球上所有生物的形態與其所處的地位，皆可歸因於演化與環境。演化學旨在探討生命源自何處？如何演變成眼前如此多采多姿的樣貌？以及如何從一個物種演化出另一個截然不同的物種。研究生物的環境（即生態學）解釋地球上包括人類在內的所有生物，如何互相影響，如何與其所處的環境產生互動。換句話說，演化學可被想像為解釋地球生物發展的縱剖面，而生態學則解釋了橫切面。演化與環境兩者關係絲絲入扣，無法分開單獨解釋。雖然都是在探討生命存在的課題，然而物種滅絕的重要性卻不可抹滅：死亡是生命的源頭，沒有死亡就沒有演化...