生物及地球科學科

有一天，老師帶領我們介紹校園裡生物，同學們發現校園內有許多蜘蛛，而且網子和網子之間不僅相連在一起，還可以分成好幾層，真好玩！就像是在住公寓一般，網子中心處有一隻背上有兩個黑角的蜘蛛。\r 這是什麼蜘蛛？我們很好奇於是大家分別去找資料想知道這背上有兩個角的蜘\r 蛛，到底是何方神聖？原來牠叫做二角塵蛛，為什麼取做二角塵蛛呢？那些樹木、花草會有牠的蹤跡？大家也不太了解？！於是我找了好朋友組成研究團隊一起和老師來認識二角塵蛛。\r

本研究主要在探討不事生產的雄蟻，為何會違反漢彌爾頓定律，而在生殖季節前就提早出\r 現。我們除了觀察雄蟻先成的時間及原因外，還要進一步討論雄蟻的地位及其對蟻巢的影響。\r 從研究結果發現，雄蟻確實是會在生殖季節先產生，且數量會在生殖季前一年的冬天達到高\r 峰。雄蟻先成的情形在山蟻亞科中最為明顯，且食物多寡、聚落大小等因素都會影響其雄蟻先\r 成；而管琉璃蟻（Ochetellus glaber）的工蟻會在沒有蟻后存在的情況下，自行產下未受精卵。\r 先成雄蟻在蟻巢中的地位僅高於工蟻，並會隨著蟻巢生存壓力的增加而逐漸下降，最後工\r 蟻甚至會透過各種弒親行為來調控雄蟻的數量進而減少蟻巢的負擔。雄蟻先形成除了能確保在\r 非生殖季時蟻巢基因的延續以外，還能提早為生殖季的來臨做準備。

本研究針對日本菟絲子的形態特徵與台灣其他菟絲子屬植物加以區分，並探討其對植被的影響。日本菟絲子的莖較粗（直徑可達 4mm），與帄地常見的帄原菟絲子（小於 2mm）不同。監測中部幾個分布地點，部分區域有擴大的趨勢。物候觀測顯示四季皆為莖延長期，花期則由 10 月至隔年 4 月，僅發現少數疑似果實，但其內皆無種子。樣區中同時調查日本菟絲子與小花蔓澤蘭的寄主數量、帄均相對覆蓋度，數據顯示日本菟絲子的生長擴張能力較小花蔓澤蘭為強。實驗顯示日本菟絲子可使小花蔓澤蘭大量死亡，並向外尋找其他寄主。日本菟絲子可逆時針纏繞落地生根，產生吸器吸取養分，4 週後明顯抑制寄主的生長，8 週後一半以上葉片枯萎，最後導致寄主死亡。

研究之初我們先踏查大台北附近出現球狀風化岩石聚集區，再選定地點做形成原因的探討。做法是仔細調查球狀風化區，岩石的數量、種類、層數及厚度、岩性、氣候條件等。另將岩石及風化物帶回實驗室，利用自行設計的方法，研究其膠結程度、熱脹冷縮、均質程度、含不含水體積變化、受力產生節理方向等，用來應證、分析自然環境的影響情形。我們也應用模擬及實地測量歸納出：岩性均質且風化速率較快的岩石，容易形成葉狀或球狀風化物層而剝離母岩；在水分乾、濕變化大情況下，易使風化物形成層狀；溫差大易使岩石呈片狀剝離。最終求證出溫差與水分兩因素是最直接影響風化物的層數與風化層的厚度。

用自行設計安裝的水流裝置製造短暫的漩渦，模擬颱風的形成。以目視觀察，並運用數位相機及攝影機拍攝記錄實驗過程，於照片及錄影資料中，篩選出較典型運動模式，及剪輯實驗過程影片，討論與分析颱風形成後的動向和雙颱間的相互影響。我們發現，我們設計的裝置確實可以產生類似颱風氣流的水波，以及兩個颱風（漩渦）在一定距離範圍內時，彼此相互影響所產生的現象，包括：一、較強的漩渦會令比它弱的漩渦繞著它旋轉。二、比較強勁的漩渦會把小的漩渦吸收。三、如果兩者強度差不多，兩者便會互相圍繞一個共同中心旋轉。四、有時兩個漩渦會互相排斥。五、有時兩個漩渦會一個跟著另一個而行。因此與所蒐集的颱風（藤原效應）理論相吻合。

水蕨在三種水深(20、38、48cm)有三種形態─挺水型、沉水型與浮水型，浮水型一般文\r 獻鮮少提起。本實驗比較三種異型葉形態構造的差異，並探討沉水型植株在38、48cm 兩種\r 水族缸中的生長方式、浮水型植株的形成與不定芽生長方式。實驗結果發現，挺水型與沉水\r 型在外形與構造上有差異，挺水型葉片厚、顏色深、葉綠素含量與澱粉含量較多；氣孔密度\r 上也有相當的差異，有助於適應水上與水中的環境。挺水型浸入水中可長成沉水型，沉水型\r 上的不定芽長成幼株與母株脫離後，會漂浮在水面上成為浮水型，以爭取更多光線，有利於\r 生存空間的擴展。浮水型同一植株可以長出兩種葉型－挺水葉和沉水葉，兩者葉形態類似沉\r 水型，但氣孔分佈卻有差異，應是浮水型植株較佳的生長策略。\r 由挺水轉變為沉水環境或葉柄受損時，不定芽會開始生長，以增加繁殖機會。

豆類芽菜研磨冷凍乾燥後以50%乙醇萃取，滴加DPPH 紫紅色溶液會隨萃取液濃度增\r 加而變淡，顯示萃取液濃度愈高，清除自由基能力愈好，佐以分光光度計測517nm 吸光值\r 也得到證明。\r 發芽0 天紅豆與發芽3 天綠豆萃取液有較佳清除能力。綠豆子葉及根部、黑豆及黃豆\r 芽體、紅豆子葉均有較佳清除能力。\r 不同加熱方式會影響芽菜抗氧化能力，隔水加熱溫度愈高，綠豆清除能力愈好；水煮\r 後，僅豌豆及黃豆增加清除能力；以160W~480W 微波加熱，除黑豆外，其餘豆類均提高\r 清除能力，黃豆在480W 微波後有極佳的清除效果。\r 鐵釘生鏽實驗和芽菜萃取液清除自由基能力強弱有高相關性，因此，建議以鐵釘生鏽\r 實驗來比較物質相對抗氧化能力。以便宜又簡單的方法取代昂貴檢測方式也是重要研究目\r 標

記得上學期，我們的校外教學是到溪頭森林遊樂區，我們沿著步道走，發現有些香蕉樹上葉子捲起來，我們把捲曲的葉慢慢打開，看見裡面竟然有一隻類似蛹的昆蟲。我們回去後，到各網站搜尋後，我們這類似蛹的昆蟲是香蕉弄蝶的蛹，有了進一步的了解，可是這一點了解，根本無法滿足我們對它的好奇。於是，我們便開始展開對香蕉弄蝶的探索。

候鳥與蜜蜂會利用地球磁場來辨識方向，因此我們不免要問：磁場除了幫助動物外，是否也能帶給植物任何好處呢？鑑於植物生長的首要條件是水，因此我們大膽猜想：磁場是否能幫助根記憶水源的精確方位？於是我們進行探索，首先我們發現磁場會造成綠豆芽的根轉向磁指北極，且磁場會使植物的根生長速率加快；再者，我們也利用含羞草驗證長久以來人們的疑問，確認植物有記憶的功能。更透過綠豆芽的實驗，了解到對植物的根可能的向性排序是：水的向性＞重力的向性＞磁的向性。最後我們證實綠豆芽的根在磁場的幫助下確實可能記憶水源的精確方位。妥善運用我們的實驗結果，應該可以進一步利用植物的本能，讓植物可以在人類未來的外星基地順利生長。

構樹的葉子形狀可稱得上千變萬化，常見的葉形有三種，分別是心形葉、缺刻狀葉和深\r 裂葉（三裂、五裂）。不同的環境下植株葉片的形狀有很大的差異，在陰暗處以心形葉居多，\r 陽光充足之處則以缺刻狀葉和深裂葉為主。依照實驗觀察發現構樹的葉形轉變有著規律性，\r 由心形葉→缺刻狀葉→深裂葉，原先為五深裂葉的葉片並沒有改變，陰暗處生長的心形葉，\r 葉上表皮表面積和葉長比值為2.455，為了要爭奪更多的陽光，便朝接收陽光面積較大的缺刻\r 葉（比值2.766）以及深裂葉（比值3.660）的方向轉變，而在陽光充足地方生長的構樹，由\r 於深裂葉已能有效的吸收陽光，便不再改變其葉片的形狀。在陽光充足處生長的構樹，深裂\r 葉的細毛數量比心形葉多且長，可反射多餘的陽光避免植株過熱，以免散失太多的水分，而\r 心形葉則為了要得到更多的陽光，避免長出太多及太長的細毛。利用增加光照時間來探討構\r 樹葉形變化的實驗中發現：延長光照六小時組最早出現葉形的變化，也有最多的葉片由心形\r 葉轉變成缺刻狀葉。但延長光照二小時和控制組（延長光照零小時），這二組在觀察期間，葉\r 形都沒有發生變化。由實驗結果我們推論，適度的增加光照時間可加快葉片形狀的轉變。