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生物科

寶貝計畫-鹽寮陸生寄居蟹身體形態與貝殼關係研究

本研究在探討鹽寮陸生寄居蟹生活環境、身體形態及與貝殼間的關係。 研究發現,這裡的寄居蟹喜歡住在溫度27~28度、濕度50%~80%的漂流木、植物下沙地。 約有2/3的寄居蟹貝殼過大、太小;實驗發現,如果有機會選擇,寄居蟹則有60%的機率會 選擇適合大小的貝殼。 在身體形態與貝殼關係方面,寄居蟹頭胸部較硬,能夠在貝殼進進出出。行動時,頭胸 部頂起貝殼,再運用第二、三對胸足帶動身體。此外,我們切開了貝殼,發現寄居蟹使用右 旋腹部牢牢捲住殼軸,並以第四、五對胸足頂住貝殼殼壁。是否為了分散寄居蟹移動過程的 衝撞力道,保護柔軟的腹部?值得後續研究加以證明! 最後,我們提出寶貝行動計畫,透過補殼與野放的行動,幫寄居蟹製作更多安全的家。

蛹結同心

我們透過觀察淡紋青斑蝶幼蟲及蛹的生長環境,並觀察牠們的寄主植物,探討蛹體的顏色會隨周遭環境而變色及蛹的絲墊所能承載的重量,推論幼蟲化蛹時也有省力的科學概念,並驗證絲墊與附著物所夾的角度30°會比所夾的角度90°,能承載大於1倍以上的重量及大自然的抗力。蛹的絲墊黏著力強,抗拉強度大於3M掛勾,經過4個月的風雨侵襲,絲墊仍能保有原來的負荷力。 前蛹期掉落的幼蟲,依舊能靠身體的蠕動而成蛹。即將羽化的蛹,不慎掉落,可藉由蛹體尾部的破洞突破蛹殼及外力的協助,成功羽化。羽化出蛹殼的蝶,尾部被絲墊黏住了,無法及時把體液流到翅脈,翅膀畸形,即失去飛行的能力。

花朵裡的秘密—從校園植物探討花蕊形態與授粉機率的關係

我們調查校園花朵花蕊生長形態、柱頭與花粉特徵、花絲花柱長度比,並製作小麥、美洲合歡、大花咸豐草、孤挺花四種花朵花柱模型進行授粉模擬實驗,探討花蕊形態與授粉機率的關係。我們得到以下結論: 1. 觀察12種植物花蕊結果,柱頭的形態與花粉的形態可歸納為三種配對組合。 2. 花柱與花絲的相對高度是決定花朵授粉方式的重要因素。花柱比花絲高有利於異花授粉;花絲比花柱高有利於自花授粉。 3. 某些花蕊周圍的附屬構造,對授粉機率有明顯的影響,如:小麥的內、外穎。模擬實驗發現:增加穎的構造較不含穎的模型提高約2.2倍的授粉機率。 4. 不同的花序也會影響花朵的授粉機率。模擬美洲合歡聚合成花團的頭狀花序 (6朵)授粉機率會較單一朵花提高約2倍。

引賊入「口」---「木賊」潔牙效果之探究

本實驗探究木賊、樹枝牙刷和一般市售牙刷的潔牙效果,並試圖找出木賊最佳的潔牙方式與時機,研究過程中利用BCP試紙觀察以木賊和樹枝牙刷潔牙口腔pH值的變化,發現天然牙刷不同材質的特性的確會影響潔牙後的口腔pH值,再透過牙菌斑顯示劑了解各種牙刷去除牙菌斑的能力,結果歸納出使用中藥行所購買的木賊部泡水進行刷牙40-60下,其潔牙效果較佳。另外,利用總生菌數快檢片測試木賊、市售抗菌牙膏、樹枝牙刷、柳樹枝條對於牙菌斑的抗菌效果,研究發現樹枝牙刷具有抗菌能力,其他皆無。本試驗期待能夠藉由科展的實驗探究,找出最適合人體的潔牙效果,且減少海洋塑膠垃圾,不危害環境、友善大地的潔牙工具和方式。

校園我最行---我是抑制草種子萌發與生長的高手

同學提出校園觀察時發現的問題,經老師解說和引用相關研究,發現校園植物中有些在其所在之處,周圍雜草稀少,甚至少有其他植物,本實驗採集符合此一現象的校園常見植物,進行根、莖、葉粗萃取液培養百慕達草及律柏草種子,觀察是否具有抑制作用。結果顯示校園中多種植物的萃取液皆會抑制種子萌發及幼苗生長,其中以九重葛的抑制效果最顯著。因此採集九重葛的根、莖、葉不同濃度萃取液進行百慕達草及律柏草的萌芽和生長實驗,發現九重葛的葉萃取液抑制效果最佳、根次之,而且隨著濃度越高效果越好。並根據九重葛植栽土壤具有抑制萌芽和生長作用的實驗,因此推論九重葛可能藉由淋溶作用及根泌作用達成相剋作用以影響植物的萌發與生長。

大自然的彩妝-地衣的探究

本實驗以地衣為研究對象,觀察地衣種類出現的數量、不同樹種地衣覆蓋率是否有差異?不同區域間,地衣覆蓋率是否有差異?日照程度不同是否有影響?是否還有其他影響的因子?結果發現: 一、山區地衣種類較多,市區公園內較少,分隔島或人行道幾乎完全沒有地衣。 二、相同地點附近,不同樹種地衣覆蓋率有顯著差異。 三、不同區域間,相同樹種地衣覆蓋率不同,愈接近人行道、分隔島,地衣平均覆蓋率愈低。 四、日照程度也會影響:同樣區的公園中,同樹種-在開闊地形中和在無開闊地形中,地衣出現的覆蓋率有明顯不同。 五、根據調查與研究,發現:影響地衣的因素除了樹種不同、區域空氣品質、日照的程度、樹皮本身的組織與結構、空氣的乾燥程度有關。

算數「蓋」厲害-蓋斑鬥魚的數感與攝食偏好

為了探討蓋斑鬥魚的攝食偏好以及數感,實驗設計採視覺主導的攝食行為,將餌食放入二選一的實驗箱,讓蓋斑鬥魚做出攝食選擇。我們透過不同種類及大小的餌食來確認蓋斑鬥魚的攝食偏好;再以不同數量的餌食來驗證其數感,並記錄反應時間以確認其算數能力。結果發現,比起飼料,蓋斑鬥魚偏好選擇吃紅蟲;也偏愛較大顆及數量多的餌食。另外,對於5以內的餌食具有數感,感數能力則會隨著兩側餌食數量的比值接近1而下降;當比值在0.75(3v.s.4及4v.s.5)以上,反應時間明顯增加,顯示蓋斑鬥魚具有算數能力。最後,不同性別部分,公魚對於紅蟲的偏好高於母魚,其他變項則沒有明顯差異。體型部分,大於8cm的蓋斑鬥魚算數能力明顯優於小於8cm的蓋斑鬥魚。

「蚊」香而來~校園最佳無電捕蚊器研究

為避免我們在校園被蚊子叮咬,本研究因應校園中部分區域無法提供電力的限制,設計出「黏膠+吸引物質」的無電捕蚊器,以量化比較醋、肥皂水、香水及廢油等吸引物質的功效。結果顯示,「黏膠+吸引物質」的無電捕蚊器,在三次的調查過程中,捕捉到的蚊子分別為43、20、13隻,逐次減少,顯示有效的降低了校園內蚊子的數量。廢油及肥皂水組分別捕獲38%及27%的蚊子,明顯大於對照組的16%,顯示「黏膠+廢油」的無電捕蚊器有最佳捕蚊效果。本研究「黏膠+吸引物質」的設計,未來可用於尋找更佳吸引蚊子的物質,製作出更有效的捕蚊器。而目前找出的「黏膠+廢油」無電捕蚊器,具備廢物利用、無毒、無電、全日有效、管理容易的特性,可廣泛使用於校園中。

潮間蟹逅—萬歲大眼蟹的行為研究

本次研究主題是以香山濕地的萬歲大眼蟹為研究對象,研究牠的身體構造、樣區是弱酸偏中性的泥地環境、泥地濕度大於58%以上便會出洞活動。研究洞穴長寬比與洞穴和身形的關係,洞口與背甲寬的比值平均為1.55~1.78,螯的長度大於二分之一背甲長度,背甲長對寬的比值為1.54~1.71。 研究大螯的作用、揮舞的頻率及時間;看到鏡中影像會張螯夾取、停留觀望或想要逃走;蟹和蟹的搏鬥方式,體型小的蟹有順從行為而幫忙清潔;為了調節體溫有晒太陽的特殊行為。泥地上的少數雄蟹,大螯在繁殖季節會變成鮮紅色,推論為婚姻色。 影響萬歲大眼蟹入洞的因素為振動,實驗發現牠有固定的洞穴,且一蟹一洞穴,探索新環境能力弱,遇危險會躲在角落及裝死,沒有記憶空間的能力。

探討弧邊招潮蟹的棲地、型態與動物行為

我們在污染嚴重的二仁溪中下游,發現優勢物種―弧邊招潮蟹。由於人們對其棲息地、型態和分類有錯誤認知。我們設計陷阱瓶,進行採集與分析,發現其族群密度10隻/ m2。洞穴相連會群居。飼養時,土壤需呈斜坡狀,注意水位高低。體型大棲息在高潮線以下,體型小在高潮線以上。雄螯有大螯,以小螯攝食泥土中有機物,產生擬糞。若無小螯,用大螯攝食,直至新小螯長出。眼睛有眼睫毛保護眼睛,會出現鬥雞眼。口器的雨刷構造可清理眼睛。步足倒勾防被沖走,能再生,會斷肢求生,斜向前方走路。雄蟹揮大螯求偶,配對成功後入洞交配。體色會隨時間改變,晚間淺色、白天深色。脫殼間隔、次數隨著成長逐漸減少。有趨光性。在鰓內儲存水分,打水以增加含氧量。