全國中小學科展

生物科

海「蛞」天空-揭開眼斑多葉鰓的秘密

眼斑多葉鰓Plakobranchus ocellatus體型扁平狀,身體兩側和頭部的斑點通常較大,眼點位於頭部中間的後側,身體內側佈滿葉綠體。 具有極佳的保護色。交尾時,交尾器會發出藍紫色螢光,並表現出有趣的『交配三部曲』。產卵處跟交尾器一樣在身體右前方,卵團為逆時針旋轉,受精卵約在排卵後第2.5小時進行第一次卵裂,約3天會發育成面盤幼蟲,幼體具殼。成體具有明顯的趨光性,對於色光的偏好依序傾向為:白光>紫光>藍光>綠光>黃光>紅光。當長波長的色光(紅、黃)與黑色做選擇時,做了折返的行為。 光合作用氧氣生成量與同重量石蓴比約為3:20。在紅、黃光有較高的氧氣生成量,在藍光中,光合作用產量少;白光在與各色光相較之下,擁有最高的氧氣生成量。

抽絲解密─大賀蓮中螺紋導管的特性與應用性探究

本研究是在探究大賀蓮(Nelumbo nucifera )中螺紋導管(次生壁增厚)的分布、生長特性,並比較蓮絲和蠶絲之應用性。結果發現大賀蓮的根、儲存莖(蓮藕)、地下莖、葉、葉柄、花、果實及種子的導管皆有次生壁的增厚,增厚方式有環紋、螺紋及網紋。蓮的生長時間愈長,次生壁增厚形狀愈複雜,從螺紋導管中抽出一束絲的絲線排數也越多,其中以挺水葉葉柄下端內圈的絲束數及絲束的絲線排數最多,增厚形狀也最複雜。次生壁增厚生成於導管,主要功能在支持植物,而次生壁的增厚不會加速水份輸送的速率。蓮的次生壁增厚可以抽取出來做為布料的絲線,其保暖性、透氣性、快乾性及耐重性都沒有蠶絲(生絲)效果好,但吸水性及耐酸、耐鹼性較蠶絲佳,最大優點為較為環保。

蘊轉首之鏈

水蘊草是很重要的實驗材料,我們之前發現溫度約15-20℃、光照約1000 lux時的葉綠體流動機率最高也最快,且葉綠體流動特性會因細胞形態及外在條件而有差異。本次我們利用縮時攝影檢視水蘊草的細胞質流,發現隨著一天日照強度變化,上午細胞質流會隨時間變快、過中午後會變慢;且中午時葉綠體會聚集成團、流動比例降低。進一步觀察光照強度對水蘊草細胞的影響,發現光線不足時葉綠體靜止不動且均勻分散,讓受光的表面積最大化;隨著光照增加,葉綠體重新排列,移動到細胞邊緣後開始進行細胞質流。細胞質流模式有速度慢、方向不定的紊流及速度快、順逆時針的層流,而強光下葉綠體會出現聚集成堆、流動停滯的現象。不同細胞質流模式會因光照條件而轉換。

福壽螺今天想吃什麼呢?-探究不同的餌料誘捕福壽螺,減少秧苗被啃食的機會

福壽螺,原產於中南美洲,商人認為有利可圖,便將其走私進入台灣,希望取代田螺,供民眾食用。但是,福壽螺的肉質不符合台灣民眾的口味,因此商人紛紛將福壽螺棄養。福壽螺具有耐污染、抗乾旱的特性,再加上它在台灣沒有天敵,因而建立起自己的族群,啃食農作物,造成鉅額的農業損失。為誘捕福壽螺,減少其對稻苗的啃食,本研究全程使用美濃當地盛產之農作物作為誘餌,一方面可物盡其用的消耗NG農作物,另一方面可誘捕福壽螺減少對稻苗的損害,促進台灣農業及防治福壽螺的雙重效益研究指出,選擇的誘餌具有顯著誘引福壽螺之效果,進一步發現擺放位置也會影響捕捉到的福壽螺數量,於是設計陷阱器來捕捉,希望能為台灣的有機農業盡一份力。

隱形劊子手-紅娘華動物行為之研究

大紅娘華屬於漸進變態昆蟲,生活史為卵→若蟲(經過五齡)→成蟲(從卵到成蟲約79日)。 生活於低海拔的水田,為水中掠食者,以水中小動物為食,偏好吃食蝌蚪,主要以視覺(但無法感受到靜止不同的獵物)及獵物的震動來偵測獵物,視覺偵測極限距離約8cm,水平偵測角度約232.94度(左方加右方),垂直方向約173.68度。出手攻擊的時間僅約1∕7秒,有效捕捉到獵物的距離約為1.591cm,約前足長的1∕2。體型愈大的獵物,被麻醉昏迷的時間也愈長,會多處注入麻醉液讓獵物進入昏迷狀態。隨著食餌密度的增加,其捕食量也增加,但食餌密度愈大,其處理時間愈短。溫度愈高(30℃以下)其捕食率也愈高,偏好棲息在泥土的環境,藏於底土裡,等待獵物上門,為坐等型獵食者。

為「構」爭光:金門地區構樹葉形與葉毛之研究

金門在歷經莫蘭蒂颱風後,生態環境改變了。我們從校園散落的構樹葉子中產生好奇,並以葉形及葉毛為探討對象,我們想知道──什麼是構樹? 研究顯示:風災過後的金門構樹數量與分布為增加,並繪製「金門構樹生態地圖」;葉形變化與日照度呈正相關性,透光率與總分裂角度呈正相關性,而葉形平均在總分裂角度34度即可獲得90%以上的透光率;葉下表皮細毛數多於葉上,若刮除細毛,滯塵量、遮光率與溫度都會受到影響,但滯塵並非主要功能;模擬異毛色進行光照,透光率白色>綠色>黑色,每一心形白色葉片可比黑色多2%的反射光。 構樹的分裂葉形幫助透光,葉毛則反射與吸收光線,與植物的生存要素「光」息息相關,說明了為「構」爭光的葉形與葉毛,真聰明!

又被騙了 ─ 3D魔方幻圖

3D魔方幻圖指的是一種變形後的平面魔方圖形,它能讓人在某一個位置,透過相機使平面產生立體的效果。我們從網路影片中發現這個有趣的設計,因此,試著分解它的繪圖步驟,並針對3D魔方幻圖本身的繪圖方式和魔方幻圖與相機之間的相對位置進行變因的設計與研究。從研究中發現,3D魔方幻圖就像物體的影子圖,須符合上寬下窄、高度拉長的效果。同時,因為人眼對光、顏色的對比敏感度較高,所以利用背景、陰影、空間的切割的方式都能增加平面圖形變立體的效果。相機位置則直接影響圖形中的高度變化。透過這些因素進一步理解人類的單眼視差和大腦經驗,是讓平面圖變成立體圖的關鍵因素。

深負孓技-大負子蟲捕食與繁殖行為之探討

大負子蟲主要以嗅覺與振動來感覺獵物,捕食方式主要採坐等方式,飢餓、獵物密度低或獵物在一定範圍內時可能主動出擊,也會在水域的底層翻攪取食。前、側、後方攻擊距離分別約3.8cm、2.5cm、1.1cm。活動深度可達233 cm,捕食範圍深廣。 雄蟲會在水面起伏求偶,以模擬雄蟲求偶機實驗時,發現振動幅度越大、振動距離越近、有背卵振動對雌蟲有較好引誘率與繁殖行為完成度。振動頻率愈高雖然引誘率愈高,但繁殖行為完成度仍以每秒約2-3下較高。 產卵時雄蟲會以氣泡讓卵接觸空氣。雄蟲背卵後會減少取食,且卵越成熟越容易到水面讓卵曝氣。 棲息縫隙的習性可能有助於蓮花種子的傳播,可做為孑孓與福壽螺的生物防治昆蟲。

垂降高手-橙帶藍尺蛾的研究

持續進行二年橙帶藍尺蛾(Milionia zonea pryeri)的研究,因為每年在4月-8月的大發生期間,學校都會出現很多的橙帶藍尺蛾,這些蛾在校園中飛來飛去,我們想要了解一年當中到底何時會出現最多的橙帶藍尺蛾,何時會幾乎找不到牠們的蹤跡。我們不但研究橙帶藍尺蛾的數量,也探討蛹的形態與羽化的機率較高低的相關性,更深入的研究橙帶藍尺蛾的垂降行為,使我們對橙帶藍尺蛾有了更詳細的紀錄資料和數據。

居「心」叵測的「姬」捕行動

校園常見的日本姬蛛結的是立體網而非平面網,但對姬蛛的立體網與其捕獵行為的了解很有限,我們於是進行調查與實驗。觀察野外蛛網的主要特徵包括:結不規則錐體網、網中有開口朝下的遮蔽物及立網下方有底網。測量野外的蛛網,發現姬蛛多棲息在左右和前後置中處,但僅一半有高度置中。若用方形容器飼養姬蛛,則姬蛛棲息在蛛網立體空間對稱的中央位置。從幾何概念推算,發現姬蛛多棲息於趨近於錐體網剖面三角形的內心處,此位置到三邊的距離最短,有利於察覺與快速捕獵。錐體網具傳遞振動、有效纏繞獵物和低穿透率的特性,而綿密的底網則可防止獵物掉落,皆能增加捕獵率。故日本姬蛛有絕佳空間概念且能依獵物狀況採取不同的捕獵策略,真是聰明啊。