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生物科

山林間的璀璨珍寶 —— 黃鳳蝶

(一)黃鳳蝶是完全變態的昆蟲。其為溫帶性蝶種,馬祖的黃鳳蝶族群為一年多世代,以芹菜、茴香、胡蘿蔔、日本前胡等繖形科植物為寄主。 (二)黃鳳蝶是中型鳳蝶,軀體是黃色,腹部有黑色細縱線。翅膀底色也是黃色,上有黑色條紋及斑點,後翅末端有長尾突,後翅臀區有紅斑與藍斑,雌蟲體型與重量比雄蟲略大一些。 (三)幼蟲的成長速度與氣溫有明顯的關聯,在26.34°C時,最適合的幼蟲生長;氣溫越低,幼蟲的生長速度越緩慢;在28.66°C時,也會使成長速度略微變慢一些。 (四)蛹期的成長速度與氣溫有明顯的關聯,氣溫越低,幼蟲的生長速度越緩慢,當日期在11月15日之後,溫度低於19°C,蛹期竟然長達125天,以蛹的型態度過寒冷的冬天。

多霜蠟鼠婦、光滑鼠婦的交替性轉向反應行為探討

本研究驗證多霜蠟鼠婦及光滑鼠婦的交替性轉向反應行為,並探討何種因素會影響此反應。結果顯示,兩種鼠婦皆具有交替性轉向反應,在95%信心水準下,有80%以上呈現此反應。此外,這種反應可連續發生,約87%的鼠婦在3次轉向中,至少連續2次出現交替性轉向。我們進一步探討影響轉向的因素,發現當轉向後移動距離增加,反應頻率就愈低,並且證明沿牆行走會影響轉向方向。最後藉由步態分析證明,鼠婦轉向時的步態與直線移動不同,內側的胸肢站立期比率較外側高,此與前人所提出雙側不對稱腿部運動(BALM)的解釋不同,且為支持此假說的另一項有力證據。

微薇旋風自飄揚-大花紫薇多型性種子飛行模式之探究

大花紫薇果實有4-7個蒴室,6蒴室果實最常見,種子具多種形態,依種子與翅膀比例分成1:0、1:1、1:2、1:3與1:4五種類型,發現翅的比例越長種子較小、較薄、重量較輕,翅的寬度則相近。種子飛行模式具規律性,分成二個時期:墜落期與旋轉期,墜落期越短,越早發生轉折點,代表越早開始旋轉緩降,滯空時間也較長。在種子散佈方面,發現1:2、1:3與1:4種子因翅的旋轉而有緩降現象,散佈較為集中。在發芽率中發現1:0種子多不發芽,翅越長的種子其發芽率越高,最高可達高達96%。由此推測翅長越長的種子可散佈的距離較遠,也較易發芽,而種子較重且無翅的種子,其種皮較厚可等待更久的時間再發芽,可降低種內競爭壓力。

AI監測技術追蹤蓋斑鬥魚攀葉行為之研究

我們觀察到蓋斑鬥魚會攀爬到漂浮水面的葉片,這獨特行為引起我們的興趣。為探討蓋斑鬥魚攀葉行為,本研究開發「鬥魚攀葉行為AI監測系統」,可準確、穩定地收集攀葉行為歷程,並直接提供研究數據。我們探討了競爭者數量與葉片特徵對蓋斑鬥魚攀葉行為之影響。 研究結果顯示,蓋斑鬥魚間的競爭行為是影響攀葉行為的重要因素。競爭後,弱者會有兩種不同的避敵行為,一是積極攀葉,二是消極側躺在角落不動。此外,當鬥魚攀上吃水較淺的葉片上,需要以側躺姿勢攀附,但這也是一個相對安全的避敵空間。我們曾記錄到一天高達92%的攀葉時間。 本研究找到了蓋斑鬥魚攀葉行為的原因,提出競爭後的弱者避敵模式,也為動物行為監測技術提供了一個可能性。

生物除草劑初探

本研究以五節芒為研究對象,以水為萃取溶劑,取五節芒葉、莖、根、根部土圈等不同部位進行萃取,區分新鮮植株、乾燥植株、割除後生長五天之新鮮植株、割除後生長五天之植株經乾燥處理等四大實驗,合計112個小實驗,以陸生雜草大花咸豐草和水生雜草稗草為受測對象。研究發現將五節芒割除後生長五天之新鮮植株和乾燥植株,葉、莖的水萃取液對大花咸豐草和稗草的種子發芽、植株生長、根部生長有強烈抑制作用。可取五節芒新鮮葉子加水(重量比,葉:水= 1: 2 ),以果汁機打碎研磨萃取,獲得的水提取物,即為【生物除草劑】,可用於田間,進行雜草控制。

「嗅」聞是虛,眼觀為實—蓋斑鬥魚之攝食行為研究

為了探討蓋斑鬥魚的攝食偏好以及找出主導攝食行為的感官系統,我們採用了3種實驗槽,17隻蓋斑鬥魚,設計9項實驗來進行證明我們的假設。結果發現,蓋斑鬥魚偏好吃顏色鮮艷味道濃郁紅蟲 (48.3%)明顯高於顏色灰黃、味道較淡的乾燥紅蟲(22.5%)。蓋斑鬥魚無法正確分辨真假餌(1:1),假餌偏好紅色>棕色>白色。只要有微弱光線就能成功攝食,達78.64%。但只靠嗅覺的黑暗中只有10%成功率,而明亮環境中找到有味道水體的比例為68%。在只能依靠視覺的情況下確有更高的正確攝食率,選擇顏色鮮豔卻未無味道紅假餌有82%,且在近距離時主要依靠視覺攝食,遠距離時,則會加入嗅覺輔助。綜合以上,蓋斑鬥魚的攝食行為主導感官是以視覺為主,嗅覺為輔。

Thigmokinesis對多霜蠟鼠婦及光滑鼠婦交替性轉向反應的影響

本研究探討多霜蠟鼠婦及光滑鼠婦是否具有Thigmokinesis,並且此行為是否與鼠婦的交替性轉向反應有關。在選擇室實驗中,5分鐘內有96.7%,10、15分鐘內有86.7%、93.3%的鼠婦選擇停棲在粗糙表面,且在無轉彎的T字迷宮中,有95%的鼠婦在轉向時會受到粗糙面的影響,且當表面越粗糙時,鼠婦轉彎角度越大,此確立Thigmokinesis與鼠婦的轉向反應有關。我們進一步探討外在刺激的影響,發現有73.3%的鼠婦受到外在刺激後,會產生交替性轉向,且當強制轉彎次數增加,鼠婦的交替性轉向反應頻率也增加,因此證明除了強制轉向次數外,外在刺激與牆面的粗糙程度也是影響轉向反應的因素之一。

螞蟻的大鋼牙—探討多樣擬大頭家蟻(Pheidologeton diversus)的大顎構造與覓食和防衛行為的相關性

為了瞭解校園中那些螞蟻具攻擊性及攻擊武器有何特別之處,本研究進行螞蟻族群與行為的調查並以顯微鏡觀察其結構。發現多樣擬大頭家蟻(Pheidologeton diversus)是校園中分布最廣且具攻擊性的螞蟻,牠無螫針和蟻酸,主要是以大顎進行覓食與防衛,而且工、兵蟻的大顎構造也不同,為了解其差異對力的產生有何影響,本研究以自製的力學測試裝置及大顎放大模型進行實驗,結果發現:兵蟻的大顎粗短,但有寬大的頭部,產生的閉合力為工蟻的9倍;而工蟻的弧形大顎細長,有較長且尖銳的顎齒,可產生較大的抓力,讓獵物不容易滑脫;另外兵蟻鏟形的大顎,能發揮力學上斜面的作用,可產生較大的切斷力。工蟻和兵蟻運用彼此構造的優勢,相互合作,能有效率地進行覓食與防衛。

「馬陸」三寶-探討小紅黑馬陸的棲地、動物行為與族群生態

台灣原生種小紅黑馬陸棲息在潮濕腐質土。齡數愈接近成蟲,棲息土壤的位置愈深。喜愛棲息在落葉層下的腐質土,呈叢生分布。成蟲有正趨地性、負趨光性。隨齡數增長,複眼避光程度漸增。成蟲對水的耐受度較幼體高。馬陸遇乾燥性粉末會迴避,對具刺激味道的植物較不會迴避。驚嚇時身體捲曲呈圓環狀或出現排泄行為。成蟲不會因土壤震動而從土壤中外出活動。成蟲發生期在夏初,喜愛食用腐爛的水果。步足數目=(體節數) X4-18。族群中雄性占19.8%,雌性占80.2%。夏末時交配最頻繁。眼為複眼,幼體五齡前,單眼數目的三角形底邊與齡數有規則關係。幼體期約一年,蛻皮八次後為成蟲。族群的生存曲線屬於平均死亡率型。蛻皮前體色變淡,呈螺旋狀蛻皮。

「參參」不息—潮間帶蕩皮參(Holothuria leucospilota)與紫輪參(Polycheira fusca)生物生態、活動週期及躲藏行為之研究

以潮間帶常見的紫輪參和蕩皮參為研究對象,模擬潮間帶環境並長時間錄影,針對外型特徵、晝夜活動週期研究,更進一步加溫海水和模擬漲退潮,研究溫度和潮汐對活動量的影響,並研究兩種海參躲藏隱蔽是否有回原石頭的行為及影響因素,最後研究兩種海參對水流的承受能力。 本研究發現,若環境無水位變化,海參的活動週期與潮間帶漲退潮時間無明顯關聯,海水升溫卻會使海參活動量提升,海參日夜皆可能回原石頭躲藏。無論漲退潮或乾濕,海參都會優先選擇躲藏於石頭下,石頭為優先影響因素,若未接觸石頭時,海水則是第二影響因素。本研究發現紫輪參可感受水位變化,因此活動週期與活動量會受漲退潮水位影響。另外因缺少管足,紫輪參吸附能力弱於蕩皮參。