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生物科

人參與紫外線的對決

本次研究主要在比較經不同種類人參(紅參、花旗參、東洋參)培養後的酵母菌(真菌)牙斑菌(細菌)對紫外線的抗性。此次研究分別採用天然紅參、花旗參、東洋為研究對象,加熱至110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃,取相同體積添加於酵母菌菌液與牙斑菌菌液,於30℃震盪恆溫培養箱中培養2天,塗菌液於固態培養基上,置於32℃培養箱中照射紫外線,照射時間分別為10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30分鐘。實驗結果發現,加熱溫度在120℃~125℃時,經人參(紅參、花旗參、東洋參)培養後的酵母菌(真菌)牙斑菌(細菌)對紫外線的抗性均明顯提升。

寓濁於清

基隆,總是演奏著多雨的篇章,雨水帶來生機,卻也造成影響。在下雨的日子裡,發現原本清澈的瑪陵溪水,水位上漲、溪水汙濁。透過氣象局雨量資料,與我們下雨天進行溪水採樣的結果相比較,發現當雨量增加時,溪水的濁度也同時增加,而溪水中的懸浮物質也呈現增加的現象,證實雨量影響到溪水的濁度與懸浮物質濃度。 河川的整治為降低河川氾濫的發生,但對溪水造成的影響與下雨的情形相雷同,甚至更嚴重,溪水的濁度與懸浮物質濃度的數值遠大於下雨時的數值。對於水生生物而言,無疑是產生緊迫,經實驗發現汙濁溪水影響溪蝦的攝食,甚至產生病灶。透過本研究可提供給相關單位,在維護河川環境、保障人民安全的同時,對自然生物的保育也應須考慮。

高砂鋸鍬形蟲幼蟲環境適應、攝食行為及影響其成長因素的研究

鍬形蟲幼蟲期的成長是影響成蟲體型大小的關鍵,本研究探討幼蟲適應行為、攝食模式以及影響其生長的各種變因。研究者設計結合蛇管攝影的飼育箱觀察幼蟲土壤下的行為,並探究食材、空間大小、溫溼度等變因對幼蟲生長的影響。 研究發現,幼蟲剛換新環境時會往土壤下鑽,並在2-3天以內,滯留於土下12公分深的位置不再下鑽。幼蟲的光反應為負趨光性,遇到光及干擾,會用口器及前腳夾取混雜排遺的土壤,擋住光源並將自己包在封閉環境中。 幼蟲口器結構分為觸鬚、上顎、下顎,上唇、下唇。攝食模式依時間先後分成「偵測」、「剪食」、「夾取」及「送入」四階段。幼蟲最佳飼育環境為:溫度介於20±2℃間、濕度介於濕度計3-6格的中濕度土壤。

戰〝顫〞兢兢-抑制水族箱中顫藻生長之研究

顫藻是全世界分布最廣,種類最多的浮游藻類,雖屬於原核生物界,但具有葉綠素行光合作用;在水族箱中若出現顫藻,會產生異味,並影響水族箱中的清潔與美觀。本研究是藉由改變水族箱中的照光、水蘊草、金屬離子、飼料、溶氧量、二氧化碳、硝化菌和餘氯等環境因子來嘗試抑制顫藻的生長並進行實驗比較。研究結果發現:照強光、水蘊草數量多、飼料少、水中含有銅或鋅等金屬離子、以及增加水中溶氧量都可以有效抑制顫藻生長,但考量對其他水中養殖生物的生存條件維護,建議家中水族箱可以添加照光設備、持續打氣、添加硝化菌、種植足夠數量的水蘊草、並適量餵食飼料,便可減緩顫藻的生長,達到長時間維持清澈水質的功效。

植物的掙扎

本實驗在於觀察植物受到的不同的汙染源種類,蔬菜是否有著不同的生長情形,經過第一次試驗發現化學的水質影響空心菜的生長比正常水質影響大。另外植物適應環境的能力驚人,受到化學實驗水影響的植物生長的意志力比較強,實驗顯示澆灌實驗水空心菜植物適應的能力比澆灌正常水的植物能力強。但是若是土壤已遭受汙染對植物發芽與後續生長一定會造成不良影響,尤其是以洗碗精汙染的土壤。延伸實驗中發現經過中和處理的鹽酸水、和以天然清潔劑黃豆粉處理的植物生長情形與一般水灌溉的對照組生長情形差不多,但是明顯比未處理鹽酸水灌溉的植物生長好很多,證實家用廢水若經過處理再排出可減少環境與植物的傷害,而使用天然清潔劑也可以減少環境汙染。

白殭軍笑談色光素-白殭菌的習性探討

本實驗採用野外木蠹蛾殭蠶、市售偏紅及偏白三種殭蠶作為材料,並討論殭蠶特性及其體內成分對黑色素生成。其真菌菌絲皆深入體表層內,偏紅者由青黴菌產生胡蘿蔔素所致,偏白者有石灰。木蠹蛾及偏白殭蠶皆有小球孢白殭菌寄生,實驗結果發現藍光可刺激該菌孢子萌發。偏紅殭蠶上青黴菌有暗紅色及白色兩種菌落,發現紅光會促進白殭菌菌落萌發,且會誘發高比例的暗紅色菌落;而藍光有抑制暗紅色白殭菌的效果。投入白殭菌液或木蠹蛾殭蠶萃取液至0.17%黑色素水溶液中,能有效使墨魚黑色素分解,另偏紅殭蠶萃取液使黑色素分解能力勝於偏白殭蠶萃取液,能減少黑色素比例。

地下工程師-黏液對土壤的影響

蚯蚓是自然界中一種奇妙的生物,牠能將土壤翻鬆,讓植物容易生長與扎根。而資料顯示,蚯蚓在缺水分的環境下,會自行分泌黏液讓體表濕潤,遇到危險時也會大量的分泌黏液來嚇阻敵人。所以我們除了「觀察蚯蚓各部位構造」,並研究「蚯蚓的生態行為」,也針對牠所分泌的黏液進行實驗,利用「自製土壤硬度計」來探究黏液會讓蚯蚓所鑽過的洞穴不易崩塌的原因。我們發現蚯蚓分泌的黏液可有助於挖掘隧道,同時我們也結合生活中地下隧道工程的概念與應用。

步步為「螢」—六寮古道螢火蟲多樣性之研究

為能瞭解低海拔山區的螢火蟲資源,我們自2021年4月至2022年4月間調查新竹縣峨嵋鄉地區六寮古道螢火蟲資源,共記錄1科7屬15種,夜行性分別為黑翅螢、端黑螢、小紅黑翅螢、黃胸黑翅螢/保育類物種、黃脈翅螢、紅胸脈翅螢、梭德氏脈翅螢、紋胸黑翅螢(紋螢)、紅胸黑翅螢、山窗螢、橙螢、雙色垂鬚螢。日行性分別有、紅胸窗螢、赤腹窗螢、赤腹櫛角螢;在六寮古道發現的日行性皆為幼蟲。本研究將描述六寮古道螢火蟲物種多樣性、發生期、飼養觀察紀錄及古道地形地貌之考察,並探討其發光行為、食性及環境因子。同時也建立賞螢教育網,建議政府當局研究應研擬生態保育之對策,並進行獅頭山步道生態多樣性教育推廣。

海氏掠蚊(Lutzia halifaxii)獵捕白線斑蚊的行為研究及運用於生物防治的評估

小學在採集過程中幸運地採集到身體呈魚骨狀,較白線斑蚊大1.5倍的大孑孓,發現其會攻擊並掠食白線斑蚊(Aedes albopictus)孑孓。經病媒蚊專家鑑定為國內少見,但因不傳播疾病,以致較少文獻探討掠食行為的海氏掠蚊(Lutzia halifaxii)孑孓。本研究為國內首次對海氏掠蚊生活史及掠食行為進行之調查研究,結果有三:(1)海氏掠蚊孑孓的棲地與白線斑蚊等多種孑孓重疊並掠捕其為食;(2)海氏掠蚊的孑孓期為14~21天,公蚊壽命為25天,母蚊為40天;(3)海氏掠蚊可掠捕白線斑蚊孑孓,為功能反應曲線П型,捕食量隨獵物密度增加可高達177隻,並可明顯降低白線斑蚊羽化數量達90%。結果顯示利用海氏掠蚊進行生態滅蚊具有高度潛力,可進一步發展成為未來疾病與病媒蚊控制策略的工具。

破戒的圓葉挖耳草

本研究以新竹縣竹東軟橋地區原生的圓葉挖耳草為研究對象,研究結果如下: 圓葉挖耳草分佈於濕潤、pH值4~6的岩壁上。無根,走莖發達,植株約2~3cm;單葉圓形或匙形;花粉紅或紫紅色,花柄高1~2cm,有花距;果實為乳白色蒙古包狀;種子橢圓,表面布滿倒刺。捕蟲囊為圓形囊袋狀,觸角狀毛為二分岔錐狀,無觸發毛,但能黏住小生物;植株生長受水分多寡影響。捕蟲囊從囊瓣出現到發育成熟約需9-11天。 圓葉挖耳草為雜食性,50%的捕蟲囊中有藻類,37.5%為小蟲,以搖蚊幼蟲和線蟲為主。59%的捕蟲囊囊口含花青素,多呈紫紅色、紫色或藍色。花青素的顏色變化與食物種類、消化時間及外在環境的酸鹼值有關,亦可能有預防強光突然照射與引蟲入袋的功能。