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生物科

喔「葉」!皇宮菜在缺水逆境中訊號傳遞之研究

本實驗探討皇宮菜為適應乾旱的訊息調控機轉,我們發現不同生長階段耐旱程度不同,具耐旱力的成熟植株透過氣孔密度提高、氣孔簇發生和降低氣孔張開度,來減緩水分蒸散速率以維持葉子含水量,同時也發現皇宮菜在乾旱脅迫下過氧化氫的提高。我們噴施過氧化氫於耐旱力低的幼苗葉片,結果顯示氣孔密度和氣孔簇增加以提高葉片含水量,增強幼苗的耐旱性。當以抗氧化劑處理會降低成熟植株的抗旱能力,且進一步證實過氧化氫參與ABA的訊息調控機轉,改變表皮細胞形態和氣孔分布,並透過鈣離子調節氣孔運動優化氣體交換效率,達到減少水分散失維持光合產量,此有助於理解作物在乾旱下的氣孔發育模式,作為影響作物產量和土壤節水可能的潛在機制。

鄒族孟德爾-探討生命豆在逆境中之植物生理調節及植物復甦現象

本研究探討鄒族民俗植物生命豆 (Lablab purpureus (L.) Sweet) 是否可以抵抗不同種逆境、植物復甦現象及其限制。我們自製植物栽植環境來控制光照及波長(4000燭米、545nm),分別針對生命豆種子及小苗進行研究,並以綠豆為對照組。我們發現生命豆適合種植於達邦原生土壤,其小苗具有耐旱及耐澇的能力,在未施肥及特定濃度施肥土壤均可以生長很好。 接著進行耐澇植機制探討,發現生命豆會打開氣孔行蒸散作用,根部持續生長且花青素含量也增加,但高度未隨之增高。在耐旱的實驗中,我們發現生命豆在中斷澆水14天後,植物仍可以生長很好,經過25天後,葉片會逐漸掉光呈現瀕死現象,復始澆水後,在強光環境下有較好的植物復甦能力,而我們發現生命豆復甦的歷程,花青素扮演重要的角色。

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。

太平溪下游堤岸施工種類生態知多少?

太平溪下游的堤岸種類分為全水泥、水泥+石頭、水泥+石頭+磚塊、水泥格子磚(中間泥土地)、泥土(四周用水泥格子磚)、泥土(中間用水洗石子地做間隔,分成兩塊或三塊的地)和泥土斜坡(中間用泥土坡道來分成兩段),我們想要了解施工堤岸工程的不同對於其生態的影響。進行多次觀察後,發現各自的優點、功能(或功用)、以及對於生物通道的影響,本研究發現太平溪下游堤岸施工種類眾多,因此我們評估這些堤岸施工鋪面是否適合生物通道,並針對阻礙生物通道的堤岸鋪面,提出解決的方案。希望透過這項調查能喚醒大家能讓人類與生物共存,不要破壞自然的生態環境。

菌抑之蜂-牙膏與漱口水的添加物成分對口腔環境的影響

本研究旨在瞭解牙膏及漱口水常見添加物成分對口腔環境及對牙齒的影響。本研究分兩階段,先訪談牙醫師,根據訪談結果進行問卷設計,並以問卷回收所得結論為基礎,朝菌易生酸,酸損琺瑯質為實驗假設,經採集口中細菌,分別培養於不同條件的氟化鈉、木醣醇及蜂膠水溶液中,連續追蹤3天pH值及細菌量;以pH計測量pH值;細菌量則追蹤LB菌液的OD600吸光值,以混濁程度推估細菌量;結果顯示蜂膠在抗酸及抑菌上,皆是三者中最有效的,且與氟化物或木醣醇混合後,能發揮更好的抑菌效果。最終經豬牙實測,蜂膠確實減少琺瑯質侵蝕,蜂膠+木醣醇混合液相較對照組能減少豬牙56%的酸腐蝕量。本研究比較三種添加物,發現蜂膠都屬最好,推薦用於平時的口腔清潔使用。

壺蜂的生殖行為—探討黃胸錐腹蜾蠃交尾、做巢、產卵、育幼的生殖過程研究

本研究探討黃胸錐腹蜾蠃(Delta pyriforme)交尾、做巢、產卵、育幼等生殖行為。結果一雌雄壺蜂平均性成熟為77±10.8、63.7±5.7小時,交尾結合只有11秒。結果二壺蜂用大顎與前足以0.8×10-3m/s速度拍打泥球,讓巢固定成形,結蜂繭後巢硬度達4269gw。結果三受微風影響卵搖9.3次/s,此時卵柄的張力對卵做出164.3nkg.m/s衝量值,當衝量越大、卵搖晃時間越長、停下時間要越久。結果四壺蜂會依不同體型獵物,施予不同的力搬運回巢,被麻痺獵物血液流速為1.64~1.13cm/s,氣孔被打開494%,以延長獵物壽命,有助於壺蜂幼蟲攝食,達到育幼後代的目的。

西里銀腹蛛結網角度變異之功能性探討

為了瞭解銀腹蜘蛛屬蜘蛛結網角度為何常與地面成一角度且角度變異極大,我們以此屬的常見種類西里銀腹蛛為對象,針對野外族群測量結網角度、結網面積、蜘蛛體長、結網高度及結網方位,結果顯示結網角度可從9度到70度,以46 – 50度最常見,而且結網角度與結網面積、蜘蛛體長、結網高度及結網方位均無明顯相關性。 我們從結網角度與受風面及捕蟲率的關係來思考,結果發現,在結網角度與地面垂直時之捕蟲率比起水平時明顯來的高,但結網角度越大即越垂直於地面,受風面越大,故必須織出較強的絲,需花費較多能量;所以西里銀腹蛛可能需在花費較多能量編織強度較強的蜘蛛絲與捕蟲率上取得平衡,因此結網角度才會有如此大的差異。

蟻束光陰

平時我們總是會在各個角落看到螞蟻成群結隊的行走,牠們依靠彼此的觸角不斷溝通,彼此各司其職,建構出小型社會。深入觀察後,我們發現牠們似乎能夠敏銳地感知光線的方向。讓我們想進一步了解光線對牠們的行進路線是否會有影響,於是,我們展開了一系列實驗,探討不同環境及不同偏振光對螞蟻行進路線的影響。 此次實驗我們選用希氏巨山蟻及大黑巨山蟻分別進行環境測試、習性測試及偏光實驗,藉以探討螞蟻在黑、白兩種路徑上的偏好,以及在生長燈下旋轉偏光片改變不同偏振光,進而探討對螞蟻行進方向的影響。 研究結果顯示,在黑、白兩種環境中,螞蟻更偏好行走在黑色的環境,同時,我們也觀察到改變偏振光會對螞蟻的行進路線產生影響。

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。

百家 「蛛」子 -大姬蛛幼蛛擴散之研究

本研究主要是探討大姬蛛的生態功能。在實驗地發現,大姬蛛最常出現在校園活動中心左側樓梯的窗框,其他自然環境中數量較少。檢測大姬蛛結網的微棲地狀況,其大姬蛛的移動狀況以及數量,與照度和風力的相關性不高。在棲息地發現,大姬蛛大多產有卵囊,每隻產的卵囊數量不一。為了解卵囊中幼蛛產出後的散佈軌跡,研究中設計實驗箱,放置卵囊,並且在卵囊中的幼蛛孵化後,每日記錄其移動位置。以GGB的數學軟體,標定其不同幼蛛每日在蛛網上的位置,進行散佈模式探究。此外,為了解幼蛛在離開蛛網後的擴散情形,研究中以壓克力線仿蜘蛛絲線,並製作風洞以不同的風速,探討幼蛛可能的滑翔軌跡。