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生物科

種子總動員-探討甜羅勒在微重力、離心力與磁場等太空模擬環境下之生長情形

本研究為「探討甜羅勒在微重力、離心力與磁場等太空模擬環境下之生長情形。」研究目的之一為比較地面與太空人甜羅勒株高、子葉與新葉的生長,之二為設計實驗裝置模擬太空環境(微重力、離心力與強磁場)並觀察甜羅勒的生長。主要研究結果如下:1.太空組較地面組更快長出子葉且都高於地面組植株。2.甜羅勒於微重力環境時較快發芽,根有些呈弧形,處於正常重力時則根呈直線形。3.甜羅勒在有離心力的環境較快發芽且根呈弧形,處於無離心力環境時其根呈直線形。4.外加強磁場時,甜羅勒發芽率較高且子葉大小較平均,根較長。5.甜羅勒成熟植株在外加強磁場後,生長初期速度增加,而後趨緩,而無外加強磁場的甜羅勒成熟植株之生長趨勢則相反。

探究花感知蜜蜂聲音分泌更多甜份的奧秘

以色列演化理論學家哈德尼,對月見草作植物聲音感知實驗,發現只要一感知到蜜蜂翅膀振動發出的嗡嗡聲,月見草就會在 3 分鐘內將花蜜中的糖分濃度增加到 20%。本研究想探知花內蜜腺提升花蜜甜度所需之醣類養分,在植物主動運輸的鈉鉀幫浦及質子幫浦在運送醣類養分下,記錄流經韌皮部時,在等效電路所產生的電位變化,由莖取出訊號觀察有無蜜蜂聲出現時之差異性。本研究用五星花及仙丹花兩種蜜源植物,從花萼下方取相距3cm的兩點直流電壓,觀察無蜜蜂聲及有蜜蜂聲3分鐘測試電壓變化,確實電壓約有2mV~12mV變化,且證實花的甜度會增加12%~20%,對花做單一頻率測試,找到與蜜蜂相近的反應頻譜,期待對提升蜂蜜品質有幫助。

白疏巨山蟻工蟻在新建蟻巢階段職務轉換

前人大多研究大型蟻群的職務 (task)分配,但對於新建蟻巢階段的研究少,因此本實驗想了解白疏巨山蟻(Camponotus albosparsus)新建蟻巢階段的職務分配。研究發現,在大空間中,蟻群會增加偵查時間,但不影響蟻群整體的職務數量,但工蟻數量增加時,會使每隻工蟻負責較少職務,然而在新建蟻巢階段的工蟻負責的職務不固定,不同時間工蟻會負責不同職務。本實驗以肉眼觀察,發現其耗費時間及人力,因此開發Tracker追蹤工蟻職務,雖然Tracker無法觀察工蟻細微的職務,但可更快速的分析工蟻主要的職務。未來資訊人員可使用Tracker觀察蟻群職務後,並參考蟻群分配職務的模式,評估最佳化的職務分配模型,運用在人類的企業管理。

香草植物-甜羅勒的生長探究

水耕及土耕的種植中,發現臺灣的甜羅勒,在個別比較水耕的長時間模擬日光照射下,植物莖的高度、葉片的大小、葉子的數量,均會長得比較好。我們討論後,覺得可能有幾個原因,第一水耕的甜羅勒種子雖然受到不同色光的變因影響,但模擬陽光照射的時間非常長,能增加植物生長的時間,第二因水耕箱的位置在室內,受到風力、水源不足、蟲害的影響,相對會少於種於戶外的土耕甜羅勒。 種植觀察中,發現一些特別的地方。土耕和水耕的甜羅勒都有受到蟲害影響,土耕的是蚜蟲,沒有介殼蟲出現;水耕的是介殼蟲,沒有蚜蟲出現。甜羅勒斷根後,可以再長出來。當植物長到一定高度後,底部的莖也會分之長出葉子來。旋轉的盆栽,部分甜羅勒會彎曲生長。

魚兒魚兒迷宮游

本研究以選擇適當的魚種,來探討氣味、光色、群體行動、水溫、不同溶液和音頻對魚行動力的影響。我們發現,讓魚持續走在一個同樣的路線,會成為他們短暫的記憶;和大肚魚相比,螢光魚及金魚靈敏許多;飼料比保麗龍味道重,魚的反應也較顯著;在光色測試中,魚在藍色光遊得較快;魚活動雖然以群體為優先,且螢光魚的隊形都維持在一直線上,一起到終點,但是單獨一隻魚行動所費時間最少;雖然水溫度在20°C〜35°C所花時間平均最短,但是15°C〜20°C所費時間卻是逐次縮短;酒精對於魚活動力大幅提升。而食鹽則無太大的影響;聲波能使魚的速度大幅提升;魚的記性並不短,只要走過,也會有印象且游得越來越快。

肉多多「攔」水?-星狀仙人掌稜線研究

星狀仙人掌(星球屬 Astrophytum Lem.)可在沙漠生長。真實仙人掌瓣數13,瓣基部厚度1.5 cm,內部集水達96.48%。為探究稜線分布和厚度是否影響攔水量,以tinkercad繪製模型並3D列印稜線瓣數為4、8、12、16,厚度0.3、0.6、0.9、1.2、1.5、1.8 cm的24顆仿生模型,均勻噴水霧量100 ml,讓水沿著仙人掌稜線至根部集水區並測量水量。瓣數16、稜線厚度1.5 cm內部集水佳,可達97.76%。瓣數越多集水愈好,瓣數16者內部集水量皆超過80%。厚度相同,瓣數8的集水量較差,僅60.0%;瓣數16集水量更佳,可達到97.40%。

苔(球)盆栽培養及室內空氣淨化能力之探討

我們以真苔、扭口苔、鳳尾苔、鱗葉苔為觀察研究樣本,希望能培養出良好的苔(球)盆栽,並了解苔(球)盆栽對室內空氣淨化的效果。依據研究觀察四種苔植株結果,發現如下:(一)鱗葉苔耐旱性最佳,鳳尾苔次之,扭口苔、真苔最差。(二)耐酸性實驗中,pH<5時,生長情形都不佳,推論酸雨不利其生長,在戶外種植,可監測空氣品質。(三)每日光照4hr,苔植株生長狀態是最好的。(四)以多肉土種植成長良好,但與咖啡渣混合後,咖啡色素顏色影響植物外觀和生長,因此咖啡渣並不適合做為它們的培養基質。(五)苔(球)盆栽對PM2.5的移除能力最佳,對甲醛和揮發性有機物(TVOC)也有明顯的移除效果。(六利用廢棄絲襪、不織布製作苔球盆栽,苔植株可正常生長。

避債蛾的防護衣—探討幼蟲建造蓑巢的防禦行為及蓑巢對卵、幼蟲、蛹、成蟲的防護研究

本研究探討避債蛾(Eumeta japonica(Heylaerts)) 幼蟲做蓑巢進行防禦與蓑巢對成長各階段的防護。結果一濕度達80%以上與受到重壓因素,幼蟲會脫離蓑巢,離巢後能重做3~10個新蓑巢,幼蟲體重平均是巢重2.348倍、蓑巢長平均是幼蟲長的1.542倍,可使在內幼蟲獲得保護。結果二幼蟲以12.5±4.3gw拉力封住巢口,阻擋天敵入侵;排出軟便混體液含少許鹼性物,對螞蟻有忌避效果;當天敵入侵,體長可縮小0.92±0.23cm,可增加巢內移動或逃避的空間。結果三初齡幼蟲做蓑巢生存率為26%,塗抹體液後升到88%。結果四結蛹絲束能承受589.3±63.5g,保護蛹體安全蛻變到成蟲。

魚道魚到--魚道對大屯溪水生動物變動探究

本研究進行鄉野調查,以簡易水質測檢儀檢測水質,改良蝦籠、手撈網、攔截網、誘餌、拍照觀察進行水生動物分布調查,並設置自製改良舟通魚道進行研究。依據鄉野調查結果,大屯溪水質變差,魚蝦數量減少;水質檢測結果,大屯溪流域在大屯橋以下呈輕度汙染,其他區域則無汙染;大屯溪共設置16處高度100~450cm的攔水壩,其中有12處設有魚道。依據水土保持設施常見通道分類有8種魚道,設置魚道可降低洄游障礙,部分攔水壩落差太高,未設置魚道,形成水生動物洄游斷點,尤其第4攔水壩以下與以上區域,魚種減少6種、總數減少75%、生物多樣性降低0.42、豐富度降低1.38;設置自製改良舟通式魚道發現,短時間上下游水生動物變化不大,因此須長時間設置。

高「巢」「疊」起-探究石蠶蛾幼蟲之造巢特性

本研究對象為石蠶蛾的幼蟲,為了確認此種幼蟲的學名,我們將幼蟲飼養至成蟲,利用幼蟲頭部六個白點及成蟲毛狀翅與斑點特徵,此物種應為寶島紋石蛾(Hydropsyche formosana)。石蠶蛾幼蟲不僅會利用石頭建造巢室,還會利用枯葉、樹枝和藻類,如有藻類則優先使用,如有枯葉則會蓋在巢室頂端。幼蟲在建造巢室時,利用步足搬動和轉動建材,亦會使用尾肢基部和似肛門乳頭的構造推動較重的建材。幼蟲可產生絲線黏結建材,平均一條絲線黏性為0.8gw,但幼蟲結繭時產生的絲線黏性更大,是造巢絲線的29.85倍。造巢絲線黏性會受到水溫和酸鹼度影響,水溫高於27℃、pH小於6和pH大於8,絲線黏性皆會喪失,因此水質對石蠶蛾幼蟲存活影響非常大。