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生物科

花現祕蜜-非洲鳳仙花之花外蜜腺觀察研究

三年級的時候學到植物時,知道花朵會分泌花蜜吸引昆蟲來授粉,但鮮少人知道其實有些植物不只有花朵會分泌花蜜,其他構造也有可能會分泌蜜露,我們稱之為花外蜜腺,在偶然機會下,意外發現非洲鳳仙花具有花外蜜腺,因為好奇所以開始研究並觀察非洲鳳仙花花外蜜腺的著生位置、外觀,觀察發現花外蜜腺蜜露都出現在葉柄葉緣處1-2對,昆蟲以螞蟻會到訪採蜜居多,還發現泌蜜狀況與天氣有相關聯性,最後更利用本氏液檢測發現花外蜜腺蜜露與非洲鳳仙花花蜜間含糖濃度的差異非常大,花外蜜腺蜜露非常甜,想必如此甜才能夠吸引螞蟻來趕走蚜蟲保護非洲鳳仙花,而這也就是非洲鳳仙花有花外蜜腺的目的。

逆境中的繁「跖」—探討圓葉鴨跖草的繁殖策略及苞片泌汁之功用

本研究將圓葉鴨跖草的花類型分為雄花、大苞片兩性花、不孕兩性花、地下閉鎖花及直立莖、短匍莖小苞片兩性花。研究影響花性別比例的變因實驗中採用每天紀錄花朵的方式進行,在前兩個生長階段花比例沒有顯著改變,第三階段則因為植物大量換葉因此著重於開所需養分較少的兩性花。在環境極好及極壞的情況下繁殖方式會偏向自花授粉。從照度變因實驗中,得出日照是此植物的重要開花因素。圓葉鴨跖草自花授粉與異花授粉的結實及結種率沒有顯著差異,因此此植物不需考慮到自花授粉及異花授粉繁衍後代的成功機率,此植物較難以風傳播花粉,因此推論其為蟲媒花。推論苞片的功用是保護花苞及果實不被雨水等因素破壞,泌汁則是提供養分給果實吸收成長。

影響盤頭絨泡黏菌最佳化途徑的因素及其應用

本研究利用檢索表鑑定校園中採集的黏菌種類,並探討盤頭絨泡黏菌是否具有形成最佳化路徑的能力以及什麼因素會影響其移動。我們利用環形迷宮及6×6迷宮測試,發現黏菌在夾角為90度時皆能形成最短路徑,而在夾角180度下則有60%會形成雙路徑,顯示黏菌能找到連結食物的最短路徑,且可以形成破解迷宮的最短路線。 我們探討金屬鹽、麥片濃度及咖啡因對黏菌移動的影響,我們發現0.2Osm/L氯化鈣可以有效抑制黏菌移動速度,以及黏菌爬行後的黏液會影響其爬行方向,當黏菌移動時也偏好較高濃度的麥片。未來將繼續探討影響盤頭絨泡黏菌決策的因素,以及其形成最短路徑能力如何應用於台灣城市間高速鐵路、高速公路及鐵路的應用。

飛天遁地虎父子─貝氏虎甲蟲動物行為之探討

貝氏虎甲蟲多在溪流附近開闊明亮處活動,有趨光性,成蟲活動範圍雄蟲大於雌蟲。捕食模式因獵物體型或移動類型差異有不同階段,獵物偏離追擊方向時突然改變角度且速度在4.0/ms以上時,易「重新鎖定」;對接近地面的獵物反應明顯且偏好較大型獵物。 雄蟲對動態雌蟲反應較明顯,會主動咬上交尾,雌蟲偏好產卵於潮濕、水平土層。幼蟲偏好潮濕、沙質、明亮土層築巢,土層深度達2倍以上體長時較能穩定棲息;捕獵時以頭與前胸塞住洞口,藉光影變化感覺獵物,以頭與前胸的彈器及腹部1-5節快速後甩彈出捕食(最快約34.9cm/s)。土層狹窄時會築延伸穴道。土坡越斜挖掘角度越大。淹水時築土門塞洞,土門深度與水量大小有關。

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。

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。

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。

白匏子銀白葉背與星狀茸毛功能之探討

白匏子為低海拔地區常見先驅植物,具銀白葉背特徵。利用顯微鏡觀察葉背發現密佈白色星狀茸毛,利用分光測色儀測量幾種植物葉背反光強度,發現白匏子反光能力最高。利用氯化亞鈷試紙顏色變化測量蒸散速率,白匏子葉背蒸散速率最慢。去除葉背茸毛後,反光能力下降很多,蒸散速率也變快很多。幼葉上表面長有濃密褐色星狀茸毛,下表面則為白色星狀茸毛,之後新生葉上表面褐色星狀茸毛消失,最後成熟葉只剩下表面有白色星狀茸毛。野外觀察發現幼葉與新生葉較完整且無損傷,成熟葉則大多有蟲咬痕跡。在葉子滴硝酸鐵,檢測是否含有抗蟲的單寧酸成分,結果發現幼葉與新生葉密生的褐色茸毛含有單寧酸,隨葉子成熟,單寧酸茸毛漸變少,只剩葉背有少量分布。

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。

如「膠」似漆~探索傳統染料-蟲染的生物秘辛

植物染一直是大家耳熟能詳的傳統染色技藝,而昆蟲染色技藝卻鮮少被人知道,其中,原產於臺灣的紫膠蟲正是生活在你我周遭常見的果樹害蟲,但也是為傳統昆蟲染之染料來源,卻很少被人注意的物種,因此,本研究針對在地物種-紫膠蟲進行研究,探討紫膠蟲在野外的棲息環境,並透過室內飼養觀察紫膠蟲的生活史與蟲膠萃取,藉以了解蟲染的物質特性。實驗結果發現,紫膠蟲喜歡寄生在透光率低,且溫、濕度適宜,樹枝直徑為5.34mm的老樹枝條,寄生平均高度為3.135公尺,蟲膠厚度越厚,顏色越深,厚度由大到小依序為暗紅色、橘黃色與紅色,經過萃取蟲染發現,熱水萃取比酒精萃取有較佳的濃稠度,蟲染與花青素相似會受酸鹼影響,未來能推廣應用於相關染料產業。