生物科

我曾聽過美國東海岸的漁民，因為海星侵襲牡蠣的苗床，造成嚴重的損失，所以就把海星切成兩半，然後再丟回海岸邊，但數天，海星數量反倒有增無減，令那些漁民很疑惑，其實那是因為海星的一半個體仍可再生出另一半，形成一個新的，且完整的個體，就像章魚、烏賊能長出斷臂，兩棲的蠑螈能長出斷肢，蜥蜴的尾巴、螃蟹的螯也都能再生，所以我想研究渦蟲的再生能力到底如何。

這個研究選擇學校及住家附近花圃，常見的蝸牛為對象，來研究蝸牛回到原點的行為與機制。研究1發現並非所有的蝸牛都會回到原點，而回到原點的機制與食物及環境有關。研究2發現蝸牛是在找尋食物，扁蝸牛會棲息在食物附近而高音符絲鼈甲蝸牛也要求潮濕陰暗的環境。研究3發現蝸牛有逆趨地性、逆趨光性、趨濕性，這都會影響蝸牛往哪裡去。研究4發現蝸牛沒有聽覺，視覺不佳，沒有分辨顏色的能力，靠嗅覺來感知及分辨外界的訊息。研究5發現蝸牛具有痕跡跟隨的現象，而痕跡能遺留很久，讓蝸牛可以依循而找到原來的環境或同伴。研究6發現高音符絲鱉甲蝸牛沒有明確的記憶能力。

在去年寒假中我們曾經到過台北桃園一帶的魚池去垂釣，發現到魚體上常有許多白色毛狀物。請教老師以後才得知該魚是患有水黴病。因該病發生的時間多數在冬末春初至四、五月間，也正當魚卵孵化稚魚大量繫殖的季節，所以常見有魚卵及稚魚因水徽病的發生而大量死亡，對國民經濟影響甚鉅，為了要更瞭解水黴病對魚體影響，因此我們便開始作這方面之研究。

鄭校長向來重視校園環境之美化，自然我們也養成了關心和愛護花木的習慣。尤其是當我們決定直升母校高中部後，不再為升學考試煩惱，因而有更多時間去觀察植物的生長情形，看它開始萌芽，逐漸茁壯，直至開花結果，自然界之微妙深深地吸引著我們。初夏應是植物長的最好，最茂盛的時候，可是有一天我們卻發現校園裹的植物，不再那麼活潑有生氣了，原該青翠欲滴的葉子不但逐漸枯黃，有的甚且掉落，好似一如秋景。仔細一看，葉片上仍有不少白色，褐色的斑點。斑點多的就枯黃、掉落。這種情形光是在男生大樓這邊看到，繼而發現女生大樓那邊也有，幾乎整個校園真的植物都感染了病害，所有的花草樹木均面臨著一個死亡的危機。我們與老師研討它的原因後，認為可能是病菌侵害的結果，也可能是空氣污染所引起的。於是集合了幾位興趣相同的同學，擬好了計劃，便積極地展開了下列幾項措施，以求進一步地了解。

在國中生物課本第二冊第七章，提到鴨跖草萌芽的實驗，實驗結果往往不佳，不是花粉數目太少，就是萌芽情形不理想，尤其於不同濃度之葡萄糖溶液對花粉萌芽的影響，在製作標本時，滴加不同濃度葡萄糖溶液於取玻片上量的多寡難於控制，而且溶液容易流動，常導致不易觀察或污染顯微鏡，影響實驗進行及結果，為使初學者能避免操作上的困難，我們便著手於賞驗方法的改良研究，除改以洋菜配製固態培養基以代替溶液，同時於不同時間採取花粉研究其萌芽率，以決定何時開花之花粉成熟度，決定萌芽最佳時期。

這個研究是針對臺灣皮竹節蟲及飛竹節蟲的生活史、食草等的比較，結果如下：這兩種竹節蟲的食草都屬多食性；觸角都是細細長長的。飛竹節蟲前翅退化成鱗片狀，後翅在成蟲時長出來；若蟲體色淺綠，成蟲體色是木色。臺灣皮竹節蟲的翅膀完全退化，若蟲體色都是草綠色；雄的成蟲轉成紅褐色。雄蟲的體型比雌蟲小很多；雌的成蟲還是草綠色。飛竹節蟲是孤雌生殖，卵具黏性，為有花紋的長橢圓形。臺灣皮竹節蟲是兩性生殖，卵無黏性，像種子般，具盒蓋，雄蟲、雌蟲一生會交配好幾次。兩種竹節蟲產卵量都很多，都約為 140 個~150 個。飛竹節蟲一年有 3~4 個世代，卵期約 63 天，生活史約 129 天。臺灣皮竹節蟲一年只有一世代，卵期約 255 天，生活史約 340 天。飛竹節蟲比較耐乾旱；臺灣皮竹節蟲則喜歡生活在陰暗、溼度高的雜木林底層。這兩種竹節蟲遇到天敵時都會裝死、自割，同時也是偽裝高手：不動如樹枝、隨風擺動，會模擬毒蠍；另外飛竹節蟲受到刺激會發出像人蔘的臭味，甚至會飛走。

種子植物藉由花粉萌發到達子房與胚株結合繁殖下一代，為何花粉管會往胚珠方向延伸呢？是否有什麼物質吸引著它？在本篇的研究報告則朝向此問題發展。首先，經過初步的萌發觀察，我們從校園中選擇萌發率高達 80%的日日春作為我們本篇研究的實驗材料，再針對花粉體外萌發所需的理化條件一一檢測，從一連串試驗中，發現日日春花粉萌發最佳理化條件為蔗糖濃度 20%、溫度 25℃、以 2%洋菜膠處理在黑暗中培養即可以達到較理想的萌發狀況。本篇研究的後半段著重於花粉管朝向胚珠延伸的可能原因作一系列試驗，利用水洋菜培養基不易流動的特性，探討雌蕊組織對於花粉是否有吸引力，在這個定性實驗中將日日春雌蕊的各部分組織進行誘導實驗，結果顯示在所有測試的組織當中胚珠與子房是誘導花粉管萌發轉向的誘導物，其中以胚珠最為明顯，為了更進一步確認此現象，我們對誘導現象進行胚珠量、花粉和胚珠的遠近距離並試圖萃取胚珠內可能的誘導物來進行量化分析，實驗結果清楚顯示當胚珠量越多、距離越近時誘導現象越明顯，不僅如此，增加胚珠萃取液的濃度可以提升誘導現象，雖然我們無法得知此誘導物真正的成分為何，但是可以確認胚珠對於花粉管萌發的確是有『致命的吸引力』。最後，對於不同物種間的誘導情形也進行分析，在不同科的植物間是沒有誘導力的，反而有抑制的效果，但是同一科不同種則有相當高的吸引力。經過這幾個實驗，讓我們對高二生科課程中所提及植物生殖的過程有了更清楚的輪廓也深深感受到生命的美與奧妙。

今日老師講國中生物（上冊）第六章“植物的感應”時擧向光性為例。老師說：一般的光源都是高於地平線，因此植物的莖，對射來的光源是取平行位置生長的，所以稱為「向光性」同時又具「背地性」。而根則與莖相反，與光源成相反方向生長，所以稱為「背光性」，同時又具「向地性」時，我就站起來請教老師，如果光源是從植物體下方向上照射的話，對植物的生長有影響嗎？又各種光質對植物生長的影響怎樣？於是老師很高興奮地說：這是很好的題材。接看又說：大多數高等植物都遵循趨性的原理而生長，是毫無逾越的。如果我們把光源移到植物體下方向上照射的話，本來植物的莖是屬於向光性的，應該往下生長；但是莖的背地性又會使莖向上生長，到底令其向下生長？還是向上生長？同樣的理由，根因有向地性而須向下生長，但又具有背光性，又令其向上生長，向上向下無所適從，實際上到底應如何生長呢？確實值得我們來做實驗加以探討，那麼寒假是最好的機會了。

在偶而的機會中，我們在學校的校園內發現了一種小生物生活在含笑花、玉蘭花、洋玉蘭等植物的葉片上，並且使被感染的植物，出現了黃斑，甚至枯萎。這些現象引起了我們很大的好奇心，首先我們先採了這種小動物，請教老師，並查參考資料，得知它們是介殼蟲的一種。下列就是我們對牠構造、行為、生態一系列的探討。

從螳螂對農業的貢獻看來，它可以稱得上是一種「環保昆蟲」。為了解決飼養箱不夠的問題，我們利用回收物自製環保飼養箱，箱體應設計：通風口、可供螳螂攀爬的物件、置入食物及清理廢棄物的開口。我們設計出來的飼養箱具有省錢、容易觀察螳螂行為、攜帶及管理方便等優點。 運用螳螂除菜蟲的效果不差，母的寬腹螳螂一天最多吃17隻菜蟲；母的枯葉大刀每天食量也很驚人，最高紀錄當天吃完7隻紋白蝶後又繼續吃了5隻紅姬緣椿象。因此飼養螳螂當寵物，可以做為校園及社區生物防治的活教材。 文獻記載螳螂是肉食性只吃活的東西，但我們的研究發現，在活體缺乏的狀況下，利用餵養的方式，螳螂也吃泡軟的狗飼料，甚至質地較軟的水果牠也吃，短暫解決活餌缺乏的問題。