生物科

首次見到如此奇特－葉子上長了一根棒棒糖，後來發現原來是蟎蜱造成的植物癭，在自然科學研究領域迷霧重重，節蜱與植物演化故事做深入研究主題想必有趣。首先由生態棲地植物調查開始，瞭解哪些植物有蟲癭，聚焦研究其是否會生長在其他植物上及其生長歷程，續觀察環境因素的影響，最後深入研究內、外在結構，並針對酸鹼性及蟲蜱特徵等做分析。具有蟲癭的木本植物比例高多生長於營養器官，陽光對蟲癭生長有利，生長周期分四期，數量多易觀察具寄主單一性，蟲癭與葉子具相似、相異結構，分析蟲癭與植物屬於何種共生生態機制。最重要是學會在都市叢林觀察微宇宙生態奇蹟，尊重自然萬物，由以人為主的環境倫理價值觀轉化成以生態為主的環境倫理價值觀。

花粉管在生長過程中，需即時且持續地調節其內部細胞骨骼結構，展現快速地、極性地生長方式。我們經由探索微絲所相關的功能，追尋鈣離子在這萌發過程的角色，以普遍用來觀察花粉萌發的非洲鳳仙花為實驗對象。實驗結果顯示（一）花粉內原有的鈣充足且為萌發所必須（二）外源鈣離子的作用著重在促進花粉管後期的延伸而非在萌發初期，且以1mM的鈣離子對於花粉管延伸有最佳的促進效果（三小時提升約2倍花粉管長度）（三）若在花粉萌發時抑制鈣離子通道，則會造成花粉生長困難（四）在硝酸與鹽酸所造成的酸化環境中，外源鈣離子對於非洲鳳仙花粉生長有明顯改善（五）外源鈣離子的使用對於較低溫度所造成的抑制花粉生長現象也有所改善。

蓋斑鬥魚原本棲息遍及台灣各地，如田溝、沼澤等水草茂盛之靜止水域，由於棲息環境受到嚴重污染，使得蓋斑鬥魚近乎絕跡。台北縣政府水產種苗繁殖場自 1997 年起開始進行培育及繁殖工作，在 2000 年達到兩萬尾的目標，更於 2002 年 10 月特別發放蓋斑鬥魚至台北縣學校，藉此讓這些「環保魚」在學校的水池中成為蚊蟲的剋星。為了對這種本土保育類野生動物有更深入的認識，本研究以蓋斑鬥魚為題材，在探討其豐富的「領域行為」方面，除了「追逐」之外，我們定義出「挑釁、張鰭、張鰓蓋、攻擊、拍打、互咬」此 6 種領域行為。更設計研究，先佔有領域的鬥魚，在面對入侵其領域的外來鬥魚時，具有所謂的「主場優勢」，而是否擁有「主場優勢」對於蓋斑鬥魚的打鬥獲勝機率，有顯著影響。我們並分析蓋斑鬥魚打鬥時攻擊的部位種類、次數與體型大小間的關係，發現體型相若的組別攻擊次數較多，攻擊部位以尾鰭、嘴巴為最。

我們過去發現植物氣味會抑制他種植物發芽，在這次實驗我們利用顯微鏡與自動觀察箱探討植物間氣體的對話，並記錄氣味對小麥（單子葉植物）、綠豆（雙子葉植物）莖的長度，莖、葉重量，向光性及氣孔大小的影響。我們發現九層塔的氣味不影響綠豆生長和莖、葉重量，只輕微抑制小麥生長和植株的重量。而檸檬桉氣味促進綠豆莖的生長，卻減少葉重，並能抑制小麥的生長。野薄荷與樟葉的氣味則對這兩種植物生長與重量都有顯著抑制甚至完全不發芽。向光性方面，野薄荷氣味明顯抑制綠豆向光。小麥氣孔狹長不易觀察其開合，綠豆氣孔開口卻明顯受氣味影響而變小，可能是植物用來對抗外來氣體的招數吧！真奇妙，利用散發氣味，植物間正進行著一種無形的攻防戰呢！

記得在生物課木中曾提到一些有關影響植物行「光合作用」的環境因素如溫度、水分、光線、空氣成分等。在植物行「呼吸作用」時，是否亦會受到影響？結果如何呢？老師告訴我們植物種子萌芽時，呼吸作用非常旺盛，而且和人一樣吸收了O2，釋放出CO2。當化學課學到一些有關 CO2特性的知識時，我們想到若能將植物呼吸作用時呼出的 CO2加以收集，並測量有多小，應該可使我們對植物的呼吸作用有進一步了解。於是開始收集資料，請教老師。將所學的生物和化學知識相互配合，設計實驗，作以下的研究探討。

台糖近年實施機器採收以來宿根留頭過長及培土中耕以機械代替人工問題首創研究我們的家住在糖廠附近，所以每年冬季，常常看見工人在田裹辛苦的採收廿蔗，最近又利用很多新機器在大量採收了，有一天在同家的路上，忽然發現採收過的蔗園，長出很多小甘蔗，其中人工採收和機器採收的很不一樣，有的發芽很粗壯，有的很瘦小，另有一部份發芽後又枯死了。我們開始挖開土壤，看到這些甘蔗根的生長也不相同。大家都很好奇，於是就開始研究，怎樣才能使蔗頭再留宿根，使它長出又粗又壯的甘蔗，來節省新種甘蔗的勞力呢？我們請求師長協助，希望找出個好的方法，使甘蔗產量增加同時節省勞力，提供醣廠利用，去賺更多的外匯，也為自己的國家肖獻一點微小的力量。

本實驗在證實低頻聲波對植物種子的催芽作用。我們的結果顯示，與對照組比較之下，800Hz對於土耕小白菜發芽率平均增加了40%，1300Hz對於水耕小白菜發芽率則平均增加了30%，200Hz對於綠豆、苜蓿、小麥發芽率分別增加了7%、22%、17%；在響度50~90dB之間的催芽效果差異不大，且須使用5小時以上才具有催芽效果；我們也將聲波催芽與化學催芽比較，發現兩者可以同時使用並有疊加的效果，並且聲波催芽單獨使用時催芽效果比化學催芽來得好；而探討環境聲音對種子發芽的關聯性，發現在環境中，種子發芽的條件除了光照、水分，聲波(振動)也是很重要的條件。最終探討聲波催芽的成因，發現與種皮的破壞並無關係，因此推論低頻聲波造成的振動具有影響種子體內分子的效用，進而有催芽的效果。

今年九月份上社團活動自然科學組，指導老師帶我們到校園裡觀察植物的生態，我們發現部份小植物在有些地方長得特別茂盛，但被高大植物遮住後，卻長得特別矮小，甚至逐漸消失，我們覺得很奇怪，就去請教老師，老師說：「這是一場無形的戰爭，有些植物具有相剋的特性！」實在是一件很有趣的事，人類有戰爭，植物與植物間也有戰爭嗎？我們想揭開這個奧秘，於是就以豆類種子進行實驗，盼望能揭開植物萌芽是否會互相影響的奧秘。

我們研究校園、社區、家中的蟑螂，並觀察各種蟑螂的特徵，且和找到的資料核對，以便確認蟑螂的種類，結果發我們捉到的種類有六種，分別是美洲、澳洲、德國、家屋、疑似東方水蠊、棕色蟑螂，每一種蟑螂都有牠獨特的特徵。

我們老師很喜歡種花種草，教室周圍擺了許多盆栽。受老師的影響，我們也喜歡弄花弄草的。有一天，我發現其中有一棵植物發生件怪事。掉下來的大葉子竟長出三片小葉子來，還有像鬍鬚的根呢！我驚呼一聲，大家被我這一叫，都圍了過來，爭著看。「奇怪！沒見過大葉子生小葉子的。植物不都是由種子發芽來繁殖的嗎？」「就是呀！你們看！這邊也有！」大夥交頭接耳，熱鬧非常，未發現老師來了。「你們做什麼？這麼吵？」看見老師來了，我們又一窩鋒衝到老師面前，爭著把看到的事告訴老師。老師聽完我們的話便說：「這種植物，叫『 落地生根』。名字的意思是說葉子掉在地上會長出根來。」大家又你來我往說個不停。老師看我們這慶急於知道關於落地生根的事就建議我們來研究探討。就這樣，我們展開了這一系列的研習活動。