全國中小學科展

生物科

飼料可餵蜜蜂嗎?

( 1)如何收穫天然花粉(配合飼料備用)( 2)飼料餵食蜜蜂之方往。(3)那幾種飼料最好。

螞蟻的生態研究

有一天我們到明志工專去玩,在山坡上看到一群螞蟻正忙忙祿祿地搬運食物,而且樹蔭下比陽光下的隻數還要多。遠有一次陪老師到泰山鄉大科村去家庭訪問,途中在隱密的樹技上發現許多黑褐色的東西,我們請教老師,老師告訴我們:「那是樹蟻的窩,因為築在樹枝上,可避免淹水,而且具有防水的功用。」另外有一次,老師帶我們到林口鄉竹林寺烤肉,大家正在挖土築竈的時候,突然有位同學大叫:「大家快來看呀!有好多的螞蟻啊!」大家一起國過去,老師說:「這是地蟻的窩,因為地底下比較隱密,們感到非常好奇:為什麼螞蟻不在光亮所以把窩築在地下。」我的地方築窩,而要在隱蔽的地方呢?又為什慶螞蟻生態的問題:一連串的為什麼使我們聯想到許多有關螞蟻生態的問題:(一)媽蟻一定不喜歡亮的環境嗎?(二)媽蟻在不同強度的燈光下又會怎樣?(三)螞蟻喜歡冷或熱的環境呢?(四)媽蟻喜歡乾燥或濕潤的環境呢?向螞蟻喜歡吃那些食物呢?為了找尋這項答案,我們參考了許多書籍,並請教老師,老師指導我們飼養螞蟻,以便對螞蟻的一般習性作仔細的觀察,於是我們做了以下的實驗設計。

蟑螂之缺氧逆境生理反應和耗氧量的測定方法

蟑螂是一種古老的生物。看起來並不顯眼的牠,竟然存在至少三億年之久,可見其適應環境的能力是其他已絕跡的生物所望塵莫及的。至於這三億年牠是如何度過的我們並不清楚,但我們可以從觀察蟑螂面對逆境的反應著手,期望透過本實驗來找出答案。我們藉著溺水使蟑螂面臨缺氧逆境,計算達到昏迷所需的缺氧時間,以及蟑螂昏迷後到甦醒所需的時間,發現蟑螂甦醒所需的時間(平均 ±標準誤:1787.4 ±117.3 秒),遠大於達到昏迷所需的缺氧時間(270.7 ±18.7 秒)。此外,藉由間隔 90 分鐘的重複溺水,發現在第二次與第三次溺水產生昏迷所需的缺氧時間,比第一次溺水長,也就是曾有溺水經驗的蟑螂,較不容易因缺氧而昏迷。此外蟑螂昏迷後甦醒所需要的恢復時間,無論是第一次、第二次還是第三次溺水,皆無明顯改變。我們利用氧化鈣等藥品與器材,設計出一套方便又有效的方法,可以測量蟑螂等小動物的耗氧量。結果發現一隻蟑螂的耗氧量其實並不高(約 0.294±0.019 毫升/小時‧公克,n = 12),也就是說,就算在氧氣極少的環境下,也可以生存一段時間,這是一般動物所無法達到的境界。也許,以上那兩點可能就是蟑螂可從三億年前存活至今而不被滅絕的原因吧!我們藉由自行設計架設的器材設備,已經發現許多有趣的現象,包含蟑螂的呼吸商(respiratory quotient)在活動期會下降,顯示蟑螂在活動期是以脂質為主要的能量來源。此外,經歷缺氧逆境後的蟑螂,其耗氧量會增加,但其呼吸商會下降,顯示出蟑螂可因應逆境而改變其生理狀態。以上的結果皆可說明,我們自行設計架設的測量設備,可以用來解開蟑螂生存秘訣的謎團。

多一招,天長地久?稀子蕨生殖策略探討

稀子蕨﹙Manochosorum henryi Christ﹚是一種生長在台灣中海拔山區,是少數具有特殊生殖方式﹙不定芽﹚的蕨類。稀子蕨的生長環境相當潮濕且氣溫偏低,在東眼山具有相當大的族群分布。因此本實驗於 2001 年 7 月至 2002 年 6 月於東眼山深林遊樂區設置樣區進行稀子蕨兩種生殖方式的物候調查,並將孢子及生殖芽攜回實驗室培養及觀察。實驗結果顯示稀子蕨的孢子可發育為原葉體進行有性生殖,此外,它也可以在葉軸上長出生殖芽,兼行無性生殖。而無論在季節普遍性、發育成熟度和環境適應性上。不定芽繁殖都較孢子繁殖來的優勢。研究結果也得知稀子蕨對溼度相當敏感,於旱季時會有地區性滅絕之虞,但生殖芽的耐旱性似乎可化解此項危機。本研究結果除了可提供學理上之本土實證教材外,亦可作為延伸研究的基礎。

水族小霸王一螫蝦

如果你養過這種體色鮮紅的螯蝦,相信對於牠強大的破壞力及奇持的習性感到好奇,事實上這種外來種的螯蝦即可使水壩崩潰及破壞稻田生長,此外這些螯蝦居住的環境,更只有少數動物及螯蝦能生存。關於這些習性和行為及各種構造將以觀察和實驗的方式來求知,了解這群強而有力的外來螯蝦之特性。

土石流~我不怕!探討坡地植生草種根系與水土保持的關係

藉由研究坡地植生草種及常用水土保持物種為何能有效達到水土保持之目的,以及相關物種其根系與防止土壤沖蝕之關係,希望能瞭解植物根系與水土保持的相關性,並進一步與植生工程結合,作為道路旁的坡道或建築物施工方式的參考,以期減少自然災害所造成的損失。

有趣的小白鼠

在肉價下跌的這段日子裹,有很多人家都買了許多的豬肉來灌香腸或醃臘肉,我家也不例外;有一天,媽媽發現香腸掉到地上,仔細一看原來是被老鼠咬的,我心想:媽媽把香腸掛在竹竿上 〞 難道老鼠會爬竹竿嗎?為了探討這個間題,便到學校請問老師,於是在老師的輔導下,展開了「小白鼠」的研習活動。

大家一起來認識校園植物

我參加少年科學營,其中有一個課程是校園植物的認識,激起了我對植物的研究興趣。老師說,校園裹有一百多種植物,我嚇了一跳,我以為老師在吹牛,一百多棵還差不多。我看了研習資料,才相信是真的。因為時間關係,老師只介紹五十多種,教我們採集葉片,做了三大張,共三十六種葉片標木,幫助我們認識植物記憶名稱。後來我找了幾位同學去請求老師給我們指導,老師拿了好多本書(植物圖鑑)給我們看。於是我們就開始做校園植物的研究工作。

一線署光是昆蟲逃生的契機或死亡的陷阱

無意間觀察到昆蟲〔蜂蜜、蝴蝶、蜻蜓、蒼蠅…等〕物闖入玻璃屋竟然不會尋原路或旁邊的出口逃生,反而往位於屋頂上方的玻璃鑽或衝,Why?由陽光光譜開始研究,藉由氙燈集分光儀測定「單一波長及光強度對蜂蜜趨光反應的影響」,再設計一套「明/暗對比差值試驗」,找出啟動趨光反應開關的最關鍵因素—「光的明/暗對比差值的規律性」,並發現蜂蜜的趨光反應明暗對比差值在暗適應呈等差級數,在光適應呈等比級數,有兩套機制交互應用,接著證實「蜂蜜對各波長趨光感度強弱與日週律動(Circadian rhythm)有密切關連」,同時發現蜜蜂在18:00回巢後其趨光機制有關閉現象,此與其生理時鐘的恆定性相符合。另外發現日晝期間蜂蜜對紫外光一直保持極高感度,合理推測,其係演化留下警戒逃生的本能,為了由生物內部生理反應來印證上述外部刺激影響生物行為試驗所得結果,又一頭栽進「視神經電生理」領域的實驗,發現蜜蜂複眼上方部位對UV感度特別靈敏,最後再回歸當初迷惑的地點〔玻璃屋現場〕,進行一連串再確認的行為試驗,終於找到答案。蜂蜜〔昆蟲〕為什麼往屋頂方向的玻璃衝或鑽呢?綜合實驗結果判斷如下:當蜂蜜飛行→遇阻礙物,且不適合生存→開始逃生→FAP反應,趨向陽光較量處→再遇阻礙物→FAP反應,在趨向陽光較量處,如此反覆進行。只要有明/暗情況存在,亮處變成一刺激源,除非把刺激源消除或移位,否則蜂蜜一受到刺激一定會有FAP反應,一直到超越阻礙物或體力衰竭而死亡。當蜂蜜〔昆蟲〕飛行遇阻礙物無法順利通過或離開,且該環境無食物補充體力,留久必死,因此警覺系統發現必須逃生的反應,蜜蜂會運用其趨向陽光的本能〔演化結果〕作逃生工具尋找生機,至於觸動”趨光”反應的開關,繫於明/暗對比,每當光有明/暗對比差時,蜜蜂就會有趨向光度較強〔亮〕之處的現象,此反應係一種固定動作模式(Fixed Action Pattern﹝FAP﹞,FAP是物競天擇演化結果的一種天生能力,在許多動物表現例子中,常會有無盡似重覆性的機械動作。至於趨光性的趨性(Taxis)是定向運動,會呈現或多或少且無意識的朝向或遠離某些刺激。本研究證實〔日行性昆蟲〕蜜蜂需要逃生時會利用”趨向陽光較亮處”的本能做逃生工具,而且依紫外光的強弱對比差作趨光逃生方向的主要依據。因此,一線署光是昆蟲的逃生契機而非死亡陷阱,有陽光的地方就有紫外光,紫外光愈強,表示其陽光直接照射而沒有被阻隔,亦即屬於較空曠,安全的空間,換句話說,蜂蜜會利用陽光中的紫外光強弱作為判別四周環境是開闊或被隔絕。

由生物分析法來檢驗高雄煉油總廠廢水的淨化程度

據報載後勁溪水的污染,對於整個河川的生態都造成嚴重的影響,高雄煉油總廠的廢水也是排入後勁溪的,身為油廠子弟,對此切身之事,也該盡己所能地加以觀察研究。