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生物科

小白花呀小白花!何時才能到我家?(油桐開花之預測初探)

為了瞭解影響油桐花開花的原因,進行遠期物候(觀察雨量、氣溫、日照時間)及近期物候(花本身的長、寬、重量)的觀察研究,最後找出影響開花的相關性,進而推算出每年正確的盛花日期。研究結果顯示:(1) 雨量和桐花盛花期無明顯相關。(2) 當氣溫呈遞增趨勢,且溫度為22.8度C 時,千年桐就會盛開,結果可作為預測盛花期的依據。(3) 當日照時間呈遞增趨勢,且日照時間為每天4.4 小時,千年桐就會盛開,結果可為預測盛花期依據。(4) 花的長度與重量有正相關性。(5)不管雄雌株,花苞第18 天會開苞,第21 天會盛花,此結果可作為預測盛花期的依據。(6) 油桐開花預測是可以達成的。(7) 期許我們也能做出像日本一樣的「油桐花開花預測的等期日線圖」

水中的芭蕾舞者─水黽的浮沈生涯

假日曾與同學至澄清湖烤肉時,發現水面上飄浮著一隻隻體態輕盈、動作靈巧的昆虫在透明的水鏡舞台上展現一段段優美的芭蕾舞曲,頗令人羨慕。於是抓了幾隻回學校請教生物老師之後,得知這位舞技高超的“芭蕾舞虫”芝芳名叫“水黽”!於是她的“凌波微步”就引起了我們的興趣,而展開了我們的研究。

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。

粉綠白腰天蛾(夾竹桃天蛾)

本研究是採實際觀察、紀錄日日春植物上所發現昆蟲的生命現象。待其羽化成蟲後,比對昆蟲圖鑑,發現此昆蟲身上特徵與白腰天蛾十分相似。但進一步深入研究與資料比對後發現,竟不同於原圖鑑上的白腰天蛾(Daphnishypothous),而是天蛾科 Daphnis 粉綠白腰天蛾(夾竹桃天蛾 Daphnis neri),天蛾科 Daphnis 屬台灣產有二種;茜草白腰天蛾(Daphnis hypothous)與粉綠白腰天蛾(夾竹桃天蛾 Daphnis neri)。兩者成蟲的主要特徵是體背中央有一條白褐色的條紋,連接左右翅膀。但發現兩種最主要的差異在前翅膀中線,粉綠白腰天蛾帶有粉紅色,而茜草白腰天蛾前翅膀頂部有一個白點。因此我們可以確定所觀察到的應是屬於粉綠白腰天蛾(Daphnis neri)(又稱夾竹桃天蛾)。研究中兩隻粉綠白腰天蛾產下 115 卵,孵化成功共有 97 隻孵化率達 84.3﹪,最後只有 8 隻能夠羽化成功生存率只有 6.95﹪。此過程了解粉綠白腰天蛾的生命危險因素,也印證昆蟲繁殖的艱辛。同時建立一套探索校園昆蟲多樣化的模式。

攀木蜥蜴的生態小天地

我很喜歡郊遊登山,在野外樹林中,常在樹上發現一種恐怖的四腳蛇,每回妹妹看見了,就嚇得大聲怪叫。我雖然總要告訴妹妹別怕,牠不會咬人,可是牠那恐怖的外貌,連我自己也害怕三分,到底牠是什麼?牠真的不會咬人嗎?我請教了老師,老師告訴我牠就是攀木蜥蜴,至於牠的生活習性,就待我們一起來做研究罷!

酢漿草睡眠運動捉秘

酢漿草的葉片白天張開,傍晚卻都閉合,這是怎麼回事呀?!

為害梔子花的兇手-大透翅天蛾

站在本校的任何角落,遠眺或近看都可看到白茫茫一片的芒花,滿山遍野都有它的存在。生長在山區的我們,從小到現在,天天都看到它,也討厭它。因為開山整地時,要費時費力砍除它,學校上體育課時,同學們常要竄進芒草叢中,找尋滾進去的球。有一次陳淑娟同學在找球的時候,問高老師說:「芒草為什麼那麼多呢?」問出了同學們從小就積在心中的疑問,也引起了大家對芒草的特別注意及探討芒草的興趣。

我們才是真正的無殼蝸牛─蛞蝓的生態研究

哇!那麼一大堆自稱無殼蝸牛的人,送了一個大蝸牛的雕像要給行政院長,其實啊!那明明是一隻有殼的非洲大蝸牛,還好有小朋友認出來邢是一項錯誤,因為我們才是真正的無殼蝸牛,我們的名字叫─蛞蝓,就住在你家附近,很多人卻不認識我們,實在令人傷心。下面是小朋友在老師的指導下,對我們的研究所做的描述,真感謝他們。

戰地金門沙灘上的神速雙矛戰甲-角眼沙蟹

金門四面環海,然而長期受到軍事管制封鎖海岸線,造成海岸成為金門居民無法接觸的神秘地區,因此得以保留珍貴、原始的自然生態環境,形成擁有豐富海濱生態資源的寶庫,近年來金門逐漸褪去戰地的神秘面紗後,挖花蛤、淨灘、散步、觀夕陽、烤肉等活動讓海岸逐漸成為居民的休閒場域,2006年7月間本校學區溪邊海水浴場的營運開設,海水浴場上的沙灘車、水上摩托車、香蕉船滿足了遊客的玩心,對於沙灘上原住民帶來的影響卻無人關心,2012年研究今日海水浴場已關場倒閉,給予沙灘生物喘息療養的機會,因此有機會挑選沙灘上的角眼沙蟹,針對其構造、行為、雌雄辨別、棲息環境等進行觀察研究,讓我們一起探索這個偉大奧妙的生物寶庫吧!

蕨類配子體的培養觀察及實驗的改進

每當課文上到蕨類的生活史時,老師會將蕨類的孢子體及配子體的標本給我們看,然後告訴我們下次做這個實驗時,每個人都要帶材料來,以加深我們對蕨頰生態環境的認識。可是實際上同學們帶來的配子體很少(有的受居住地方的限制,或氣候、或其它因素),如此情況下,要看到實驗課本上所說的藏卵器是瓶形構造,有膨大的基部,埋在配子體內,僅頸部露出,基部內有卵;假根附近有圓拱形的藏精器,其內有多鞭毛之精子能游泳,要看到游動的精子那簡直是可遇不可求”每當這個實驗做下來,大家都覺得很洩氣。尋找方法,若能自己動手由孢子在實驗室內開始培養因此,我們就在。不僅可解決材料的來源,更可徹底了解蕨類的生長過程。所以我們就開始尋找資料,計劃做這們實驗。