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生物科

橙五線陸生渦蟲(Bipaliumaurantiacus)廣頭部彎曲功能之探討

本研究經實驗橙五線陸生渦蟲(Bipalium aurantiacus)發現,其廣頭部有不同的彎曲方式,分別為波浪形、左右形及上下形。在探測獵物時,其廣頭部使用波浪形彎曲;探測獵物味道、攻擊時,使用左右形;探測環境光度時,則使用上下形。在探測時,不同彎曲方式接近不同感應物的頻率並不相同。此外,廣頭部在探測時會有擴大的情形,進一步推測感覺神經分布情形,並運用生物檢測(Bioassay)驗證。經觀察不同種廣頭地科陸生渦蟲,發現廣頭部彎曲情形無太大差異,且無廣頭部之陸生渦蟲廣頭部敏感度會下降,由此知廣頭部對陸生渦蟲的重要性。前人對渦蟲的研究,多針對水生渦蟲,對陸生渦蟲的著墨較少,且僅是初步研究,經本研究,將對橙五線陸生渦蟲的廣頭部有更進一步了解。

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。

為什麼安全島的植物特別矮小--震波對植物的影響

有一天,上自然課時,老師告訴我們說:「生活在桃園國際機場的同學最可憐,因為飛機的噪音使得他們沒有辦法集中精神去上課」並且告訴我們噪音對人體有許多害處,例如摩托車的聲音吵得我們不得好好的睡覺,影響我們的生活規律和一天的情緒。有一天放學時,我突然發現一馬路中的安全島的小草長得又小又可憐,而郊外的小草,卻十分的茂盛。我就在想,除了空氣污染和土壤不肥沃以外,是不是太多的噪音使得小草長得很差呢?於是在老師的指導下,和幾位同學共同研究。

短脊槍蝦(Alpheus brevicristatus)配對行為研究

槍蝦可從是否抱卵及螯足大小等特徵辨雌雄;雌雄性比約58:42;成對比率約67%;體長以30~35 ㎜比率最高;雌雄配對體長關係呈正相關且雌蝦大於雄蝦;管徑3 ㎝、開口數3、雌蝦沒抱卵、雌雄體型相近及同時置入雌雄槍蝦實驗時其配對率較高;實驗對數越多、置入大體型雄蝦、配對時間越短及配對後再分離時間越長其配對專一率較低;槍蝦配對辨識部位主要在小觸角且由雄蝦主導配對行為。

回歸自然

五下上自然課第七單元〔光合作用〕時,老師講到植物生長三大要素-水、土壤及太陽光。其中太陽光是讓綠色植物行光合作用產生澱粉以供給植物生長的養分。老師一邊上課我的腦袋瓜便一直在轉:綠色植物既然利用太陽光行光合作用來製造養分,那麼如果植物 24 小時照光的話,它是不是會長的更快? 這問題引起了我做實驗的動機,於是找了我們自然課同組的同學一起來探討這個問題。

外來種植物在次級演替過程所扮演角色之探討

高中基礎生物中有關生物間的交互作用,提及生態失衡的內容中,曾介紹「外來種」對於本土生物可能產生的影響,所謂「外來種」即是群集中原先不存在,但因人為引進的物種,如本島農田常見的福壽螺和溪流、池塘常見的吳郭魚等。通常外來種欠缺天敵或競爭者的制衡,往往過度繁殖,為當地的生態環境帶來衝擊,致使生態失去平衡,甚至導致原有物種滅絕。如吳郭魚引進台灣後,即迅速在各溪流、池塘等淡水水域中繁衍。現在不但成為本島河川下游和池塘的優勢魚種,更在競爭的效應下,導致本省原產的鯽魚數量大幅下降而有了滅絕的危機。同樣的競爭效應也發生在外來的福壽螺和本地的田螺上(施,1999)。外來植物的例子則如布袋蓮,在淡水水域中,因無其他植物或動物天敵的制衡,造成許多本土水生植物生育地因其入侵,頓時失去生存空間。 \r 「次級演替」是指生物群集在受到干擾之後的變化過程,一般常見的人為干擾方式主要為火燒、噴藥、刈除、踩踏等。 \r 大黍 ( Panicum maximum Jacq),又名天竺草,原產於熱帶非洲。1908年自菲律賓引進台灣( 許,1975 ),做為牧草和水土保持植物。張和蔡(1974)以及廖(1989)均曾進行過大黍之水土保持試驗,確實有一定的成效。大花鬼針草進入台灣的時間普遍認為應是在清朝時,民間交流過程中意外引進,確實時間並不可考。 \r 據前人研究,大黍在雨季時火燒後會快速萌蘗;且自從引進台灣後,更因其侵略性極強 , 在台灣中、南部地區大量滋生,現已取代芒屬植物( Miscanthus spp. )之地位,並在中部地區坡地形成草原景觀。而以殺草劑之噴施可有效的抑制大黍之生長。鬼針草傳播方式主要以動物媒介為主,在演替早期通常也是屬於優勢植物,因此本實驗由實際的勘查、測量與記錄,藉以了解大黍、鬼針草等外來植物於演替過程中,其與本土植物的競爭情形做一初步探討。\r

海中珍寶-九孔與鮑魚

這群住在「樓仔厝」的嬌貴九孔、鮑魚到底有什麼神秘的力量呢?我們從參訪、實驗、觀察、紀錄發現以下的結論:一、九孔、鮑魚在分類學上相同,兩者最大的不同在於外殼上洞的數量。在體型上九孔的size小於鮑魚。九孔的外殼是平紋,鮑魚的外殼是粗紋。二、目前九孔、鮑魚的養殖環境是以陸上平面式及室內立體式養殖為主,養殖種類以台灣鮑為主,種類主要有兩種,一是珍珠九孔;另一是翡翠九孔,除了九孔養殖外,養殖戶也引進黑盤鮑養殖。三、從實驗九孔與鮑魚的活動情形及覓食狀況得知,九孔的活動力在翻轉、爬行、覓食中都優於鮑魚,喜歡吃的食物是龍鬚菜。

除草劑對於蔬菜的生長有影響嗎?

我們在去年看到學校附近農人,用除草劑噴灑菜園裏的雜草,聯想到除草劑會不會直接影響到蔬菜的生長?如果會影響蔬菜的生長,對農人來說,不是很有損失嗎?所以在全縣第廿三屆科學展覽會以「除草劑會影響蔬菜的生長嗎?」做題材,實驗觀察,但是因天候不好及控制變因條件不夠,所以指導老師請我們再深入做好這種實驗觀察。

夏綠蒂的母愛---探究溝渠豹蛛的產卵與護幼行為

本研究在北壽山地區及人為環境中分別探究、歸納並比較溝渠豹蛛的產卵與護幼行為,配合時序持續約二年得到下述結論: 一、 溝渠豹蛛和他種蜘蛛在雌雄特徵及卵囊孵化過程上差異不大,為了適應育幼則有特殊的外形及生活習性。 二、 天然環境及人為環境飼養的溝渠豹蛛,都表現出一致的產卵及護幼行為,但卵囊大小及孵出若蛛數量則不同。 三、 溝渠豹蛛在育幼過程遇到干擾時,對於負掛卵囊及背負若蛛仍克盡職守,不離不棄,期間共約三週之久。 四、 徘徊性異於結網性蜘蛛的若蛛數量及獨立離群方式。若蛛空飄的方向與當天的光源有關。 五、 溝渠豹蛛在帶卵時期有趨向較溫暖環境的習性,但無趨光性。 六、 溝渠豹蛛明顯在育幼過程中較其他種類用心,若蛛的存活數也增加,未來生物科技領域研發蛛絲或蛛毒的用途時,可將溝渠豹蛛作為繁殖量產的種類之一。

蕃薯儲藏根發芽機制的探討

媽媽常常買一些蕃薯回來準備作菜,但是有的蕃薯放久了以後,就開始發芽;蕃薯的儲藏根和馬鈴薯的儲藏莖不同,其表面並沒有芽眼,但仍然可以在許多地方冒出不定芽或不定根來;國中生物課本曾經學過,成熟的根和莖在外觀及內部構造上有很大的不同,為了探究其原因,我便以蕃薯的儲藏根為材料,希望知道其在儲藏根上長不定芽或不定根的部位是否有所不同,以及影響其長出不定芽或不定根的外在及內部的因素。