生物科

在一次使用顯微鏡觀察認識學校淡水中常見生物的時候，偶然發現了一些滿身沾了泥巴，穿了紅衣裳，慢慢地在泥中搖舞的小小動物，引起了我們的好奇心，趕忙請教老師，老師告訴我們由它們外觀形態判斷看來可能是水蚤的另外一種，需要進一步研究，於是引起了我們三位的興趣，以下就是我們一連串的教察探討，我們將它稱為一一圓形尖額蚤。

去年，我研究蟾蜍，得到不少新鮮的知識，也認識了蟾蜍的種類。不久前，我在植物園發現一種蟾蜍，外型及習性與台灣盛產的黑眶蟾蜍相比有相當的差異，查遍了有關文獻都找不到確切的描述，懷疑可能是個體上發生變異造成的，本研究即利用其生態、型態的變異，來探討其種間變化特例。

本研究之目的是在野外觀察舉尾蟻的行為，並以「舉尾蟻的築巢行為」、「不同『生態區位』下，舉尾蟻的相異築巢模式」、「舉尾蟻覓食路徑的建立，與覓食路徑中斷後的行為比較」、「舉尾蟻及長腳捷蟻與介殼蟲共生行為的比較」、「舉尾蟻群面對不同外來傷害的反應比較」等五個面向來進行觀察、比較並討論，其主要結果如下：一、舉尾蟻築巢與人類築屋在結構上有許多相通之處，蟻巢先以交錯的草枝架構起蟻巢的形狀，而後再覆上腐質土，就如同鋼筋混凝土結構一般，有著抗壓的功能，並以最少、最輕的原料作最大空間的運用。二、舉尾蟻在樹上築一個典型的「卵形巢」之前，會經歷許多「過渡型蟻巢」的時期。並依舉尾蟻群在「生態區位」內競爭優勢的不同，來決定是否能擴大蟻群規模，並且築成一個典型的「卵形巢」。三、舉尾蟻覓食路徑的建立與費落蒙有著十分密切的關係，但是覓食路徑中斷後，中斷兩端的舉尾蟻群有著十分不同的行為，原因在於不同的費落蒙分別指引著「覓食」與「返巢」的行為。四、舉尾蟻及長腳捷蟻與介殼蟲共生的行為，目的都是為了取食介殼蟲所分泌的「蜜露」。但是在蓄養的方式上，舉尾蟻像「農夫」一般，長腳捷蟻卻像「礦工」，就人類的進化觀點而言，舉尾蟻較長腳捷蟻的進化程度高。五、本研究所觀察的主要兩巢舉尾蟻分別因為「人為」與「非人為」的因素受到極大的傷害，但在全巢滅亡前，殘存的少部分舉尾蟻依「社會性昆蟲」分工的原則，分別多存活了三個月及一年。一隻舉尾蟻無法存活，一群舉尾蟻，即使是一小群，在遵行「社會性分工」的原則下，仍然可以活得很好，「社會性昆蟲」的優勢，由此可見。

廚餘的流向是近年來熱烈探討的議題，昆蟲界的黑水虻更是消化廚餘的好幫手，於是我們先瞭解黑水虻的生物特性，研究黑水虻幼蟲的生態行為及設計飼養環境。本實驗的研究結果，得知在家是可以飼養黑水虻來處理廚餘，廚餘的濕度要控制在潮濕不要滴水，幼蟲消化廚餘是以四齡蟲的消化速率最快，在六齡蟲顏色轉咖啡色時，就要準備引道讓預蛹期的黑水虻幼蟲到乾燥的地方。幼蟲及廚餘所散發的腐臭味道可以加入肥料水及活性碳來降低臭味。黑水虻蟲糞也可當成花卉及果實類肥料。成蟲可餵食蜂蜜水增加產卵的數量。更設計經濟循環通路讓家戶可以循環飼養。整個實驗期間，也讓我們瞭解黑水虻對人類的生活環境並沒有產生衝擊性的影響，是經濟價值很高的友善昆蟲。

白腹叢蚊 （Armigeres subalbtus）於圓柱壓克力管的測試中，將測試物置於Ⅳ區，計算30 分鐘後Ⅰ區中白腹叢蚊的分布百分比為吸引率，Ⅳ區中白腹叢蚊的分布百分比為逃避率，並以空管實驗的35％為基準點進行實驗，結果可發現對白腹叢蚊具吸引效果的測試項目，依序排列為：乾冰＞橙光＞中光度（500 lux）＞高光度（1300 lux）下黑暗，對白腹叢蚊具排斥效果的測試項目，依序排列為防蚊液＞橘皮＞蚊香＞超音波＞驅蚊燈泡＞電磁波＞高溫＞燃燒茶葉＞氧氣。

蝶類產卵不像蛾類產在一起，通常是一粒一粒分散在植物嫩葉或芽上，因此要大量飼養幼蟲，非常困難，一一須要找遍廣人山野才能採集到很多的卵或幼蟲一一費力又費時。有一次在野外採集到一雙大鳳蝶（女）用透明塑膠袋，連它的食草（橘子葉）一起帶回，準備設法使其在家裹的橘子附上產卵，不料回到家中，它已在塑膠袋內的食草上產了數粒卵。於是我得到了一個靈感：若能進一步探討出人工採卵法，使其繁殖，那麼對於研究採集蝴蝶者，將較方便，於是開始著手研究。

每逢假日，經常隨爸爸到田野採集實驗材料，爸爸常用燒杯從水溝中取水觀察，看了很久，總是嘆氣的說，又沒有了，有一天，我們在東門城郊賞鳥時，到浯江溪上游的水溝中，爸爸說有了，終於找到他所要的對象─草履蟲，就近一看，只見燒杯的水面上除了一個個小白點外，其餘的什麼也沒有。後來跟爸爸到實驗室用顯微鏡觀察，才發覺這些小不點的長像，以及他在水中自由自在的悠游，實往可愛極了。後來，我又發現這些小不點的更多有趣的行為，於是在爸爸的引導下，做了一連串的實驗來探討草履蟲的許多祕密。

自然課教到落地生根有驚人繁殖力，我們感到不可思議！決定設計實驗來研究。我們以落地生根的葉子為實驗材料，做不同型態和不同程度的切割處理，模擬葉片受傷的情況，觀察它的發芽率是否受影響。實驗結果顯示：葉緣凹陷處的小圓點就是它主要的生長點，若切除，則無法發芽；同時該處除非全割傷，才稍微降低發芽率，若割傷幾處，則沒有影響。而整片葉子小圓點都切除時，卻有意想不到的結果，會激發次生長點處發芽，即在葉緣平整處也會長出小苗來。若葉片因受損造成面積變小，則剩下之部分葉片發芽率，反而變高。另外我們發現受傷葉片發芽率與切割型態（橫切或縱切）無關，但與葉面積大小有關，若切割面積小於一定程度，會降低發芽率並且芽體較小。

本學期上自然課時，老師說：「植物的光合作用是吸二氧化碳，呼出氧。」這項定理，相信每個同學都知道。可是我心衷突然想到，二氧化碳量的多少和光合作用有關嗎？上午、正午或傍晚、天氣冷或熱，對光合作用也有影響嗎？我好奇的請教老師，老師再三詳細的講解，並鼓勵我研究，希望我能找出一套最容易得到答案的方法，長期的觀察出光合作的祕密，儘早解開心中的謎。

孢子是植物世代交替中，有性世代的第一個細胞，高中生物課程中有小孢子（花粉）萌發的探討，也有蕨類原葉體的觀察，歷屆科展中，也不乏有關花粉或蕨類孢子的研究。但是隸屬無維管束植物的蘚苔類孢子，卻一直未見有關的探討。 課本提到苔類孢子萌發後長成原絲體，卻不曾說明蘚類孢子萌發會長成什麼？而且，它們的孢子萌發和開花植物的異型孢子（花粉）萌發有何差異？我們常說厚壁孢子較能抵抗惡劣環境，究竟它們的忍耐力到何程度？自然環境中，它們必需跟其它的孢子競爭，在競爭下，它又是如何呢？ 為便於研究之進行，我們選用當季最容易採到大量抱子的地錢作為研究對象，研究其孢子萌發有關之現象。