全國中小學科展

生物科

葉界殺手-介殼蟲固著繁衍機制研究

地球上有許多大大小小的生物存在生活著,每個生物都在扮演好自身的角色。包括生長的過程、生活習性的改變及對環境變化的適應影響著生存條件。介殼蟲簡稱蚧蟲,屬半翅目介殼蟲總科的昆蟲,是昆蟲種類中最奇特的類群,分布地區極為廣泛,尤以熱帶地區為多。其體微小,繁殖力強。

天造地設-探討黃槿刺子節蜱的造癭秘密

在校園中採集黃槿(Hibiscus tiliaceus)葉片上的蟲癭(insect-induced gall),進行解剖觀察蟲癭內部結構,發現有許多白色蠕動的小蟲寄生,經查資料確認為黃槿刺子節蜱(Aculodes hisbisci)。有蟲癭寄生葉片較無蟲癭寄生葉片小,蟲癭數量會隨時間增加,有蟲癭的黃槿葉片質量較重保水性佳不易凋謝。葉柄維管束切片發現,相同生長時間,無蟲癭寄生者維管束分化快、木質多且環狀排列在外圍。經由葉肉蟲癭切片染色得知癭最內層為韌皮部,由葉下表皮增生包圍,由韌皮部增生營養層,可提供葡萄糖供應至內部纖維,蟲體藉羽爪攀附粗長的內部纖維取食。一個蟲癭橫徑越大,內部蟲體越多,癭橫徑最大可達0.6cm,其內部的黃槿刺子節蜱可多達400隻,但蟲癭隔間內黃槿刺子節蜱數愈多,內部的突變纖維密集度愈低。

紅顏薄命話朝顏

我們把發現喇叭花會朝開午謝的情形告訴自然老師,經過老師的允許,在本校實驗園裡,用水耕栽培的方式種植喇叭花,供我們平常觀察。同時,我們聯想到把它對照自然科學的課本,想要研究利用喇叭花在上自然科學課裡可以學到那些知識。

雨後精靈現形記

本研究調查校園與鄉野的菇類分佈,並透過栽培觀察菇的成長;另設計觀測箱,觀察孢子的彈射及影響因素。研究發現:一、我的校園發現菇類共13種,地點多在草皮。二、鄉間發現菇類共15種,墾丁海邊6種,地點多在枯木。三、四種食用菇從出菇到成熟約數天,且採下後還會再長出,以簡易方式栽培,維持高濕度也可長出美味的菇。四、柳松菇的孢子彈射約持續2-3日,濕度高可增加彈射距離,菌傘會傾斜增加彈射的高度。五、柳松菇孢子彈射利用水的表面張力,彈射前菌傘充滿水份,彈射時間愈久,菌傘變薄變寬,逐漸傾斜,蓋緣皺褶,由豐厚鮮潤變為乾癟凹陷,菌褶變長。由於野菇平常不易觀察,因此我們請專家協助鑑定,並製作網頁及發表分享研究成果。

光、影中的「蟹」「GO」

本實驗主要探討淡水河華中橋至忠孝橋附近河段,光、影對無齒螳臂蟹的影響。透過調查發現,無齒螳臂蟹主棲息在河岸邊坡,接近自行車道,人為干擾大,對光影的警覺心高。此外,河岸公園多設置路燈,橋樑多有光線投射,因此我們自行設計「太空船照射法」、「旋轉馬達飛影法」等裝置進行實驗,了解無齒螳臂蟹對不同光、影變化的干擾會有何反應。結果發現,無齒螳臂蟹喜在暗處活動,據此建議夜間河岸邊光源須避免太明亮。此外,螳臂蟹對搖動光線較敏感,其中以藍紫光、紫外線光較明顯,所以,未來如要在橋樑投射燈光,建議光源固定且避免閃爍。最後,螳臂蟹對光影速度、形狀、大小等會有選擇性反應,建議河岸邊的長草盡量不割除,減少光影人為的干擾。

超級大蛤命,探索文蛤趣!

本研究以文獻探討及實驗觀察法了解文蛤體型、舉起重物能力及出入水行為,探討不同保存條件對文蛤的影響。研究發現文蛤殼寬、高、長有規律,體重與體型大小有關。文蛤被重物壓著也能打開雙殼,舉起體重十幾倍至三十倍的重物,正面舉重能力比反面強。文蛤入水管也會噴水,反面朝上時入水管噴水次數特別多。文蛤不同部位互敲聲音不同,以B區(圖13)互敲較容易分辨死活。文蛤聲音在死亡過程中逐漸產生變化,發臭前可聽出聲音漸低,死文蛤頻譜圖低頻區信噪比變大,而且可能有些高頻聲音會消失。文蛤在死亡前體重會減輕,有些會出現重覆開合的行為。低溫有利文蛤保存,若有水,有沒有換水也有不同影響。

全力蟻赴

我們在校園作螞蟻種類調查,發現了六種螞蟻。接著我們探討螞蟻喜愛的食物,發現長角黃山蟻最喜歡的食物是肉鬆,而黑頭荒蟻最喜歡的食物是棒棒糖。對於長角黃山蟻而言,肉鬆味道濃且輕巧,可以很快搬食,而且數量不同的長角黃山蟻都有特定搬食的方式。如果數量越多的長角黃山蟻加入搬食行列之中,前進時會讓整體速度加快20%以上。最後我們作了人工蟻穴,模擬長角黃山蟻搬食通過不同形狀的洞口,發現皆有其不同的因應策略。

百「絲」莫解--黑棘蟻(Polyrhachis dives)蟻絲蛋白探秘

在蟻科(Formicidae)中的山蟻亞科(Formicinae)這個類群,終齡幼蟲會用絲腺分泌的獨特絲質纖維將本體包裹,形成蟲繭(cocoon),這本來是很容易讓人理解的,但是,棘山蟻屬(Polyrhachis)的工蟻卻能操控幼蟲使其將奈米纖維狀(nano fibors)的蟻絲蛋白塗布蟻巢內部形成膜狀物,這種由工蟻調控幼蟲改變棲息微環境的進化情形更甚南美洲的織工蟻,而且罕有人研究。本研究嘗試水解蟻絲蛋白進行各項試驗,另發展大量取得乾淨蟻絲蛋白膜的人工養殖技術,同時詳述黑棘蟻幼蟲吐絲的習性,以及利用工蟻來調整控制蟻絲蛋白膜的生成和成品的功效,讓蟻絲蛋白的研究,奠定發展的基礎。

台灣天堂魚---探究台灣鬥魚的型態構造及動物行為

暑假和家人到觀音蓮花季賞蓮,其中一處的蓮花池中,養著美麗的小魚,一時興起叫爸爸買了六條回家,老闆提醒我,回家養時最好一大一小放在一起,要避免全部一起養,否則會因彼此互?導致部分的魚會死亡,剛開始不以為意,第三天發現死了一條,經過幾天後又死了一條,感到相當納悶。難道賣魚的老闆說的有理?開學後請教生物老師。這是什麼魚呢?為什麼同種的魚會相互打鬥甚至死亡呢?老師說:「這是台灣鬥魚,讓我們一起來探討吧!」於是我們就跟生物老師展開了”台灣鬥魚研究”之旅。(相關教學單元:動物的生殖及動物行為)

蜓!水中王者

本研究以蜻蛉目勾蜓科Chlorogomphus 屬的稚蟲為研究對象,野外常見的有3 種,分別是:短痣勾蜓、褐翼勾蜓和斑翼勾蜓。在生活習性方面:1.每ㄧ次的蛻皮是稚蟲成長的重要時機,蛻皮時翅芽長度生長百分率值最高達70%;其次是重量達47%;第三為頭寬,19%;最低是體長,10%。2.羽化時間大約於晚間9-11 時開始,整個過程約需5-6 小時。3.經由定期測量結果發現翅芽長度〈y〉與重量〈x〉有明顯相關性,R2=0.8802,其二者關係式為y=1.1224x+0.0131。終齡稚蟲的頭寬與翅芽長度的比值為0.7;n-1 齡比值為1.1,可依此推估稚蟲的齡期。在環境因子方面:1.野外採集時有88%稚蟲棲息的基底質是32mm 以下;實驗中80%的稚蟲選擇棲息在1.5-2.5mm 基底質。2.水溫對於稚蟲的生長影響以低溫組生長情形較高溫組佳。