生物(生命科學)科

鬥蟋蟀的習俗自古以來一直是中國重要民俗活動之一，最遠可追溯至唐代，現今台灣南部每年皆會舉行盛大的鬥蟋蟀比賽。前不久，我們在一部影片中看見台灣黑龍仔（黃斑黑蟋蟀）大勝中國蟋蟀蛐蛐的有趣影片，不禁對蟋蟀的打鬥行為產生好奇。更欲進一步了解如此好鬥的蟋蟀是否有其選擇打鬥對象的依據。而黃斑黑蟋蟀，即此研究所使用的蟋蟀，是台灣民間鬥蟋蟀的主角。因此我們造訪了蟋蟀的大本營 ─台南縣新化鎮，並請教蟋蟀專家謝爵安先生、張鴻斌老師、楊正澤教授。對蟋蟀有了更多的認識與熱愛。因而希望能以科學化的實驗及統計方法，賦予這項正夯的民俗活動更深化的內涵。我們推想若有兩隻以上的蟋蟀同時進行實驗，便能有選擇的空間，但若超過三隻就有兩兩進行打鬥之可能性，因此我們設計了特殊的空間，讓三隻蟋蟀能同時進行實驗。希望能藉由我們的觀察、記錄，了解其影響因子及行為的趨勢。

本實驗主要目的為探討果蠅是否可經由學習行為分辨並記憶不同顏色與氣味差異，進一步探討年齡與學習能力的相關性，並分析多次訓練對於記憶時間長短的影響。根據本實驗結果得知，在氣味訓練方面，果蠅具有辨識並記憶不同氣味的能力，且年輕果蠅較能產生記憶性；在顏色訓練方面，果蠅仍可分辨並記憶顏色，但對於顏色記憶效果較氣味記憶不明顯；密集學習方面，在適當的學習次數內，密集訓練有助於增加果蠅的記憶能力，但過度的學習刺激反而會降低學習效果；藉由迷宮實驗，我們過濾並篩選出對顏色記憶最佳的果蠅並加以培養，期望能進一步探討並找出與學習記憶相關的基因。

藻類產生氫氣的目的是為了彌補不能順利進行光合作用產生ATP與NADPH所產生之代償反應，負責催化氫氣製造的是產氫酵素（hydrogenase），它必頇在無氧的狀態時才有活性。我們利用RNAi的方法干擾葉綠體中光系統II（PSII）的蛋白表現，進而抑制PSII。當PSII之作用受到抑制，隨即面臨因缺少電子而無法順利產生ATP與NADPH，造成呼吸作用速率提高。一段時間之後，水中的溶氧被消耗殆盡，產氫酵素會利用得自PSI的電子，將氫離子還原成氫氣，並釋出綠藻體外。本研究利用RNAi干擾小球藻（Chlorella）D1蛋白表現，結果已篩選出2株轉殖株，其PSⅡ光系統中的D1蛋白表現呈現較低活性，而且其光合作用活性較野生株小，預期轉殖株應能產生氫氣。

一、本次活動觀察大安水蓑衣大安族群與清水族群的小孢子發育，發現：(一)兩族群小孢子發育，都有不同步的情形，大安族群中有23%花藥中小孢子發育不同步，清水族群有8%花藥中小孢子發育不同步。(二)兩族群的成熟花粉粒都有不正常的花粉粒，大安族群產生成熟花粉粒中有40%不正常花粉粒，清水族群產生成熟花粉粒中有55%不正常花粉粒。(三)結合上述觀察結果計算一個花藥在開裂時，大安族群釋出成熟且正常的花粉粒機率為46%，清水族群釋出成熟且正常的花粉粒機率為41%。二、根據本活動觀察，我們推論：(一) 大安水蓑衣有性生殖障礙發生在授粉之前。(二) 大安水蓑衣小孢子發育在小孢子四分體期(II)是花粉粒敗育(不稔性)發生的關鍵時期。

本實驗分別由拮抗、透化圈、葡萄聚醣分解?及幾丁質分解?基因和超寄生等四大方面來探討鏈黴菌和五種不同病原真菌的交互作用。結果顯示所篩選之鏈黴菌對真菌多具有抑制生長的作用，且鏈黴菌所產生的抑制物質會因不同採集地區而有所差異。另外超寄生現象之結果顯示鏈黴菌會纏繞在真菌的菌絲上，並使真菌菌絲失去活力。由此實驗結果證明鏈黴菌會對真菌的生長造成抑制，未來可應用在植物病害的防治上。

台灣從傳統的農業社會蛻變轉型，邁入經濟發達的現代化工商業社會，雖然有了如此般的經濟奇蹟，卻也因此葬送了寶貴的生態環境；許多人對於林園的第一印象總是與「汙染」劃上等號，但在林園工業區旁的那一大片濕地卻鮮少有人知道，濕地中有許多水生動植物(例如：蒼燕鷗、海茄苳、水筆仔…等)，對林園人來說無疑是在水質淨化與監測上扮演了十分重要的角色。

我們觀察到茶葉蛋的蛋殼為褐色，但其蛋白為白色；相反的，茶焗蛋蛋殼為淺色，但蛋白呈現褐色。這種現象使我們對物質通透蛋殼的情形產生了種種疑問，促使我們更深入的研究。 我們參考茶葉蛋與茶焗蛋的製作情形設計實驗後，發現即使同為茶分子，但由於氣態及液態分子間的距離不同，仍會造成不同之通透情形。液態物質不易通過，但氣態分子可輕易通過。蛋殼為卵生動物胚胎時期的保護構造，其表面有許多微小孔隙可使H2O、CO2及O2等維持生命所需之氣態物質輕易地通過。經過實驗發現，蛋殼孔隙易使蛋殼外部的氣體分子通透至內部，但氣體分子不易由蛋殼之內部到達外部。 另一方面，同一顆蛋其蛋殼的不同部位通透情形並不相同，以氣室部分通透最快，而蛋殼尖端之通透最慢。不同蛋殼之間通透情形也不相同，因其不同種類蛋殼間之孔隙大小與孔隙數目都有差異，實驗結果也顯現蛋殼的厚度亦會影響通透度的大小，蛋殼較薄的鵪鶉蛋殼較其他種類的蛋殼更易使物質通過；反之，蛋殼較厚的土雞蛋的蛋殼最不容易讓物質通過。皮蛋由於已經過人工處理過，因而破壞蛋殼表面影響其通透情形，使得蛋殼通透情形呈現不穩定的狀態。 因為工業的發達，環境充斥著污染，空氣中之污染物也會通透至蛋殼內部，空氣污染物溶於水之後形成酸性物質會與蛋殼反應，有些甚至會破壞蛋殼結構、或是腐蝕蛋殼，而間接地影響到生物行呼吸作用必須之氣體交換，故汙染物也會影響蛋殼之通透性。

機油一直是環境中常見且難以解決的污染問題之一。為了尋找是否有方法能加快清除機油污染，我們搜集數種坊間傳說具有去油污能力的天然物，先將其浸泡於機油中作前處理，再加入自機油污染處分離出具分解機油能力之土壤菌(分別為Gordoniaspp.及Ochrobactrum spp.)，藉由測量菌液的O.D 值以推測機油分解菌分解機油的效率。實驗結果顯示，經黃豆渣處理的機油，能使機油分解菌在相同時間內大量繁殖，提高機油分解的速率。另外，我們將分解後的機油淋在剛萌芽的綠豆上，與未經分解的機油比較，發現分解後的機油能降低對綠豆的毒性。因此我們認為在生物復育的過程中，可以先將黃豆渣灑於機油污染處，再加入機油分解菌，以縮短復育的時間並提高分解效率。

雙氧水或稱過氧化氫常用於殺菌、漂白或作清潔劑使用，它亦可從生物體本身產生而傷害細胞。以前研究人體發炎時，體液中會出現大量的雙氧水。淚水是濕潤眼睛的體液，它的分泌量與眼睛疲勞或是乾眼症等眼睛不適有關。我們假設淚水中雙氧水含量可作為眼睛不適的生物指標。我們發明以氧化還原呈色原理之淚水試紙偵測淚水中之雙氧水濃度。我們運用淚水測試組，比較在抽煙前後、喝酒前後與疲勞或熬夜時淚水的分泌量與雙氧水的含量。我們發現硫酸與碘化鉀淚水測試紙具有最簡便且可以定性與定量淚水中雙氧水的含量。抽煙、喝酒與眼睛疲勞時，淚水的雙氧水含量明顯增加。我們發明的淚水試紙可及早篩選出眼睛的異狀，作為預防眼睛病變之守護神。

本研究以多刺裸腹蚤（Moinamacrocopa）進行觀察，實驗一對水蚤型態觀察得知：雌雄之差異可從第一觸角及育兒囊辨別、在3齡時有抱卵現象，行孤雌生殖。實驗二不同光質對於水蚤生長影響結果：水蚤在紅光、LED紅光、日光、黑暗組中生長良好，綠光與藍光中生長較差。實驗三水蚤在不同酒精濃度下活動得知：8%以上酒精中會死亡，4%酒精之環境有昏迷甦醒現象，2%酒精無明顯昏迷現象。實驗四進行水蚤體內酒精去氫?活性測定，檢測體內酒精去氫?活性顯示：水蚤酒精去氫?活性隨酒精濃度(0﹪→4%)明顯降低，推測因代謝酒精會降低或抑制酒精去氫?活性，避免酒精代謝物對生物體的負面影響。綜合以上結果，藉由酒精去氫?活性可作微環境耐受性之試驗模式，期望可應用於環境指標之試驗生物。