生物(生命科學)科

獨角仙（Allomyrina dithotomus）與犀角金龜Oryctes rhinoceros（Linnaeus）是台灣中低海拔地區常見的大型植食性金龜。兩種甲蟲的成蟲在枯腐的堆肥中產卵，幼蟲吃其中的腐植質，經一齡、二齡、三齡後便化蛹，蛹再羽化成成蟲。兩種甲蟲以雄蟲多雌蟲少的比例飼養，雌蟲的平均生殖力最高，幼蟲養於深度超過10公分的天然腐植土或太空包腐植土中，並保持腐植土濕度為3（土壤濕度計測量），幼蟲存活率、化蛹率及羽化成功率皆很高，新一代的體型也很大；若比較兩種甲蟲隻之飼養難易度，犀角金龜比獨角仙更容易飼養。所以，依以上方法就能簡單、便利又成功的飼養繁殖獨角仙及犀角金龜。

蜘蛛絲為蜘蛛用來捕食的利器，因此蜘蛛絲所具有許多特殊的性質。不同種的蜘蛛利用蜘蛛絲來捕食的方式也不同。本研究利用最常見的水分及溫度這兩種環境因子，來測試若蜘蛛絲在野外中經歷下雨或溫度的改變，是否會對其張力產生改變而影響其捕食。結果顯示水分對結圓網人面蜘蛛蜘蛛絲張力有很大的影響，而對於結立體網的泉字雲斑蜘雖然也很大，但似乎比人面蜘蛛小了一些，而溫度則對於兩種蜘蛛皆沒有影響。例外利用reverse-phase HPLC得到人面蜘蛛之胺基酸組成，其中成分最多的分別為甘胺酸（Glycine），丙胺酸（Alanine），麩胺酸（Glutamine），脯胺酸（Proline）及絲胺酸（Serine），這五種胺基酸就佔了85%，這些胺基酸可能使得絲具有特殊的結構而反應在蜘蛛絲的張力上。

旱溪為烏溪重要支流之一，由豐原流經潭子、台中市東區，於烏日匯入烏溪。藻類面對水質變化的衝擊，不能適應者被淘汰，能適應者數量可能大量增加形成優勢種，因此我們可以就其種類，記錄流經該處河川溪流的水質狀況。本研究進行旱溪偏上、中、下游等五個測站之矽藻採樣分析作業。以各採樣點之矽藻種類及數量，計算 GI 藻屬指標、種豐富度及歧異度來探討旱溪各區段之水質概況。旱溪中偏上、中、下游各不同區段水樣中，以偏上游樣點之矽藻總數為最高、其次為偏下游、紙漿工廠，最少的為偏中游。由 GI 藻屬指標發現，旱溪除了偏上游樣點屬中度污染外，其餘均屬嚴重污染；由 TDI 藻屬指標發現，旱溪除了偏下游樣點屬普養水質外，其餘均屬優養水質。而紙漿工廠及偏中游有較高的種豐富度及歧異度。旱溪的整治工程，於施工期間濁度升高，對浮游藻類生長不利，但於整治過後(如下游的人工濕地)，對水質改善有幫助，進而反映在藻類的 GI 值及 TDI 值之改善上。

本研究欲探討異種植物在授粉作用時防止雜交的機制。我們選定鐵砲百合柱頭分泌物及劍蘭花粉作為實驗探討之對象。研究結果顯示：鐵砲百合柱頭分泌物對劍蘭花粉之萌發有明顯的抑制作用，當溫度超過50℃將會破壞柱頭分泌物對花粉萌發之抑制作用。而以不同孔徑分子篩(Microcon)離心柱頭分泌物之實驗結果顯示：柱頭分泌物中，抑制劍蘭花粉萌發的物質其分子量介於30-50kDa 之間。接著，以Trypsin 作用柱頭分泌物，發現處理過後的柱頭分泌物對劍蘭花粉的抑制效果明顯降低，表示此抑制物質會被蛋白?所分解。綜合以上結論，再經SDS-PAGE 電泳的結果確認：鐵砲百合柱頭分泌物中，抑制劍蘭花粉萌發的物質為一種蛋白質，其分子量約在45kDa 左右，且該種抑制蛋白的活性在溫度50℃-55℃會被破壞。將此種蛋白質做蛋白質定序，結果顯示:此種蛋白質為一種Peroxidase。

本研究探討生活在草原的長疣馬蛛，觀察牠如何結網以及網型構造，並探討網的功能。在觀察及實驗後得到以下結論：長疣馬蛛偏好在強光環境下結網，且對高溫有好的耐受性。長疣馬蛛視力差，但可以結出用來感應捕食的多層漏斗狀網，結網的方式相當特殊，可分為「探測期」、「底層網期」、「平面網期」、「皿狀網期」、「漏斗網期」五個階段，且不同層網的感應偵測上與敏感度與捕食成功率均不相同。我們也進一步探討了長疣馬蛛的捕食行為模式長疣馬蛛的捕食行為可分為「被動感應模式」、「偵查模式」、「攻擊獵物模式」、「後續處理模式」、「返回」五個階段。其可以利用最頂層的平面網捕食獵物，且獵物的捕食受到獵物大小與置入的方式影響。

為了了解老化基因daf-16造成的過氧化氫累積，以及核仁調控基因ncl-1造成的代謝速率加快這兩者彼此之間的關聯，我們取用由國外取得的daf-16突變株線蟲和實驗室取得N2野生株線蟲，並利用RNAi技術阻斷其ncl-1基因，觀察他們的核仁形成、生長週期以及壽命。 在實驗Ａ的核仁比較結果中，我們可看出不論在daf-16有沒有表現的情況下，一旦ncl-1被阻斷，核仁都會提早出現。在實驗Ｂ探討這兩個基因對線蟲壽命的結果發現，N2野生株線蟲的壽命最長，而daf-16與ncl-1雙突變的線蟲壽命最短，表示在此二基因同時不表現的情況下，明顯地縮減了線蟲的生命。且daf-16 或ncl-1任一基因不表現則壽命略為減少，這顯示出單一的突變使線蟲的壽命約呈等差下降，此兩基因對線蟲壽命的影響似乎具有加成性。

如果把磁鐵奈米化，是否仍保有原來的特性？將此”奈米磁鐵”放到微生物體內，又會產生什麼變化？我們設計了以下二大實驗：實驗一：觀察草履蟲在一般的情形下與吞食奈米磁鐵後的生長情形，比較在電磁波(輻射線)、超音波、磁場(強力磁鐵)、電流下各自的差異性。由實驗結果發現，無論草履蟲是否吞食奈米磁鐵，皆不影響其在實驗裝置下的基本生物特性，但因吞食下奈米磁鐵後的草履蟲帶有磁性，會加劇實驗效果。實驗二：利用磁生電的原理，設計出一外繞有鐵線圈的玻璃管裝置，使帶有奈米磁鐵的草履蟲經此裝置的瞬間產生電力，宛如一小型發電機，但因實驗裝置與實際的電流範圍不符，所以沒能做出一完整結果。如能成功，將能達到節省能源之意義。

一、本次活動觀察校園內阿勃勒花蕊構造與授粉昆蟲間的關係，發現：（一）阿勃勒具有長、短兩型雄蕊，花粉粒也有兩型。短型雄蕊孔裂，產生多數不正常的花粉粒，花粉粒較大，細胞質不飽滿，花粉粒外表網紋明顯。長型雄蕊花藥縱裂，產生的花粉多數正常，其花粉粒較小，細胞質飽滿，花粉粒外表網紋不明顯。（二）阿勃勒為蟲媒花，其授粉昆蟲為脈翅目蜜蜂科熊蜂屬（Bombus）以及木蜂屬（Xylocopa）。授粉昆蟲攀附於花朵上時，長型雄蕊將花粉附著於授粉昆蟲胸部及腹部背面。授粉昆蟲利用震動取得短型雄蕊花粉，將花粉附著於後肢及腹面。（三）利用多元回歸分析授粉蜂體長與阿勃勒雌、雄蕊長度得到如下的線性關係：蜂體長=長雄蕊長度＊1.813+雌蕊長度＊0.029+短雄蕊長度＊0.017-12.22其解釋力達83％。二、根據本活動觀察，我們推論：（一）阿勃勒具有特化的花朵構造，可以有效排拒其他動物取得花粉，只由特殊的昆蟲為其授粉，同時授粉昆蟲具有很高的專一性與忠誠度。（二）阿勃勒短型雄蕊產生提供授粉昆蟲食物的花粉粒，長型雄蕊產生完成授粉工作的花粉粒。（三）經由授粉蜂體長與花蕊構造進行線性分析，可知阿勃勒與授粉昆蟲具有很高的相互依存關係。

我們針對孢子囊開啟及環帶形狀的改變探討孢子囊構造與孢子傳播機制。結果顯示孢子囊上唇細胞與環帶的設計是傳播機制的關鍵構造。唇細胞是啟動孢子彈射的指揮。成熟度已足夠，唇細胞也可等待時機，直到含水量降低才釋放孢子。具備環帶且附加唇細胞開關的孢子囊是優秀的投石機裝置，當唇細胞開啟，不僅讓環帶蓄積因膨壓改變所造成的彈性張力，也啟動精巧的環帶通道閘門。此時孢子就像上了威力滿載的投石機，在環帶協助下被彈射得又高又遠。沒有環帶構造的孢子囊沒有彈射的機制；僅有環帶沒有唇細胞的孢子囊不具環帶通道，無法將環帶的拋射動作做最大的發揮，拋射孢子效果居次。位於環帶內能加強彈射效果的環帶通道是第一次被提出，值得進一步探討。

實驗主要包括野外生態調查及實驗室飼養、習性觀察兩部分。測量每一隻蟬蟹體長及重量，並拍照觀察牠們的構造，建立檔案，設計各項實驗來觀察蟬蟹的行為，包括趨性、潛沙行為、行動的速度、對磁場改變的反應。光趨性實驗中，我們發現白天的實驗中蟬蟹對光並沒有明顯的趨性；但在晚上的實驗中，蟬蟹向光的機率比在白天的實驗中大的多！潛沙速度的實驗中，我們將砂石的大小分成四組，實驗結果統計出砂石的大小對蟬蟹潛沙速度有明顯的影響；我們使用當地原住民同胞捕捉的老方法，經過改良之後，已能安全又迅速的進行補捉。我們捕捉到的蟬蟹，都是屬於橢圓蟬蟹(Hippa ovalis)。在沙質海灘捕捉到的數量比在礫石質海灘多出 1.5 倍，由此可知，蟬蟹在沙中活動為主。