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。

草莓是一種奇特的植物，與一般人所認知的「果實由子房發育」有所不同，實為花托膨大而來，即聚合果，然而佈滿果實外表上的點點為瘦果。本作品主要針對草苺果實的生長及生殖做主軸，進而延伸出許多實驗來逐一驗證我們所發現、疑惑的！除了最基本的觀察，草莓果實由授粉後至果實成熟其外觀的變化外，並結合生物切片技術，來了解內部花托膨大、維管束與澱粉分布的情形；瘦果生長階段的內部構造，比較幼年瘦果與成熟瘦果的異同。創新的是結合化學與物理，以影響種子萌發之因素來設計：將浸泡過熱水、不同濃度的酸鹼溶液及經過低溫處理的瘦果來做培養，利用匍匐莖無性生殖之外的方式，培育下一代！

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。

為找出有益蔬菜生長之微生物，分別於白菜、空心菜、韭菜、莧菜與玉米的植株中，挑選出生長情形良好者，取其根部土壤作稀釋分離，分別培養於培養基中，待菌落生成，將各類細菌依劃線法純化分離至其適合之培養基。且為知何種細菌對病害具有較佳的防治效果，進行多次拮抗實驗，觀察細菌是否對病原菌形成抑菌帶，透過觀測數日並紀錄兩者間的距離，篩選出抑制效果最佳的一種細菌。最後，為知此菌種使否能有效分解有機質，進一步將其加入廚餘堆肥中發酵數星期，並經由白菜、甘藍菜、波斯萵苣、山茼蒿、莧菜的盆栽比較試驗，觀察此菌種是否能有效地：1.分解廚餘資源2.促進蔬菜生長。

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。

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。

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。

有的細菌能將金屬離子吸附在表面，或將之轉為其他物質。故可以利用細菌去除環境污染及降低危害。以設計的篩菌流程，並利用螢光胜?偵測菌液中銅離子是否減少，本實驗成功地從銅污染地中篩出能處理銅離子的細菌。當銅離子濃度由0.1mM增至10mM時，細菌生長量逐漸減少，甚至停止繁殖。對於處理銅離子能力而言，有的菌株在0.1mM時，處理效果不佳，卻在極端高濃度下，有較強的處理能力。另一菌株在0.1mM、1mM環境下處理效果較好，然而在10mM時，處理能力不佳。經由傳統細菌鑑定與16srRNA的交互比對，篩出的菌種可能為Bacillusfusiformis、Bacillussphaericus或BacillusMacroides。希望能模式化實驗步驟及方法，未來擴及至找尋能處理汞、鉛、鉻等污染的細菌。

本實驗以衣魚食物多為纖維素的特性探討其腸道內是否有可分解纖維素之微生物。首先利用剛果紅染色原理證明該微生物的存在，並抽取其DNA進行聚合酶連鎖反應將結果定序檢驗微生物物種及找尋其功能性基因。其次以不同生化方法測試該微生物反應，並測定其分解纖維素之效率。本實驗已確定衣魚腸道內有Bacillus amyloliquefaciens以及Paenibacillus woosongensis兩種菌種，並參考文獻找出Bacillus amyloliquefaciens以及Paenibacillus woosongensis的功能性基因引子，兩種細菌的分解纖維素效率分別達1.786 U/ml以及 1.682 U/ml，往後將抽取其酵素，改變環境測試其效率，及測試分解不同纖維素物質之效率，例如:稻稈、玉米葉莖、廢紙…等，以應用於分解堆肥及製造纖維酒精。

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。