生物(生命科學)科

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。

本研究水族缸裡的三尾扁蟲(Convolutriloba)經外型描述、無性生殖等證據，證明本種是台灣地區的新紀錄屬或是新種。由於至今尚無報告指出野生棲地，而本研究首次探討其自然環境，並自墾丁外海發現野生三尾扁蟲多棲息於礁石洞口。Shannon, et al, 2009指出三尾扁蟲具有光避性與光聚性，但未探討其原因，我們設計模擬棲地使其在黑暗與光照交替的環境下生存，確認扁蟲的自然分布乃是光避性(photophobia)與光聚性(photoaccumulation)彼此調節的結果。比較扁蟲以及其體內共生藻(Zoochlorellae)在不同色光下的生理現象後，發現共生藻紅光下光反應效率高，而在其他色光下光反應效率低，此項發現說明了扁蟲在紅光下不具光避性，而在其他色光下扁蟲有明顯光避性的原因。此結論也同時說明了扁蟲野生棲息地位於礁石洞口的原因。

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。

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。

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。

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。

果蠅是常見的實驗生物，且近來有許多證據指出，果蠅可記憶懲罰與附加的線索，具有一定的學習記憶能力。我們的實驗利用果蠅喜好的氣味作為誘因，透過附加的提示進行訓練，使果蠅將氣味與附加提示加以連結，產生記憶。而結果顯示，果蠅對色光有所偏好，我們選用非偏好的顏色作為提示，訓練果蠅將提示與偏好的柳橙汁氣味加以連結；除顏色外，我們亦運用漆包線通電製造磁場，以磁場作為另一種提示。而驗收結果顯示，果蠅確實可以記憶提示與柳橙汁氣味的關連性，密集訓練後，超過半數果蠅在沒有氣味誘因下仍選擇有提示的一方，表示果蠅已將該提示與喜好之氣味加以連結。結果顯示，不僅有懲罰能做為學習記憶的訓練方式，適當運用喜好之事物亦可有效促使果蠅產生學習記憶。

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。

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！

線蟲在科學界備受矚目，然而，對於線蟲覓食及攝食行為的研究卻仍不多；每一種生物都有其獨特的行為模式，我們想知道線蟲如何覓食與攝食以適應自然的環境，因此以覓食與攝食行為為主題著手研究。本研究歸納出線蟲的 7 種覓食及攝食的一般行為：前進、探頭、偏移、擺頭、後退、轉向及拐彎行為；與兩種特殊行為，其中樹枝狀行為與線蟲消化有關。本研究發現線蟲對嗅覺有依賴性及專一性，即使線蟲被其他氣味干擾仍能找到食物。我們也發現到一種特殊的混亂行為，是當線蟲接近 E. coli 時出現的一種受干擾的行為，經實驗進一步探討，發現引起線蟲混亂行為的原因是 E. coli 所釋放出的化學物質，化學物質濃度越濃，線蟲所表現出的混亂行為就越明顯。