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生物(生命科學)科

萍水相逢-生物磁顆粒吸附重金屬效能探討

入侵外來種的擴張及生物廢棄物汙染一直是重要環境議題,本實驗探討大萍及人厭槐葉萍兩入侵外來種對水域二價銅重金屬的移除效能,並利用甲殼類生物廢棄物裂解產生的幾丁聚醣來吸附銅離子,透過嵌合磁性氧化鐵製成水相磁顆粒,測試其銅離子移除率,希望建構快速並且可回收重金屬且高效能的生物淨水系統。研究發現繁殖力強體積小的人厭槐葉萍對銅的移除可以在十二天內達到近70%,而水相磁顆粒吸附條件試驗顯示4%幾丁聚醣在pH6條件下,可以在短短6小時吸收70%的二價銅,並且可在pH1強酸下脫附二價銅,未來希望能『萍水相逢』,把入侵種和磁顆粒效用結合用於重金屬污染的環境復育,在污染源頭進行重金屬攔截並回收再利用。

聲音對魚類行為影響之探討

透過以下的實驗,我們假設魚可以經由制約的過程,達到我們預期的研究結果。由數據以及折線圖的結果來判斷-魚可以確切接收到聲音、處裡聲音訊息,並對聲音產生條件反射。預備實驗一、二中,我們所進行的訓練,是為了測試魚是否具備基本的聽力,並觀察魚的行為;在實驗一中,魚對聲音產生適應並熟悉通道,經飼料制約之後可以正確判斷單方向音源;實驗二則是驗證實驗一,證明魚不是聞到、看到飼料或聽到灑下飼料的聲音而游過來;在實驗三中,魚對雙隔板產生適應並熟悉通道,經飼料制約之後可以正確判斷雙方向音源;實驗四為驗證實驗三,證明魚能判斷雙方向音源,同時也證明魚不是聞到、看到飼料或聽到灑下的飼料的聲音而游過來。另外,預備實驗一之後,利用數量較多的魚,證明多數魚也有相同反應,獲得理想的數據。經過長期的實驗過程,我們證實,魚在訓練後可以對聲音產生特定行為。此外,為了了解不同魚種間的音源方向辨認能力,使用了三種不同的魚種,進行外來種與本土種之間能力的比較,同時於大小不同科之間做比較。

「溫度」對蓋斑鬥魚「生殖表現」有何影響?

自2003 年10 月30 日至2004 年1 月20 日止,研究不同溫度對於蓋斑鬥魚生殖表現之影響。自臺北縣水產種苗繁殖場取得40 尾(北縣種苗場字第0930000192 號),將環境溫度設為20、25、30 ℃,每一個處理組,重複四次,每一次實驗,飼養雌、雄魚一對,控制光週期、食物量、密度等變因。結果顯示溫度提高,雄魚吐泡巢次數增加、泡巢間隔時間縮短;雌魚產卵次數增加、卵孵化時間縮短。在應用上,進行復育時可以將雌、雄魚飼養於較高溫度下,提高生殖表現,使其在非繁殖季的冬天可以繁殖下一代,生產更多仔魚。

「蜊」大無窮-文蛤(Meretrix lusoria)生態資料及閉殼肌拉力探討

本研究探討文蛤的生態資料與影響閉殼肌拉力的原因。分組實驗中,分成四組:10g以下(30個)、10-15g(46個)、15-20g(32個)和20g以上(17個)四組,總數128個;臺灣蜆分成兩組,共29個。新鮮度實驗中發現在活活的組別比值(高頻/低頻)均高於死死組別,顯示可從聲音辨識文蛤的新鮮度。拉力實驗中,(1)文蛤的拉力為2117g,臺灣蜆為1368g,影響最大的是蛤肉重量。(2)單位拉力會隨著總重而遞減。(3)蛤肉比例在10-15g有最高比例(18%),臺灣蜆為18.7%。(4)兩物種的蛤肉含水量約為50%。(5)閉殼肌斷裂位置90.7%發生在鈍端,臺灣蜆則接近50%。(6)文蛤閉殼肌平均重量為0.18g(尖)、0.07g(鈍),比值為2.57,臺灣蜆尖端為0.036g,鈍端為0.023g,比值為1.67,顯示一般人認為文蛤閉殼肌兩邊相似是錯誤的。

樹鬚變身-環境刺激對榕樹氣根生長發育、形態發生的影響探討

我們的研究作品「樹鬚變身-環境刺激對榕樹(Ficus microcarpa L.)氣根生長發育、形態發生的影響探討」主要的研究重點在於瞭解榕樹的氣生不定根的形態與結構、生長發育與形態發生的過程,並運用生物及統計方法,分析環境或植物激素刺激對其生長發育與形態發生的影響等。由實驗結果,我們發現:一. 榕樹的「氣根」大部分的解剖構造形態似雙子葉植物莖,但木質部排列卻是外源型(exarch),有別於一般雙子葉植物莖;其末稍有雙子葉植物根構造,但其皮層部分含有葉綠體,和一般雙子葉植物根有所不同。二. 榕樹新生的氣生不定根的萌發,在原有氣根的許多區段皆可發生。在似植莖部分,則髓為其萌發源;在似植根部分,則周鞘為其萌發源。三. 在許多的環境因數中,以土壤溼度、土壤粒子大小與氣根萌發有較密切的關係。四. 植物激素部分,以生長素、乙烯有較為顯著地促進萌發的效果,而離層素則有抑制萌發的能力。

「藻」知如此─ 萊茵衣藻之最佳減碳生長環境

鑑於溫室效應增強,藻類光合作用為減碳可行之道。本研究以萊茵衣藻(Chlamydomonasreinhardtii)為研究材料,期望了解:此藻種最佳生長環境、生物量變化與CO2 吸收、對不同型式碳源的偏好、初始密度的改變對其生長影響和以自然水體大量繁殖之可行性,期使衣藻生長達到最高速率,以吸收最大量CO2。由實驗結果可知衣藻最大OD 值出現在25℃、有震盪的中性環境,以及用CO2 為碳源的環境,而生長曲線的最大斜率則出現在初始OD750= 0.3unit 的處理下。衣藻能夠藉光合作用形成中性脂(高經濟價值脂質);若用此藻種減碳,滿一標準游泳池,平均每天可減少1 公噸CO2。

生物世界數學遊戲—以碎形理論解釋植物的生長形態

芒萁是中低海拔常見優勢種,以往文獻提出的解釋是「適應台灣酸性土壤」,但我們提出另一假說:芒萁的羽狀複葉具有特殊的樹狀碎形生長形態,二分岔疊代循環,使其生長效率提高,具有較佳的生長優勢因而成為地被層優勢種。我們從野外生長形態及模擬生長模式進行驗證。野外調查結果,複葉枝條長度與分岔角度有遞減的趨勢,以降低末端小葉重疊比例而提高光合作用葉面積。軟體模擬結果,最佳生長模式為二分岔3階層且分岔長度比為1.0,分岔角度為100。重複二分岔次數模擬中以3階層效率最好,最差為6階層,此結果與野外生長狀況相符。從野外及模擬資料互相比對後,發現樹狀碎形生長模式能讓能量收支達最佳化,有較佳的生長效率,有助成為優勢種。

探索蟑螂單、複眼在避光反應中的功能

美洲蟑螂(Periplaneta americana)具有兩套視覺輸入的器官,包括對光的敏感度較強的單眼以及由許多小眼組成的複眼。本實驗利用美洲蟑螂的避光行為,探討單、複眼對於蟑螂運動調控的影響。經過暗適應10 分鐘後,在自製的蟑螂逃亡速率測定器中進行實驗,以LED 手電筒作為光刺激,蟑螂經刺激後通過有兩個觀察窗口的廊道,而經由錄影記錄可得蟑螂避光反應的潛伏期、逃亡時的的平均速率、以及通過觀察窗口的瞬時速率,將單、複眼均正常(控制組)以及遮住單眼或複眼的蟑螂進行比較。結果發現,遮住單眼或複眼的蟑螂,其決定要逃亡的潛伏期都比控制組短,且在逃亡的過程中,平均速率都比控制組快。由結果推論阻斷單眼以及複眼的視覺輸入都會抑制蟑螂的遮蔽反應(shade response)而造成逃亡速率與控制組不同,因此單眼以及複眼對於蟑螂運動行為都具有一定調控作用。

植物外遇了—探討植物與電的關係

為了要了解植物體的生長因數是否受電子影響,我們將電子接觸植物體,因而設計了三項實驗。第一組實驗設計是將負靜電接觸大豆的種子為實驗組,而完全不接觸負靜電的為對照組;第二組實驗則用負靜電導入已發芽的種子,也是設計一實驗組和一對照組,實驗組通有負電,對照組則正常種植。實驗三則是用電子流通過九層塔,在實驗組中分為向上的電子流通過植物和向下的電子流通過植物,而完全沒有通電子流的為對照組,並分別測量其蒸散水分的重量。從實驗一和實驗二的結果得知通有負靜電的實驗組,對於其生長都有很顯著的改變,植物因為電子的影響而加速生長。從實驗三的結果可以發現到,通過電子流的植物不見得可以加快它的蒸散作用,依據電子流方向的不同,所得到的結論也不同。在固定時間內電子流向上的蒸散作用較快,電子流向下的蒸散作用較慢。

索命黃絲帶-平原菟絲子的生活史及寄生偏好性探討

本研究觀察平原菟絲子自種子萌芽至成株各階段的形態特徵,研究成株及小苗對十種校園植物的喜好性。根據成功大學廖國?教授2005 年的報告,平原菟絲子的寄生無專一性,但是平原菟絲子有無偏好的寄主?其偏好的寄主有何種生理及形態特徵?研究結果顯示,平原菟絲子四季皆可以開花結果,最適合生長的溫度為23~25℃。完成生活史約需3 個月,一年會有四次果熟期及果熟植株乾枯期。在無寄主的情形下,平原菟絲子的小苗成長最多至13 公分,最長可活20 天;其斷莖及小苗對寄主的喜好性相同,對有氣味、葉綠素含較多及角質層較薄的寄主,形成的吸器多於不具備以上性狀的寄主。平原菟絲子對於不同的寄主,形成的吸器顯微構造也不相同,顯示平原菟絲子對不同的寄主有不同的適應。