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生物(生命科學)科

「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。

「嘴」大「顎」極,飢要擇食-水蠆覓食策略探討

本實驗主要目的是以行為生態學的觀點來探討烏點晏蜓(Anax guttatus)水蠆的攻擊發動之條件,以及面對獵物採取的捕食策略。本實驗結果發現,水蠆發動攻擊的起因與獵物的大小及距離均呈負相關。而發動攻擊的範圍多在下唇顎所及之處,支持水蠆為伏擊型獵食者(sit andwaiting predator)。面對不同大小獵物時會有所選擇,因為極小或極大的獵物難以捕食,且在捕獵大獵物會消耗較多時間成本,所以水蠆會在獵食風險(失敗、受傷、時間成本)及獲益(能量)之間取得平衡。當水蠆面對獵物密度高低不同的環境,會因水蠆體型大小出現積極、保守、消極的不同策略。綜合以上實驗結果,水蠆在捕食行為上能做最適的權衡(trade off),選擇以最低的風險與成本獲得最高能量,為生態中最佳捕食者之一。

「色香味俱全」-探討果蠅對不同水果喜好的原因

根據前人實驗研究及文獻記載證明果蠅具有視覺及嗅覺,且能分辨不同顏色及氣味。我們想了解不同水果吸引果蠅的原因是否和顏色、氣味或甜度有關。結果顯示果蠅對紅色、黃色有所偏好,這也顯現在其所喜歡的水果上面,例如草莓、橘子、香蕉。使用人工香料做實驗,我們發現果蠅能感知的濃度為百分之一,且果蠅最喜歡草莓香料,果蠅可將水果氣味及其外觀顏色產生記憶。探究果蠅對不同甜度的喜好時,得知高濃度(1M)的蔗糖溶液及高甜度的水果(香蕉)皆較吸引果蠅,可見甜度會影響果蠅對不同水果的喜好,且甜度與氣味對果蠅的吸引具有加成效果。綜合上述結果,得知顏色、氣味及甜度皆會影響果蠅對不同水果的喜好;不同水果吸引果蠅的因素不盡相同。

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。

親愛的,微生物把保麗龍分解了!

保麗龍是環境中不易分解的汙染物,本實驗將自大麥蟲腸道、麵包蟲腸道、土壤與有機堆肥分離出十三株具有分解保麗龍潛力菌株(ZM1, ZM2, ZM3, TM1, TM2, TM3, S1, S2, S3, S4, OF1, OF2及OF3)進行分解保麗龍測試。試驗結果顯示,液體培養中,靜置培養以菌株TM3有最好分解效果;震盪培養以T all及OF2有最好分解效果。而固體培養中,無法看見保麗龍明顯分解。進一步,將保麗龍拿出利用結晶紫染色,確認菌株附著在保麗龍上。同時將菌株撒入模擬環境中,觀察保麗龍分解情形,結果土壤添加有機肥環境較適合分解保麗龍,其中以菌株組合(S/OF)分解效果最為顯著(P < 0.05)。最後進行菌種鑑定,所分離出具有分解保麗龍潛力菌屬,主要分為八個屬,分別為Bacillus (ZM2), Citrobacter(OF1), Myroides(S4), Ochrobactrum(S1, S3及OF3), Proteus(ZM3及TM2) , Providencia(S2), Pseudomonas(TM3及OF2)及Rhodococcus (TM1及ZM1) 屬。

滿江紅複合群之分類研究

採集滿江紅複合群,從外觀形態觀察、葉片與根長測量和DNA 序列比對,將所採集的三型滿江紅做分類。其中三角形和橢圓形滿江紅在數種外觀形態上部分相似、部分不同,而經過trnG1F-trnR22R、rps5-trnSR、trnL-trnF 三段葉綠體DNA序列比對後,確認此兩型滿江紅為同種,皆屬滿江紅 (Azolla pinnata)。而日本滿江紅不僅在數種外觀型態上與滿江紅有明顯差異,其三段DNA 序列分析更有約20%的變異,因此證明兩者為不同種。最後將實驗中的序列貼至網路上比對,發現日本滿江紅 (Azolla japonica) 與Azolla mexicana 相似度達100%,並與美洲種的四種滿江紅也有94% 以上的相似度。參考日本、美洲種滿江紅相關書籍與圖鑑,及親緣關係鑑定的論文後,推論日本滿江紅的親緣關係與美洲種滿江紅較相近,極有可能是由美洲傳至日本的外來種。

食在驚人-樹居舉尾蟻之覓食策略

樹居舉尾蟻(Crematogasterrogenhoferi)是台灣常見的樹棲性螞蟻,擁有完整社會結構的牠們必須有系統地分工、特別是有效率地尋覓食物以維持整個族群生存。過去文獻已提出螞蟻會用費洛蒙留下覓食記號,卻少有針對他們的覓食策略提出探討,故本實驗設計諸多模型欲探討舉尾蟻的覓食行為。我們嘗試以糖水或含糖水果餵養整個舉尾蟻巢,發現牠們不僅喜愛且會選擇最短路徑以到達食物源,並對食物源的位置有一定時間內的記憶性,實驗顯示可能是藉由空間物像、食物源顏色、地磁方向、重力方向與食物氣味等輔助記憶;一旦覓食過程遇到障礙時,舉尾蟻會彼此通知並嘗試突破障礙繼續前進。在面對不同覓食狀況的刺激時,舉尾蟻的反應竟充滿我們意想不到的智慧,值得未來繼續鑽研與探究。

帽子戲法-台灣四種鳳仙花花朵構造與授粉昆蟲之觀察

:台灣共有四種鳳仙花科植物,棣慕華鳳仙花;黃花鳳仙花;紫花鳳仙花為特有種,另一為入侵種的非洲鳳仙花。台灣原生的鳳仙花花朵形成圓筒形並具有長花距,雄蕊聯合形成帽子將雌蕊蓋住以防止自花授粉,白天主要授粉者皆為黃色熊蜂(Bombusflavescens F. Smith),花朵套袋以及自花授粉發現黃花、紫花鳳仙花皆無法結果,對於授粉蜂具有高度依賴性,棣慕華鳳仙花則具有很高的自花授粉能力,對授粉蜂的依賴性較黃花、紫花鳳仙花為低。三種鳳仙花花朵長度、寬度與花距長度皆與黃色熊蜂體長、體寬及口器長度高度相關,推測台灣三種鳳仙花經長期演化,形成授粉高度專一化的現象。非洲鳳仙花花朵平展並具花距,可提供大型昆蟲停留。雄蕊同樣聯合將雌蕊蓋住以防止自花授粉,經套袋隔絕授粉者發現對於對於授粉昆蟲具有高度依賴性,授粉昆蟲隨海拔高度、地區而有所不同,其授粉昆蟲非常多樣,具有較高的環境適應性。

笠螺!我要出力〝囉〞!

在東海岸沿線我們觀察到對阿美族而言,東海岸擁有的笠螺類,是阿美族人最常食用美食。其數量似乎一年四季皆有,但查閱文獻所記載之資料卻相當稀少甚至沒有。是以我們想瞭解笠螺類在東海岸沿線分佈的情形為何?種類?與環境條件的關係?於是我們將東海岸沿線分成 13 個點(都歷、東河、都蘭、郡界、富山、珈路蘭、台東、知本、太麻里、金崙、大溪、大武、尚武)作數量、種類的調查,並進一步探究水質、岩石、海水鹽度和人為因素對笠螺分布的影響,最後再從笠螺的吸附力做深入的觀察。笠螺科原生種大約有 85 種,而台灣主要分布於台灣北海岸、蘭嶼、綠島、澎湖、台東、花蓮一帶岩礁海岸。其中海岸分布的笠螺種類大約有 6 種,分別為:花笠螺 松葉笠螺 龜甲笠螺斗笠螺 多邊形笠螺 星笠螺