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生物(生命科學)科

雞屎藤纏繞行為研究

本研究發現,自然狀態下,雞屎藤必須在與水平面夾約4度以上的向上竿子才能纏繞,向下、水平皆不能。匍伏地面生長或懸垂生長一段時間後,也不能纏繞,但其側芽仍有纏繞能力。由定時攝影發現具纏繞能力的芽,在尚未纏繞目標前,會自發性做左旋的旋繞擺盪,我們稱為自旋。由強制右旋實驗,認為向觸性並非單單碰觸,尚須要持續的緊靠方能完成纏繞,而自發性的左旋旋繞行為便提供了緊靠的力量。已纏繞上竿子的雞屎藤,自芽頂算起第4到第5節間有最大生長速度。搜索行為時,幼芽旋繞的角速度幾乎不變,自繞上竿子後,有逐漸下降的趨勢。我們認為與纏繞方向相反的分重力,能強化幼芽自旋,方能表現纏繞行為。如果以旋轉提供方向、大小適當的加速度,則可以使雞屎藤水平纏繞。

空氣清淨機和光觸媒對室內空氣中微生物之滅菌效果

在2003年SARS的衝擊之下,坊間出現了許多聲稱具有抗菌、去污、防塵,甚至消滅病毒效果的產品,例如:光觸媒,空氣清淨機。根據文獻資料顯示,光觸媒可以滅菌,達到清淨空氣的效果,但我們希望能更進一步的經由科學的驗證了解,它們的殺菌功能究竟為何。我們在空氣清靜機的濾網上噴灑光觸媒;另外由於紫外光激發光觸媒的效用較強,我們也同時使用UV 燈照射濾網,作為對照組。我們將實驗分為使用空氣清靜機a.濾網 b. 濾網+UV燈 c.濾網+光觸媒 d.濾網+光觸媒+UV 燈。共有5個採樣點,包括:居家客廳及臥房、實驗室、補習班、辦公室。經培養之後,計數細菌與真菌之種類及數量並分析數據以進行討論與結論。根據實驗所得數據分析,發現:一、空氣清淨機之效能應考慮其使用空間之大小二、整體而言,在空氣清淨機的濾網上噴灑光觸媒,其效果並不顯著優於單純使用空氣清淨機時

「蟑」冠「裡」戴─蟑螂免疫系統之敵我辨識與記憶性等性質的探討

本研究建立蟑螂(Periplaneta americana)之包囊作用(encapsulation)的觀察與測量方法,探討二氧化碳麻醉、植入物表面蛋白分子結構、可逆性與性別等因子,對免疫反應程度的效應,並研究敵我辨識與免疫的記憶性等特性。我們發現當異體的觸角被植入時,蟑螂體內所產生的包囊作用較自體觸角強烈,顯示具有辨識敵我的能力,且不同的生物性與非生物性植入物,所引發之包囊作用的反應程度亦不同。若分別先植入少量自體或異體組織,三日後再比較自體與異體觸角所引發的包囊作用程度,發現自體與異體組織的記憶效應不盡相同,我們證實蟑螂不但具免疫記憶性,且記憶性質具有促進性與抑制性兩種。另外我們也發現,雌蟲的免疫反應會大於雄蟲。

前進陸地!—埔里茭白筍田浮蘚之基礎研究

苔蘚植物被視為首先登陸的植物,但浮蘚卻仍在水中生活,根據我們在形態、構造、生殖方面的觀察,它的各方面都顯示較簡單的形質,且沒有證據顯示有退化的構造,故應屬較原始的種類,即從未真正登陸過,但已有適應陸生的初步策略:如面積較大的假根、裂殖速度較快的現象。而現今浮蘚在分布上相當侷限,可能與環境變遷及人類工業污染有很大的關係。在競爭力上,它不如較高等的水生蕨類、維管束植物,因此更限制它的發展。我們在DNA的親緣分析所建立的演化樹顯示:浮蘚和其他陸生蘚類相比是較原始的物種,和我們的基礎觀察不謀而合。

橘捲葉蚜〈Aphis citricola〉的研究

去年十一月下旬,偶然發現教室外花台裡的大花咸豐草好像生病了,許多枝條和葉子都扭曲了起來。仔細察看了好一會兒,才發現枝修和葉子上滿佈著黃色的蚜蟲。剛好生命科學課正在學習「植物的養分運輸」(上冊第三章第四節),老師說過,就是拜蚜蟲之賜,生物學家才得以分析並了解在植物篩管中運送的物質。這引起了我們研究蚜蟲的興趣,我們很好奇這些毫不起眼的小生物如何覓食?如何繁殖?如何躲避天敵?於是我們展開了以下的研究。

黃金海岸正榕生物與環境交互作用

我們前往離本校12 公里的黃金海岸10 次,以簡單及自製器具,測量正榕防風林「迎風面」和「背風面」16 項生物及環境因子。從源頭因子「風」順流而下,環境影響生物,生物修飾環境,探討各因子關係。結果如圖。上游:「迎風」影響「樹高」,「樹高」又影響「背風」。「樹間距」是更上游因子,擾亂而使「風」與「樹側彎長或角度」的關係不顯著。「風」影響「葉疏密度、蒸發時間、土壤濕度」。中游:「葉疏密度、蒸發時間、溫度、土壤濕度」彼此交互作用。「糞土濕度」受蚯蚓本身吸水影響而與「風」關係不顯著。下游:「葉疏密度、蒸發時間、土壤濕度」分別影響其下游「榕果疏密度、氣孔密度、草覆蓋度」。「溫度、草覆蓋度」影響「螞蟻種類與數量」。

勝敗兵家吾可期-探討蟋蟀之勝者效應及影響蟋蟀打鬥的因子

為了生存,動物之間存在著競爭關係。其中,某些物種會透過打鬥分配有限資源,而打鬥的方式又隨物種不同而有所差異。根據先前研究顯示【1】,打鬥的過程及結果的勝敗,容易受到個體對敵方或自身打鬥能力評估的影響。本研究以黃斑黑蟋蟀作為實驗對象,發現體型差異會改變打鬥的勝敗機率,年齡大小則會影響打鬥的激烈指數及持續時間,故進一步控制上述兩項變因,發現勝者效應會隨時間而消退,並推測其形成強弱會受到是否具有勝利經驗、打鬥經驗及體能耗損的影響。

借酒澆愁愁更愁-探討果蠅求偶被拒絕與其飲酒行為之關聯性

研究指出,公果蠅(drosophila)在求偶的過程中若被母果蠅拒絕,將提升其對酒精的攝取量。此研究結果引起了我們的興趣,本實驗就是在探討被拒絕之公果蠅提升酒精攝食亮的原因。實驗結果顯示:被拒絕的公果蠅是在攝食酒精後才對酒精產生成癮,而非是在拒絕後直接提升對酒精的趨向。也就是說,被拒絕的公果蠅是在酒精在其腦內產生反應後,才產生行為變化。我們也利用基因調控技術控制果蠅分泌NPF的量,探討被母果蠅拒絕的公果蠅的特殊行為是不是受到體內NPF的量變化所致。結果顯示:NPF的缺乏除了會造成公果蠅提升酒精攝取量,還會提升求偶動機。透過實驗結果,我們可以建構一個包含被拒絕與酗酒的行為模型,希望可將研究結果應用於人類與其他模式生物。

探討燈科魚對溫度變化的適應能力

原產於熱帶水域,同屬於燈科類的魚種中-紅蓮燈魚(Paracheriodon axelrodi,圖一) 比日光燈魚(Paracheriodon innesi,圖二)更能適應30℃ ~ 37℃的環境。這兩種魚在生物分類、體型及外表上皆十分相似,然而對溫度適應能力確有顯著的差異。我們認為被高溫誘導出的蛋白質啟動了潛在的保護機制,造成對的高溫耐受性。藉由萃取魚體蛋白,並以一維電泳及二維電泳分析蛋白質表現,可看出紅蓮燈魚與日光燈魚從正常溫度(21℃)到較高溫度(30℃)時皆誘導出蛋白質,但紅蓮燈魚的蛋白質表現量改變較顯著;在相同的溫度下,紅蓮燈魚的蛋白量也比日光燈魚高出許多。接著我們進一步以質譜儀分析,得知這些被誘導出的蛋白質皆與肌肉細胞的運作有關,這些蛋白質維持了魚基本的生命現象。

葉子會變身---異葉水簑衣異形葉初探討

本實驗主要探討具異形葉性的植物-異葉水蓑衣(Hygrophila difformis)異形葉的變化和\r 不同環境因子測定之下的關係,我們利用光度、光質、二氧化碳、交換水陸環境、噴灑Ethephon\r 的不同環境因子來觀察異形葉的變化。我們以水陸生植株的各項特徵(葉形缺刻、葉綠素a/b\r 比值)當作標準值,發現高光度及在水中通入二氧化碳會使植株葉形趨向陸生葉,將水生植株\r 去淹水也得到相同的結果,而將陸生植株淹水在本實驗測定時間(28 天)中並未發現葉形有明顯\r 變化,對陸生葉噴灑Ethephon 使植株產生乙烯,並增加陸生葉氣孔的數量,但在異形葉的形\r 成上並無明顯影響。由本實驗各項結果看來異葉水蓑衣的異形葉的確會因為環境的改變,調整\r 葉形及生理特徵,使其在所處的環境之下能夠達到最好的適應。