動物學

線蚓(Enchytraeus sp.)與蚯蚓同屬於環節動物門，具有很強的再生能力。Hedgehog(Hh)基因在兩側對稱動物中對體節發育有重要的調控作用，而先前研究中已發現線蚓體內的Hh基因序列，所以本研究希望利用調控線蚓體內Hh基因的表現，探討Hh基因在環節動物生長與再生中的功能。 本實驗首次嘗試將RNAi技術應用在線蚓上。將線蚓浸泡在含有Enc-Hh的dsRNA溶液中以操作RNAi。利用免疫螢光染色法發現Hh基因受到抑制後，線蚓新生體節神經的連接不完整，顯示Hh基因與神經發育有相關性。由於線蚓快速的再生速度、飼養容易、構造簡單及身體透明且方便染色觀察，透過線蚓RNAi技術的建立，除了能進一步探討Hh基因功能外，也希望提供再生研究時的另一種選擇方式。

The increased sensitivity of aquatic organisms to the effects of EMF has been proven by numerous experimental studies. It has been repeatedly noted that exposure to EMF of certain frequencies and intensities leads to disruption of physiological functions, orientation in time and space, changes in the behavior of organisms, suppression of motor activity. Other ranges of electromagnetic radiation, on the contrary, can cause the effects of increased regeneration, growth rate and survival. In connection with these trends, the purpose of our research is to analyze the effects of the influence of electromagnetic radiation of extremely high frequency on the development of the Xenopus laevis and the regeneration of newts and planarians

透過文獻探討已知高血壓會引起腦發炎，導致腦功能受損。研究結果也顯示運動能增進腦部功能。因此，在此實驗中，我們想要探討高血壓引起的腦發炎和功能退化等問題能否透過運動改善。將鼠分為 2K1C 手術誘發高血壓組(2K1C)及沒有高血壓(Sham)的對照組，並再各分為運動組(Sham-EX、2K1C-Ex)和不運動組(Sham、2K1C)。小鼠腦部切片中微小膠細胞數量顯示 2K1C 的小鼠組別腦發炎最為嚴重，且 HE 染色發現一樣為 2K1C 小鼠組別的神經細胞數目最少。接著我們以莫里斯水迷宮測試小鼠學習、記憶功能，結果 Sham-Ex 及 2K1C- Ex 尋獲平台時間皆有減少趨勢，而 2K1C 尋獲平台花費最長時間，顯示運動確實可以減緩高血壓造成的腦功能受損。

本研究藉由觀察及設計掉落式陷阱分析校園內螞蟻生物多樣性，發現校園螞蟻種類多達12種，而其中「新皺家蟻」經專家鑑定為全臺新記錄，而其特徵與同屬螞蟻不同處為觸角節數，「新皺家蟻」為11節，其餘皆為12節；而前伸腹節刺與同屬蟻種均不相同，「新皺家蟻」及日本皺家蟻皆為一巢多后制，前者依營養需求轉換進食對象，後者偏好肉類蛋白質。在養殖時發現其反抗能力相對於同屬蟻種差，且工蟻大多時候都在偷懶，深入探討後發現牠們是在等待任務，但當積極工蟻疲勞時或危急情況發生時，承當替補或應對者。由於偷懶工蟻在特定情況下變得積極，故以「行為次數」進行分析比「偷懶工蟻比例」更能呈現工蟻的偷懶程度，新皺家蟻偷懶行為發生率約84％，偷懶工蟻比例約40％。工蟻越接近死亡越不偷懶，但偷懶行為不受族群組成影響。而雄、雌蟻只負責延續族群。

溫室氣體產生造成環境變遷，使得水質酸化，進而影響生態系統。生存在水中的魚類，為了適應水質的酸化，他們的生理上必定有一些變化。為了找出魚類適應酸化環境所做出的改變，我們選擇以斑馬魚及青鱂魚做為實驗動物以研究水質酸化對於其代謝之影響，分析其中與能量代謝及合成相關的器官，包含消耗大量能量的以維持酸鹼平衡的鰓、能量供應相關的肝臟和肌肉。綜合即時聚合酶連鎖反應及免疫螢光染色的結果，我們發現斑馬魚在面對酸性環境下時醣類代謝的情形是有改變的，肝臟內肝醣分解及糖質新生的效率提升，且鰓部位醣類代謝效率提升，推測是運送葡萄糖給鰓部位進行排酸代謝，其鰓部位細胞內的酵素也因此出現了細胞分工的現象。而青鱂魚在面對酸性環境下時，透過肝醣分解提供更多的葡萄糖進行糖解作用，同時抑制了糖質新生反應效率，推測其演化出了高效率的排酸方法。相較於斑馬魚，青鱂魚醣類代謝不會產生過多的能量，也意味著青鱂魚能量使用效率有提升。

搖蚊幼蟲棲息於暫時性水域，面臨乾旱、暴雨和天敵等逆境。本研究探討其與斑蚊的互動及逆境下的行為和基因表現。田野調查觀察到搖蚊的棲地常有其他蚊蟲共存。使用線翅搖蚊進行實驗，發現蚊蟲偏好於搖蚊棲地水產卵，次世代定序 (NGS) 顯示線翅搖蚊幼蟲優勢腸胃菌為 Novispirillum sp.；幼蟲競爭中，白線斑蚊優先捕食搖蚊；生長於搖蚊棲地水使白線斑蚊延遲化蛹，且羽化之成蟲多為雄性。搖蚊幼蟲築繭巢固定及禦敵，低水位、土砂和高溫會促進築巢，低溫則會降低搖蚊的存活率。光照使黏液繭中的搖蚊幼蟲 hsp 表現量增加，令土繭中幼蟲大量表現血紅蛋白；溫度上升則使幼蟲血紅蛋白表現增加。本研究顯示，搖蚊族群在氣候變遷下可能的存活策略。未來可以針對搖蚊腸道菌挑選吸引蚊蟲之菌種，評估應用生態友善管理淡水域棲地及病媒生物防治。

獵食關係(predator-prey interaction)普遍存在於自然界中，本研究欲以線蟲與線蟲捕捉菌(nematode trapping fungi, NTF)做為探討獵食關係的分子模型，進一步了解獵食者與獵物的共同演化關係。依此，本研究設計了適性實驗以了解線蟲在線蟲捕捉菌獵食壓力下，其母體或子代行為與適應性變化。本研究發現，當暴露於線蟲捕捉菌所分泌的吸引性氣味分子MMB，線蟲會降低其生長速率；而線蟲在被線蟲捕捉菌捕捉後，子代對線蟲捕捉菌與MMB之趨化性顯著降低，並可能透過piRNA路徑遺傳此行為改變，影響三個世代，藉此增加族群的適應性。本研究未來會進一步了解線蟲適應行為改變的分子機制，並希望能藉此系統增進對獵食者-獵物交互作用的了解。

本研究是評估大生熊蟲( Macrobiotus sp.)檢測小白菜混合化學壓力的應用潛能。目前已建立大生熊蟲檢測實際環境化學壓力方法，若以正常活動樣本檢測化學壓力需24小時獲得結果；但乾燥隱生樣本則能在2小時內獲得檢測結果，每週檢測1次，至少可重複6次檢測，所以隱生大生熊蟲最適合在符合生物倫理準則之下檢測化學壓力。 探討大生熊蟲檢測實際化學壓力時耐受機制，發現大生熊蟲在小白菜萃取液隱生時，其100、50與40~50 kDa蛋白質單體表現量顯著增加，另外自乾燥隱生恢復活動時40~50 kDa單體表現量亦顯著提升，未來將以LC MS/MS分析其蛋白質種類與功能。藉由加熱實驗的總抗氧化能力數據確認大生熊蟲能以酵素與非酵素抗氧化系統對抗實際化學壓力，未來將探討對抗常見抗氧化物質的單一酵素活性。目前尚未成功分析大生熊蟲常見抗氧化基因表現量，本研究會持續改良設計出合適的primer與目標基因黏合，分析表現量。檢測其脂質含量則發現，大生熊蟲在實際化學壓力下隱生、乾燥隱生以及自隱生恢復活動階段體內脂質含量顯著增加。

習得性無助是個體經多次追求獎賞或逃離困境失敗後產生的一種消極行為表現。習得性無助的行為研究雖多，但對其神經機制的研究卻甚少。 本研究發現273,cha-Gal80>CsC-mCh是適合光遺傳學訓練的果蠅殖系。在白光點獎賞記憶訓練中，使273,cha-Gal80>CsC-mCh果蠅學會白光點視覺訊號代表著獎賞，並發現其白光獎賞記憶能持續7分鐘以上但未達10分鐘。藉已建立白光視覺訊號與獎賞連結的273,cha-Gal80>CsC-mCh，發現重複追求獎賞失敗的實驗組，相較於持續接受獎賞與完成獎賞記憶訓練而無任何操作的對照組，明顯表現習得性無助，本研究亦發現習得性無助個體也表現了活動力、覓食表現及攝食動機的下降。 本研究成功建立高成效的果蠅成蟲光遺傳學習得性無助訓練，並針對果蠅成蟲的習得性無助行為表現進行完整的研究，未來期望本於此訓練方式進行特定腦區、神經群和神經傳遞物之探究，建構果蠅習得性無助的神經網路機制。

動物的移動過程並非連續，而是呈現經常性行走與停頓的「間歇性運動」，停頓頻率依物種而異。前人研究發現，間歇性運動可助動物恢復體力、增加對環境的感知、及減少被天敵的測知。蚤蠅是已知展現間歇性運動的動物中停頓頻率最高的類群之一，基於前人研究，我們推測蚤蠅可透過間歇停頓來達到更好的運動表現。為探討蚤蠅的高頻率間歇性運動，本研究運用高速攝影機，以每秒960幀的速率來拍攝腐肉蚤蠅、蟻客蚤蠅、及有翅蚤蠅的間歇性運動行為。數據分析結果顯示，所有蚤蠅的停頓時長與下一步的移動距離、移動時長、平均移動速率呈低度相關。藉由測量每次移動路徑方向的轉動角度，並進行種間比較，發現間歇性運動可透過增加轉角或頻率，來增加路徑的多變性。最後，當天敵存在時，蟻客蚤蠅的間歇性運動移動時長增加，頻率下降，或可減少被捕食的機會。