【科展解析】精密的建築師—蠶

 

回想起國小三、四年級養蠶寶寶的經驗：蝴蝶不會結繭，直接化蛹，蠶則會吐絲結繭，然後在繭中化蛹，到底蠶為什麼會結繭？而除了橢圓形的繭之外，蠶寶寶還能結出什麼特殊形狀的繭呢?

 

【X博士摘要說明】

1. 觀察蠶的正常結繭情況。


2. 探討不同角度的空間變化條件對蠶結繭的影響及限制。


3. 了解空間條件對蠶結繭的影響。

 

第 49 屆生物科作品

題目：精密的建築師—蠶

作者：臺北市大安區龍安國民小學的同學們

 

【摘要(原文)】

本研究旨在了解蠶於結繭時對於「角度」、「大小」、及「形狀」等空間因素的反應與掌握。我們用西卡紙製造 90˚到 180˚的角度及不同大小的正方體、角錐、圓錐、圓柱、長方體等相異的結繭空間讓蠶結繭，結果發現：結繭空間大於繭體時，角度因素會有決定性的影響，空間越平緩越難結出形狀正常的繭，特別是空間角度大於 145˚時，蠶都無法正常結繭，蛹會裸露於平面繭上的開放空間；而結繭空間小於正常繭體時，繭的形狀則會和結繭空間緊密相合，所以就可以結出我們想要的形狀。當多隻蠶共處於同一個空間：空間大時，蠶會各自結繭，但如果空間小且蠶隻結繭速度相同，蠶就會選擇共結一繭。這些實驗讓我們發現蠶好似一位精密的建築師，具有精準掌握角度、空間大小及形狀的能力。

 

【X博士步驟說明】

●正常環境下的結繭過程

   

 

●觀察不同角度結繭的情況

   

夾角超過145度就不適合蠶寶寶結繭，當角度太大難結繭時，蠶花在找角落吐結構絲的時間會增加，而且往往成旋渦狀。

 

●觀察不同空間結繭的情況

   

當空間小於正常的繭時，蠶會沿著壁面吐絲， 結出一個與模型相似的繭，當空間較大且可容納一個繭時，蠶會選擇一個小角落結繭，而且會以此空間內最長的直線距離結繭。

 

●觀察多隻蠶寶寶結繭的情況

   

如果空間比較小就會結成一個繭，如果空間太大蠶就會各自結繭。

 

數據分析與結論

蠶結繭是為了在羽化期間、蛹體毫無反抗餘地的時候，以堅韌的繭確保自己的生命 安全。而其結繭影響因素主要有角度、空間大小、形狀等。蠶能利用結構絲來探知角度和空間大小，但當條件不利於正常結繭時，蠶會結成一個形狀不正常的繭以保護蛹。在角度過大無法結成圓形繭時，蛹體雖將裸露，蠶仍會將絲吐盡。

 

以下是評審給的評語

   

 

【X博士評語】

一隻蠶所吐的絲長度最長可以到1500公尺，而角度、空間，甚至陽光都會影響蠶寶寶結繭的方式。而蠶寶寶為了固定好自己的繭，一開始吐絲的時候會先吐出結構絲，而此作品從不同的空間探討了蠶結繭的方式，發現蠶在吐絲的時候就有一套最佳建築的模式。就算角度超過90度，依然可以屹立不搖的固定好自己的蠶繭並且萬分堅固，可以說非常的厲害!!!