中华民国第四十九届中小学科学展览会.docx

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中华民国第四十九届中小学科学展览会

中華民國第四十九屆中小學科學展覽會

作品說明書

類別：

生物

科　　別：

生物

組　　別：

國中組

作品名稱：

蚯蚓的智商

關鍵詞：

蚯蚓、學習、飼養蚯蚓

編號：

摘要：

蚯蚓是否有學習的能力？

它是否可以像其他動物有記憶？

本實驗用鑷子、電擊，來刺激它，促使它走迷宮，並用燈光和黑布來測試它是否有負趨光性，但根據本實驗的結果，它不但沒有明顯負趨光性，而且用電擊和鑷子的訓練，它並沒有如預期般出現學習行為。

1、研究動機

神經系統是動物察覺外界刺激、並做出適當反應的重要系統，從刺絲胞動物門最原始、沒有中樞神經的網狀神經系統，慢慢演化出梯狀神經的扁形動物，還有具有腦部構造的蚯蚓,各體節腹面有神經元集中的地方,稱為神經節，各神經節以索狀的神經與腦相連。

蚯蚓身體的表面充滿觸覺細胞，對觸覺、電刺激都非常敏感，雖然蚯蚓沒有眼睛的構造，但是有感覺細胞偵測光線的刺激，學習行為是根據經驗並學習得來的,所以大腦的發達與否跟動物學習的能力有相當大的關係，曾經有人發現渦蟲可以經過訓練而產生記憶：

若給予渦蟲厭惡刺激，例如：

電擊，渦蟲就會往沒有電擊的方向移動。

我們很好奇的是，蚯蚓的神經系統比渦蟲還要發達，是否蚯蚓可以像渦蟲一樣具有學習、記憶的能力。

除了蚯蚓具有負趨光性之外，其他蚯蚓的行為卻鮮有人描述，所以我們嘗試著是否蚯蚓究竟是否擁有記憶性和學習能力。

2、研究目的

這次的實驗目的是要看看蚯蚓是否擁有學習的能力，以迷宮作為實驗的基礎和工具，再來就是記憶的能力，我們會讓蚯蚓反覆的走迷宮，並觀察他是否還記得路線，也要看看記憶能力和學習能力是否會影響它走迷宮的速度和時間，原本作再生的實驗，並觀察是否還有記憶路線的能力，可是因為時間上的問題，所以無法達成。

3、研究設備及器材

1.蚯蚓45隻

2.飼養箱3個

3.一般土x1/包

4.大兜蟲的培養土x1/包（簡稱大兜土）

5.種花的培養土x1/包

6.塑膠杯

7.迷宮：

膠帶、熱熔膠、塑膠板、吸管

8.解剖器具組x4：

取出夾子，以此作為蚯蚓的引導

9.手電筒

10.電池

13.電線

14.塑膠網

15.相機

4、研究過程或方法

一.飼養蚯蚓

1.到釣魚店去買蚯蚓和寵物店買飼養箱

2.幫每一隻蚯蚓量身長和體重

3.將蚯蚓分成3分，依照身長和體重，並用塑膠杯裝起來

4.分別倒入大兜土（飼養甲蟲幼蟲的土）、一般土、培養土，並用塑膠網罩住

二.迷宮實驗

1.用塑膠板和吸管做兩種T字迷宮

2.讓每一隻蚯蚓走迷宮，並以碼表紀錄時間

3.反覆讓蚯蚓走迷宮並以不同的方式摧使他前進，例如:

手電筒、用夾子戳、電擊

5、研究結果

一.飼養蚯蚓

第一天

培養土45g

大兜土45g

一般土155g

公分（cm）

公克（g）

ＢＭＩ

公分（cm）

公克（g）

ＢＭＩ

公分（cm）

公克（g）

ＢＭＩ

1

11.5

1.23

0.093

1

11

1.4

0.116

1

12

1.63

0.113

2

12

1.06

0.074

2

10

2.07

0.207

2

13.5

1.32

0.072

3

9

1.15

0.142

3

13

1.62

0.096

3

8.5

1.28

0.177

4

10.5

1.05

0.095

4

8

0.65

0.102

4

7

1.63

0.333

5

12.5

2.04

0.131

5

7.5

1.11

0.197

5

7.5

1.46

0.26

6

13

2.19

0.130

6

10.5

1.69

0.153

6

13

2.75

0.163

第三天

培養土45g

大兜土45g

一般土155g

公分（cm）

公克（g）

ＢＭＩ

公分（cm）

公克（g）

ＢＭＩ

公分（cm）

公克（g）

ＢＭＩ

1

12

1.14

0.079

1

死

1

14

2.21

0.113

2

10

10.7

1.07

2

死

2

17

1.61

0.056

3

失蹤

3

14

1.71

0.087

3

15

1.81

0.08

4

12

13.5

0.938

4

失蹤

4

13

2.03

0.12

5

17

2.39

0.083

5

11

1.28

0.106

5

11

1.49

0.123

6

16

2.74

0.107

6

失蹤

6

17

2.86

0.099

第四天

培養土45g

大兜土45g

一般土155g

公分（cm）

公克（g）

ＢＭＩ

公分（cm）

公克（g）

ＢＭＩ

公分（cm）

公克（g）

ＢＭＩ

1

失蹤

1

死

1

失蹤

2

2.13

1.25

2.755

2

死

2

14

2.19

0.112

3

失蹤

3

15

1.95

0.087

3

失蹤

4

4.12

1.31

0.772

4

失蹤

4

13

1.77

0.105

5

5.15

2.56

0.965

5

失蹤

5

8

1.9

0.297

6

6.19

2.74

0.715

6

無紀錄

6

16

2.48

0.097

第五天

培養土45g

大兜土45g（死或失蹤）

一般土155g

公分（cm）

公克（g）

ＢＭＩ

公分（cm）

公克（g）

ＢＭＩ

公分（cm）

公克（g）

ＢＭＩ

1

無紀錄

1

無紀錄

1

無紀錄

2

13

1.23

0.073

2

無紀錄

2

13

2.3

0.136

3

無紀錄

3

無紀錄

3

無紀錄

4

12

1.35

0.094

4

無紀錄

4

11

1.9

0.157

5

15

2.7

0.12

5

無紀錄

5

9

1.2

0.148

6

19

2.4

0.066

6

無紀錄

6

11

2.8

0.231

二.迷宮實驗

（1）塑膠板製成的迷宮：

用鑷子刺激蚯蚓走迷宮

實驗裝置圖：

尺約為15cm長

（1）大兜土飼養，蚯蚓5：

走塑膠板迷宮花的時間為47分55秒

（2）培養土飼養，蚯蚓2：

走塑膠板迷宮花的時間為23分22秒

（3）一般土飼養，蚯蚓6：

走塑膠板迷宮花的時間為29分14秒

（4）用培養土飼養，蚯蚓6

第一次第二次第三次

（2）吸管做的迷宮：

實驗裝置如下，用吸管組成T型迷宮，左右分別用手電筒照光、用黑布蓋著、或用電刺激蚯蚓（尺約為15cm長）

1.蚯蚓編號二（用電池座電擊）

第一次

第二次

第三次

第四次

第五次

第六次

頭到達的時間

3:

37

2:

18

2:

49

2:

08

6:

34

5:

07

全身到達的時間

4:

27

3:

01

3:

43

4:

14

8:

14

6:

23

2.蚯蚓編號三（用手電筒）

第一次

第二次

第三次

第四次

第五次

第六次

第七次

第八次

燈的方向

右

右

右

右

右

右

右

右

牠走的方向

右

右

右

右

左

左

左

右

3.蚯蚓編號一（用黑布和手電筒）

第一次

第二次

第三次

第四次

第五次

第六次

第七次

第八次

第九次

第十次

燈的方向

右

左

左

右

不用燈

右

右

右

左

右

黑布的方向

左

右

右

左

不用黑布

左

左

左

右

左

牠走的方向

右

右

右

右

右

左

左

左

左

右

（第十次時受傷）

6、討論

1.飼養蚯蚓

不同環境的成長曲線圖

結果：

只剩下蚯蚓二和蚯蚓五，其他的蚯蚓不明原因失蹤。

綜合結果：

1.在用大兜土養的蚯蚓死亡、失蹤的機率高：

一開始我們用大兜土養的時候，當我們將蚯蚓放在大兜的土時，它好像不太願意往土裡鑽，一直想鑽過網出來，因為大兜土透氣性較高，它的溼度很難掌控，所以我們只好放棄使用大兜的土來養蚯蚓。

2.一般土內的蚯蚓有顏色變化，但培養土和大兜土裡的蚯蚓沒有什麼明顯的變化：

我們的觀察發現，在一般土裡生長的蚯蚓他們的活動力較強，身體有些為偏黑色，比起大兜的土和培養土，一般土內的蚯蚓他們的身高或體重大多都有增高或增重的趨向，或許是和他們之前的生活環境相符，也有可能是一般的土裡營養成分才可供蚯蚓生長，因為培養土和大兜的土都是經過處理的，無法完全的使蚯蚓生長，才造成這樣的差異。

二.迷宮實驗

1.塑膠板迷宮：

（1）在第二次時發現它走的較快了，也懂得該如何走，一放下去就往前走，但往往會走錯方向無法訓練它，也無法得知它是否有記憶。

（2）而在走迷宮的過程中，如果蚯蚓有轉向或停止的行為時，我們會以夾子作為引導和控制的器具，但因時間花的太長，而且以夾子控制會使實驗不準確，所以在之後的實驗中，我們會以手電筒來使它前進，利用蚯蚓懼光的習性，所以使用手電筒可能可以更加有效率，也可以使實驗更加準確。

2.吸管迷宮：

（1）電擊

蚯蚓編號二電擊走迷宮所花時間

結果：

第一次訓練的時間和第二次的相比有較快速，明顯的有進步，再第三次的時間較久是因為，它會猶豫，大多數一開始是往右走，之後回頭往電擊的方向走，都要被電到後才會回頭（第九次時一受到電刺激就馬上掉頭往正確的方向走），但到第五次後速度明顯減慢，初步猜測是被電累了或暈，但因為它要被電過後才會回頭的次數過半，猜測它是無法訓練的。

（2）蚯蚓編號三（用手電筒）：

蚯蚓三號它也是偏向右，則燈都只固定在右邊，其中有第一次、第二次、第三次、第四次、第八次它都走右邊，它卻和蚯蚓一號不相同，他趨光的機率較高。

（3）蚯蚓編號一（用黑布和手電筒）：

蚯蚓一號它的實驗下來它其實並沒有明顯的具有負趨光性，實驗中有五次它往黑布方向走，但第五次並無用任何東西測試，卻發現它往右走，然而若不講負趨光性這個問題時，它往右走的次數居多，或許它喜歡往右走，或者可以說它是隨意走的。

7、結論

1、用一般土養的蚯蚓成長的較為快速。

2、蚯蚓它對於光的刺激並不明顯，不像一般我們常說蚯蚓具有負趨光性，且無論有燈無燈或黑布，蚯蚓較堅持往它自己喜歡的方向（往右邊）走。

3、用電擊刺激蚯蚓的時候，一碰到它們，蚯蚓就馬上就會往反方向走，顯示蚯蚓十分厭惡電擊。

8、參考資料及其他

1.蚯蚓的基本資料。

台灣蚯蚓資料庫。

取自http:

//earthworm.zo.ntu.edu.tw/earthworm/basics/physiology/phy_nerve/phy_nerve.htm

2.趙大衛。

98年2月。

腦與脊髓。

高三下選修生物。

翰林出版社。

3.趙大衛。

98年2月。

學習與行為。

高三下選修生物。

翰林出版社。