核心概念
适应
特征
进化
摘自《国家科学教育标准》：种群和生态系统
引言
你有没有想过蜂鸟和鹰之间的区别？它们都是鸟类，但看起来却截然不同！你认为它们为什么看起来如此不同？
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除了鹰非常大而蜂鸟非常小之外，这两种鸟类还表现出其他差异。以它们的喙为例。鹰的喙非常锋利，可以撕下它所吃的小动物的肉。蜂鸟的喙又长又细，这有助于它伸入花朵中吸食花蜜（一种蜂鸟用作食物的含糖液体）。为什么两种鸟类的喙会有如此大的差异？
今天，我们将探讨在具有不同食物类型的不同环境中，特定的适应性，或身体特征的变化，如何比其他适应性更有益。您将使用常见的家庭用品以及种子、谷物和坚果来模拟鸟类如何使用它们的喙来拾取食物。
背景
当您观察不同的鸟喙时，您会看到一个称为适应的绝佳例子。适应是为执行特定功能而发展出来的特征，使生物体能够在它们的环境中茁壮成长。虽然一种适应性可能对特定环境中的特定物种非常有用，但同样的特征可能对不同环境中的另一个物种无用。
为了理解适应是如何产生的，了解进化的过程会有所帮助。植物、动物和其他生物种群会经过许多代的变化。科学家称这个过程为自然选择。当物种中具有更适应其环境的特征的个体存活时间更长并且生育更多后代时，就会发生自然选择。它们将有益的适应性传递给它们的后代。因此，经过几代，这些适应性特征在种群中变得越来越普遍，直到几乎物种中的所有个体都具有这种适应性。
材料
• 镊子
• 棉签
• 长尾夹
• 几种不同种类的种子、谷物或坚果，它们的尺寸和形状各不相同。最好您有广泛的选择：一些很小的（例如，草籽或蒸粗麦粉），一些中等大小的（黑眼豆或小扁豆），以及一些较大的（杏仁、腰果、核桃或榛子）。
• 带秒针的计时器或时钟
• 盘子
• 纸
• 笔或铅笔
准备
• 用水稍微润湿棉签。
• 摆放三种类型的“喙”（镊子、长尾夹和湿棉签）。
• 将三种不同尺寸的“食物”（小、中、大种子、坚果等）按尺寸分成三堆放在表面上。这三堆将代表不同的食物类型；例如，榛子可能是一只鹰可能会抓住的老鼠，而草籽可能是蜂鸟可能会吃的一小滴花蜜。
• 将空盘子放在触手可及的地方。
• 让人准备好使用计时器为活动计时。
步骤
• 拿起湿棉签。
• 将计时器设置为 10 秒。用“喙”收集尽可能多的大块“食物”，并将食物放入空盘子中。
• 您收集了多少？（在纸上记下这个数字。）
• 将盘子中所有的大块食物放回它们的堆中。
• 保持棉签湿润，对中等尺寸的食物类型重复 10 秒的“喂食”。
• 您可以在盘子中收集多少块食物？在纸上记下这个数字，并将食物放回它们的堆中。
• 现在用湿棉签尝试最小类型的食物 10 秒。
• 您可以将多少块食物放入盘子中？记录这个数字，并小心地将食物放回其堆中。
• 用其他两种类型的喙（长尾夹和镊子）重复这些步骤，并在进行过程中记录结果。
• 哪种喙最擅长觅食哪种食物？
• 如果只有最小的食物可用，环境中哪些鸟类最有可能成功生存和繁殖？是使用镊子“喙”的鸟类、棉签“喙”的鸟类，还是使用长尾夹“喙”的鸟类？如果只有最大的食物类型可用呢？如果鸟类吃的是花蜜而不是种子，镊子“喙”会表现如何？
• 如果一种类型的鸟变得更加常见，不同类型的食物可能会发生什么变化？
继续阅读以了解观察结果、结果和更多资源。
观察和结果
不同的鸟类有非常不同的喙。经过许多代，蜂鸟进化出了又长又细的喙，非常适合伸入开花植物中提取花蜜。另一方面，鹰进化出了可以让它们撕裂肉并吃掉在它们环境中发现的猎物的喙。
这两种类型的鸟是如何进化出它们不同类型的喙的？自然选择和进化通常发生得非常缓慢。对于鹰来说，喙尖锐的个体鸟类能够更好地捕捉和吃掉足够的食物以在它们的环境中生存和繁殖，因此，随着时间的推移，这种特征在鹰种群中变得很常见。早期试图深入花朵中获取营养花蜜的蜂鸟也是如此。
如果环境发生变化，您认为这会如何影响哪些个体能够更好地收集食物、生存和繁殖？这会影响在种群和物种中变得常见的喙的类型吗？著名的科学家查尔斯·达尔文，他撰写了关于进化和自然选择的文章，他的一些想法是基于他对雀科鸟类不同形状的喙的观察，这些雀科鸟类在他看到的几个岛屿上吃各种食物。
当然，适应性不仅限于鸟类和它们的喙。在所有生物体中都可以找到适应性的例子。例如，如果您比较已灭绝的长毛猛犸象的耳朵和非洲象的耳朵，您会发现大象的耳朵要大得多！这是为什么呢？要理解为什么一种生物是现在的样子，您首先必须了解它所生活的环境。大象生活的地方是温暖还是寒冷？长毛猛犸象以前的环境呢？
事实证明，拥有大耳朵会增加大象身体的表面积。人们认为这可能有助于大象在炎热的环境中降温。但是，由于长毛猛犸象生活在较凉爽的环境中，对它们来说，拥有大耳朵还是小耳朵更有益？
有些适应性可能看起来很奇怪。例如，您见过星鼻鼹鼠的照片吗？它生活在黑暗的地下隧道中。它是盲目的，并通过一个大的、肉质的鼻子来感知它的环境，这个鼻子看起来就像一颗星星。凭借这种特殊的敏感嗅觉，星鼻鼹鼠可以在黑暗的地下世界中导航。星形鼻子在有光且容易看到的地面上是一种奇怪的适应性。但是在黑暗的地下隧道中，这个奇特的鼻子是一种非常有用的适应性！
分享您的喙适应性观察和结果！在下方留言或在大众科学的Facebook页面上分享您的照片和反馈。
清理
收起“喙”、种子和其余材料。
更多探索 来自大众科学的《喙、鸣叫和物种形成》 来自大众科学的《达尔文的活遗产——进化论 150 年后》 来自加拿大地球日的 EcoKids 的动物适应游戏
来自 Earth's Kids 的《野生动物》
Bobbie Kalman 著，4-8 岁儿童适读的《动物如何适应？生命科学》
Kristan Lawson 著，9-12 岁儿童适读的《达尔文与儿童进化论：他的生活和想法以及 21 项活动》
接下来……
用迷你陨石制造陨石坑
您需要的物品
• 带边缘的大的浅盘或托盘
• 面粉
• 干布丁粉、干饮料粉或可可粉或另一种不同颜色的粉末
• 圆形坚果、种子和/或小水果（如葡萄干、杏仁、花生仁、樱桃等）
• 筛子或滤网