核心概念
动物
捕食者
猎物
伪装
引言
你有没有想过狼、狮子和鹰等捕食者是如何找到猎物的?动物如何才能避免成为捕食者的晚餐?为了生存,一些动物利用伪装,以便更好地融入周围环境。在这个科学活动中,你将成为饥饿的捕食者,你将狩猎不同颜色的糖果。但这可能不像听起来那么容易——你的一些猎物将被它们的栖息地伪装起来。它们能躲过你的魔爪吗?为了找到答案,先培养一下食欲,然后去狩猎剩下的糖果吧!
背景
大自然可能是残酷的。在动物世界里,如果你不是猎人,那么你很可能就是被猎的对象。(有时你既是猎人又是猎物。)动物们会做些什么来避免被吃掉呢?一些动物进化出了防御机制(如豪猪的刺或犰狳的盔甲)、身体上令人厌恶的味道,甚至毒液。这种动物进化出生存策略的模式发生,归功于适应——这是进化的一种机制。
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动物避免被捕食者吃掉的一种常见方法是利用一种称为伪装的适应性,伪装是指动物身上的一组颜色或标记,帮助它们融入周围环境或栖息地,防止它们被识别为潜在的猎物。这增加了它们的生存机会。不同的动物需要适应不同的栖息地,动物们通过各种有趣的方式利用伪装进行适应。例如,螽斯通常生活在绿叶树上,许多螽斯已经适应了这种栖息地,进化出了绿色的、像叶子一样的身体。这有助于它们躲避鸟类等捕食者,鸟类可能会把它们误认为是不那么美味的叶子。另一方面,一些章鱼物种经常在色彩缤纷的珊瑚礁上改变栖息地,并进化出一种改变皮肤以匹配周围环境的方式。
材料
• 六个塑料袋
• 普通 M&Ms 巧克力豆,每种颜色至少 10 颗(可能需要至少两包 1.69 盎司的包装。)
• 彩虹糖,每种颜色至少 60 颗(可能需要至少一包 16 盎司的包装。)
• 金属馅饼盘或结实的纸盘
• 定时器或秒表
• 两到四名自愿“捕食者”,他们愿意吞食一些 M&Ms 巧克力豆
准备工作
• 数出并放入每种颜色 10 颗 M&Ms 巧克力豆到一个塑料袋中。这意味着你应该有一个塑料袋,里面装有 10 颗黄色、10 颗蓝色、10 颗绿色、10 颗棕色、10 颗红色和 10 颗橙色 M&Ms 糖果(总共 60 颗糖果在一个袋子里)。
• 数出并放入每种颜色 60 颗彩虹糖到各自的袋子里(制作五个独立的袋子,每个袋子包含一种单独的颜色)。这意味着你应该有一个塑料袋装有 60 颗橙色彩虹糖,一个装有 60 颗黄色糖果,一个装有 60 颗绿色糖果,一个装有 60 颗红色糖果,还有一个装有 60 颗紫色彩虹糖。如果时间不够,你可以跳过准备其中一两个袋子。
步骤
• 向你的两到四名自愿“捕食者”解释,他们应该假装是饥饿的、以 M&Ms 为食的鸟类。他们应该用他们的食指和拇指做一个“鸟喙”来收集 M&Ms 巧克力豆。解释说他们将有 20 秒的时间用他们的鸟喙快速捡起 M&Ms 巧克力豆并放入他们的另一只手。为了鼓励志愿者们快速行动,告诉他们,当他们完成活动后,他们可以吃掉和他们捡起的糖果数量相同的糖果。但是他们不应该在你们完成活动之前吃糖果。
• 还要告诉志愿者们,他们应该避免捡起任何彩虹糖,因为彩虹糖会让 M&Ms 鸟生病。M&Ms 是它们的猎物,而彩虹糖代表 M&Ms 生活的栖息地——并试图用作伪装。你认为彩虹糖栖息地将如何伪装不同颜色的 M&Ms 猎物?
• 在解释完这些规则后,将一袋准备好的彩虹糖倒入金属馅饼盘或结实的纸盘中。混入准备好的那袋 M&Ms 巧克力豆。将馅饼盘放在你的 M&Ms 鸟志愿者小组的中间。确保每个人都能拿到馅饼盘。在你的馅饼盘中,哪种 M&Ms 巧克力豆的伪装效果最好?
• 将你的计时器设置为 20 秒。说“开始!”并启动计时器。当计时器发出哔哔声时,确保每个人都停止捡起 M&Ms 巧克力豆。
• 数出每个人收集的每种 M&Ms 巧克力豆的颜色数量。还要数出捡起的任何彩虹糖。哪种 M&Ms 巧克力豆颜色是最少被捡起的?你认为这与伪装有什么关系?
• 将所有 M&Ms 巧克力豆放回你准备它们的袋子里(包括人们捡起的 M&Ms 巧克力豆)。移除你用作栖息地的彩虹糖(通过将它们从馅饼盘中倒出)。
• 使用其他准备好的彩虹糖袋重复 20 秒的 M&Ms 狩猎,直到你用每种彩虹糖栖息地(分别地)测试过 M&Ms 巧克力豆。对于每种彩虹糖栖息地,哪种 M&Ms 巧克力豆颜色是最少被捡起的?你能解释一下这与伪装有什么关系吗?
• 额外活动:适应和进化发生在几代人的时间里。尝试通过选择一种颜色的彩虹糖栖息地,并将你准备好的那袋 M&Ms 巧克力豆与它混合在馅饼盘中来测试这一点。在 20 秒的 M&Ms 捕食轮次之后,如本活动中所述,将剩余的 M&Ms 巧克力豆的数量翻倍,方法是为每种剩余的 M&Ms 巧克力豆添加一颗颜色匹配的 M&Ms 巧克力豆。例如,如果有四颗红色和两颗棕色 M&Ms 巧克力豆,那么再添加四颗红色和两颗棕色 M&Ms 巧克力豆。然后重复另一轮捕食。需要多少轮才能移除所有一种颜色的 M&Ms 巧克力豆?
• 额外活动:找到不同伪装动物的图片,例如看起来像树枝上的叶子的螽斯,或者融入周围环境的章鱼。(有关一些示例,请查看下一页“更多探索”部分中的链接。)在找到几张不同伪装动物的图片后,将它们展示给一些志愿者,并计时志愿者发现每种动物需要多长时间。是否有些伪装技巧比其他技巧更有效,导致志愿者需要更长的时间才能发现动物?
• 额外活动:你可以尝试使用不同类型的糖果重复此活动。当栖息地是用不同形状的糖果制成时,例如书呆子糖或形状和颜色都不同的其他糖果,如玉米糖,M&Ms 鸟捕捉猎物有多容易? 观察和结果
与栖息地颜色相同的 M&Ms 巧克力豆是否被捡起的频率较低?在紫色彩虹糖栖息地中,棕色 M&Ms 巧克力豆是否比任何其他颜色的 M&Ms 巧克力豆被捡起的频率更低?
乍一看,很难区分 M&Ms 巧克力豆和彩虹糖。彩虹糖的形状与 M&Ms 巧克力豆略有不同,但它们的黄色、绿色、红色和橙色非常相似。因此,如果你告诉某人避免捡起彩虹糖(栖息地颜色),他们可能不太可能捡起与周围彩虹糖颜色相同的 M&Ms 巧克力豆。这些 M&Ms“猎物”被同色(和形状相似)的彩虹糖栖息地伪装起来了。因此,在黄色彩虹糖栖息地中,黄色 M&Ms 巧克力豆应该比任何其他品种被捡起的频率都低,绿色、红色和橙色彩虹糖栖息地的情况也是如此——同色的 M&Ms 巧克力豆应该是最少被捡起的。此外,紫色彩虹糖在颜色上与棕色 M&Ms 巧克力豆有些相似,因此棕色 M&Ms 巧克力豆应该是紫色彩虹糖栖息地中最少被捡起的颜色。蓝色 M&Ms 巧克力豆在每个栖息地中被捡起的频率应该大致相同,因为没有颜色非常接近的彩虹糖。
清理
当你完成实验后,你可以让志愿者吃掉糖果,如果他们想吃的话。
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本活动由 科学伙伴合作推出