系统科学:你的后院生物多样性有多高?

来自科学伙伴的以动物为中心的探险

关键概念
生物学
生态学
分类学
动物
生物多样性
 
导言
你是否曾经想过,在你家附近——你的后院或当地公园——生活着多少种不同的动物?我们不仅仅是在谈论鹿,甚至不仅仅是鸟类。动物有各种形状和大小——从大型熊到微小的昆虫——每一种都是令人惊叹的生命多样性中独特的一部分。动物之间的差异可以帮助我们将动物分为不同的类群。人们对动物进行分类的一种方式是按照它们的门类。你知道你属于哪个门吗?花园蜘蛛呢?在这个科学活动中,你将调查你家周围动物生命的生物多样性,并尝试找出大多数动物属于哪个门。
 
背景
从最大的大象到最小的水蚤,所有动物都有独特的特征。根据它们共同的特征,动物被归入称为“门”的类别。(门是一个特定的分类等级,在传统等级中位于界和纲之间。)仅在动物界中,可能就有多达 35 个不同的门,但大多数门非常罕见。科学家们认识到八个主要的门来描述最常见的动物:多孔动物门、腔肠动物门、扁形动物门、环节动物门、软体动物门、节肢动物门、棘皮动物门和脊索动物门。这些名字乍一听可能很陌生,但一旦你找到靠近家门口的真实世界例子,其中一些应该会开始变得熟悉得多!
 
根据你居住的地方,你最常遇到的门可能是脊索动物门、节肢动物门、软体动物门和环节动物门。脊索动物门是最广为人知的类群,尽管它包含的个体数量相当少。你猜到是哪个门了吗?它是包含所有脊椎动物的门,因此是我们所属的门——以及我们的大多数宠物(狗、猫、兔子、老鼠、鱼、青蛙、蝾螈)、家畜(牛、猪、羊、鸡)和动物园动物(斑马、狮子、老虎、熊猫、长颈鹿、北极熊等等)。节肢动物是无脊椎动物,包括昆虫(如甲虫、蝴蝶、苍蝇、蜜蜂、黄蜂、蚱蜢和蚂蚁)以及蜈蚣、千足虫、蜘蛛、虾、小龙虾、鼠妇和许多其他动物。软体动物包括蜗牛、蛞蝓、双壳类动物(如蛤蜊和牡蛎)、鱿鱼和章鱼。环节动物是分节蠕虫,包括蚯蚓(用于堆肥和园艺)和水生蠕虫。你认为你周围最常见的门是什么?
 
材料

  • 一张纸

  • 铅笔或钢笔

  • 数码相机(可选)

  • 放大镜(可选)

  • 一个观察地点

  准备


关于支持科学新闻报道

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  • 选择你的观察地点。它应该是一个你喜欢探索的地方,并且你认为你可能会在那里找到各种各样的生物。它可以是后院、公园、社区花园、开阔的田野、湖泊、溪流等等,在那里你被允许四处探索。

  • 选择一个合适的时间进行调查,并在需要时带上一位成年监护人。

  步骤

  • 带上你的纸和笔或铅笔(以及数码相机和放大镜,如果需要,以及一位成人,如果必要)到你决定的观察地点。

  • 首先选择地点的一小部分进行调查。例如,它可以是一堆枯叶、一些阴凉的岩石、一片草坪、旧木头、干草、一棵树等等。(这些都是不同的“微生境”。)稍后你将能够选择额外的微生境进行调查。

  • 仔细寻找你选择的微生境中的动物。你可能想翻动岩石或木头,寻找下面的动物。在你的纸上写下你看到的动物类型。(例如,你可能会看到一只鸟、蠼螋或蜘蛛。)如果你不能立即识别出某个东西,请不要担心——你可以写下描述、画一张图或拍一张照片,稍后再尝试识别它。你看到了什么动物?它们生活在什么样的微生境中?(是干燥的、潮湿的?它有植物、岩石等等吗?)

  • 移动到另一个微生境,并以类似的方式进行调查。你在这个区域看到了什么动物?你看到的任何动物看起来像你已经看到的不同的物种或类型吗?这个微生境是什么样的,它与之前的微生境有什么相似或不同之处?

  • 在其他微生境中重复你的观察——尝试寻找非常不同的微生境(例如,阳光充足与阴凉或干燥与潮湿),以及一些相似的微生境(例如,两者都阴凉或两者都干燥)。如果可能,尝试在你的观察地点探索至少五个不同的微生境。某些动物似乎比其他动物更喜欢某些类型的微生境(例如,潮湿的或干燥的)吗?

  • 一旦你完成对观察地点的调查,尝试根据动物所属的门对其进行分类。根据你的观察地点,你最有可能遇到的门是脊索动物门、节肢动物门、软体动物门和环节动物门。记住,脊索动物包括所有脊椎动物(包括我们、狗、猫、青蛙、鱼、牛、鸟等等);节肢动物包括昆虫、蜈蚣、千足虫、虾、鼠妇等等;软体动物包括蜗牛和蛞蝓;环节动物包括蚯蚓。

  • 你发现哪一门类的动物种类最多(即,不同物种的数量最多)?哪个门最难找到?有没有你根本找不到的门?你认为你所在地区的动物多样性有多高?你是否始终在特定类型的微生境中发现某些动物?

  • 额外内容:在这个活动中,你调查了一个具有不同微生境的单一观察地点,但你也可以尝试调查两个或多个独立的地点,并比较它们内部的微生境。你当地的公园彼此之间有何不同?如果你住在水边附近,海岸线与公园的草地和树木有何不同?物种多样性如何变化?(提示:如果你调查海洋地点,你将需要对可能生活在那里的其他常见门类进行一些背景研究。)

  • 额外内容:制作一个物种地图,以了解不同动物在你观察地点中的分布情况。为此,首先制作一张你观察地点的地图,标记建筑物的位置,例如你的房子、露台、棚屋、树木等等,并制作几份地图副本。然后重复此活动,但这次调查整个地点,并为你找到的每种不同类型的生物使用不同的地图副本,在你找到该类型生物的地方涂色。某些物种似乎更喜欢哪些类型的区域?哪些区域拥有最多不同种类的物种(或最高的生物多样性),哪些区域拥有最少(或最低的生物多样性)?

  • 额外内容:你的野生动物观察可能对几个不同的公民科学项目有所帮助。点击链接查看你如何为你的调查做出贡献,例如:什么是入侵物种!迷失的瓢虫项目蚂蚁学校蜜蜂狩猎!松鼠项目喂鸟器观察项目野生动物目击。(要获得更多为大型项目做贡献的机会,请查看大众科学公民科学列表。)你所在地区有哪些入侵生物?你当地的瓢虫、蚂蚁、蜜蜂、松鼠、鸟类和其他野生动物种群是什么样的?

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观察和结果
你在你的观察地点主要找到节肢动物了吗?
 
你看到的动物类型取决于你的观察地点。但对于大多数后院、公园、花园、田野等等,大多数不同动物所属的门是节肢动物门。你在北美看到的一些最常见的节肢动物包括各种苍蝇、甲虫(包括瓢虫)、蜘蛛、鼠妇、蚱蜢、蜈蚣、千足虫、蠼螋、蚂蚁、蝴蝶、黄蜂、蟋蟀和许多其他动物。你也可能看到蜗牛和蛞蝓(它们属于软体动物门)。如果你在土壤中挖掘,你可能会发现蚯蚓(环节动物门的一部分)。如果你在你的调查中把自己算在内,那么你也至少发现了一个脊索动物门的成员!你可能看到的其他常见的脊索动物包括松鼠、鸟类、狗和猫。
 
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