搜索
取消

热门搜索

专题
首页  >  专题  >  环球科学  >  环球科学<科学实验>

喙的秘密

来源:


关键概念
适应
特征
进化


介绍
你有没有想过蜂鸟和鹰的区别是什么?他们都属于鸟类,但是没有一点相像的地方!这是为什么呢?
除了体型上的差别之外,这两种鸟也有其他不同的地方。比如喙的样子,鹰的喙锋利,能撕下猎物身上的肉。而蜂鸟的喙又长又薄,可以伸到花朵中汲取花蜜(一种含糖份的汁液,是蜂鸟的食物)。为什么两种鸟类的喙差别这么大呢?
今天我们探索的问题是,在环境和食物种类不同的情况下,为什么特定的适应性进化或外形的改变比其他进化更有优势。我们可以利用常见的生活用品和种子、谷物、坚果来模拟鸟类用喙捡起食物的过程。


背景
喙的种类繁多,正体现了适应性这个特征。适应性可以使生物进化出特定的功能,在环境中茁壮生长。尽管一种适应性可能对一些处在特定环境下物种非常有用,但对于不同环境下的不同物种,效果就不那么好了。
理解适应性如何而来,可以帮助我们理解进化过程。植物、动物和其他有机体的数量每一代都在发生变化。科学家把这个过程称作自然选择。自然选择下,适应环境的物种个体能够存活的更长、繁殖更多后代,把有益的适应性遗传给后代。这样,数代之后,这些特征越来越普遍,直到几乎所有个体都有了这些特征。


实验材料
镊子
棉签
装订夹
几种不同形状和大小的种子、谷物和坚果。如果你能找到更多,试着找一些较小的(草籽、粗燕麦粉),中等大小的(豇豆、小扁豆)和较大的(杏仁、腰果、胡桃、榛子)种子坚果。
有秒针的计时器或时钟
盘子
纸张
钢笔或铅笔


实验准备
用水将棉签微微润湿
用镊子、装订夹和湿棉签模拟三种不同的“喙”
把三种不同的食物(小的、中等的和大的种子,坚果等)分成三堆。这三堆分别代表不同的食物种类,比如榛子代表鹰的猎物——老鼠、草种代表蜂鸟的食物——花蜜
把空盘子放在手边
找个人来为你计时


实验步骤
拿起湿棉签
用计时器计时,在10秒内,用“喙”尽量多得拾起最大的“食物”,放在空盘子里
你能捡起多少(记在纸上)
把所有捡起的食物放回原来的位置
继续用湿棉签,重复上面的步骤,在10秒内捡起中等大小的食物
你能收集多少食物?记在纸上并把食物放回去。
现在试着在10秒内用湿棉签捡起最小的食物
你在能收集多少食物?记在纸上并把食物放回去。
用另外两种“喙”——镊子和装订夹,重复上述步骤,记录结果。
哪种“喙”最适于获取哪种食物?
如果只有最小尺寸的食物,哪种鸟能够成功存活并繁殖后代?是有镊子“喙”、湿棉签“喙”还是装订夹“喙”的鸟?如果只有最大尺寸的食物呢?如果用花蜜取代种子作为食物,镊子“喙”的鸟类怎么办?
如果其中一种鸟类数量增加,不同种类的食物会发生什么变化?


观察与结果
不同种类的鸟有各种各样的喙,经过许多代,蜂鸟进化出又长又薄、适合伸进花里汲取花蜜的喙。而对于鹰,它们进化出能够让它们能撕下猎物肉的喙。
这两种鸟类的喙是怎么形成的呢?自然选择和进化是一个十分缓慢的过程。对于鹰,锋利的喙能够捕捉更多猎物,供其存活和繁殖,所以,这个特征越来越普遍。同样地,蜂鸟在试着往花的更深处汲取花蜜的过程中,也发生了自然选择和进化。
对于能更好得收集食物、存活并繁殖后代的物种,环境改变会对它们产生什么样的影响呢?它会影响在物种中更普遍的嘴的类型吗?著名的科学家查尔斯?达尔文(Charles Darwin)对一些岛屿上的雀鸟的喙和进食习惯进行了观察,并基于观察结果对进化论和自然选择进行了详细的阐述。
当然,适应性不仅限于鸟类和它们喙的形状。适应性的例子可以在所有生物体中找到。举个例子,如果你把已经灭绝的猛犸象和非洲象的耳朵放在一起比较,你会发现其中一种大象的耳朵大很多。为什么?为了揭开真相,你需要了解它生存的环境。大象生活的地方温暖还是寒冷?猛犸象过去生活在什么样的环境中呢?
结果表明,大耳朵能过增加大象身体的表面积,帮助大象降温。但是猛犸象生活的地方较冷,它们的耳朵是大一些好还是小一些好呢?
许多适应性看起来很奇怪。例如,你见过星鼻鼹鼠么?它住在黑暗的地下通道中。它不能通过眼睛观察,只能用一个像星星一样的大肉鼻子去感觉周围的环境。这种特殊的灵敏嗅觉帮助星鼻鼹在黑暗中行走。在地面上有亮光的地方,一个星星一样的鼻子看起来会很奇怪,但是,在黑暗的地下通道里,这个神奇的鼻子非常有用。
清理
把“喙”、种子和其他材料放好



(翻译 刘夏,审阅 李昱)


特别声明:本文转载仅仅是出于科普传播信息的需要,并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用,须保留本网站注明的“来源”,并自负版权等法律责任;作者如果不希望被转载或其它相关事宜,请与我们接洽。
[责任编辑:系统管理员]
 收藏:0
分享到:
文章排行榜
©2011-2017 版权所有:中国数字科技馆
未经书面许可任何人不得复制或镜像
京ICP备11000850号 京公网安备110105007388号
信息网络传播视听节目许可证0111611号
国家科技基础条件平台