核心概念
適應
特徵
進化
摘自《國家科學教育標準》：種群和生態系統
引言
你有沒有想過蜂鳥和鷹之間的區別？它們都是鳥類，但看起來卻截然不同！你認為它們為什麼看起來如此不同？
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除了鷹非常大而蜂鳥非常小之外，這兩種鳥類還表現出其他差異。以它們的喙為例。鷹的喙非常鋒利，可以撕下它所吃的小動物的肉。蜂鳥的喙又長又細，這有助於它伸入花朵中吸食花蜜（一種蜂鳥用作食物的含糖液體）。為什麼兩種鳥類的喙會有如此大的差異？
今天，我們將探討在具有不同食物型別的不同環境中，特定的適應性，或身體特徵的變化，如何比其他適應性更有益。您將使用常見的家庭用品以及種子、穀物和堅果來模擬鳥類如何使用它們的喙來拾取食物。
背景
當您觀察不同的鳥喙時，您會看到一個稱為適應的絕佳例子。適應是為執行特定功能而發展出來的特徵，使生物體能夠在它們的環境中茁壯成長。雖然一種適應性可能對特定環境中的特定物種非常有用，但同樣的特徵可能對不同環境中的另一個物種無用。
為了理解適應是如何產生的，瞭解進化的過程會有所幫助。植物、動物和其他生物種群會經過許多代的變化。科學家稱這個過程為自然選擇。當物種中具有更適應其環境的特徵的個體存活時間更長並且生育更多後代時，就會發生自然選擇。它們將有益的適應性傳遞給它們的後代。因此，經過幾代，這些適應性特徵在種群中變得越來越普遍，直到幾乎物種中的所有個體都具有這種適應性。
材料
• 鑷子
• 棉籤
• 長尾夾
• 幾種不同種類的種子、穀物或堅果，它們的尺寸和形狀各不相同。最好您有廣泛的選擇：一些很小的（例如，草籽或蒸粗麥粉），一些中等大小的（黑眼豆或小扁豆），以及一些較大的（杏仁、腰果、核桃或榛子）。
• 帶秒針的計時器或時鐘
• 盤子
• 紙
• 筆或鉛筆
準備
• 用水稍微潤溼棉籤。
• 擺放三種類型的“喙”（鑷子、長尾夾和溼棉籤）。
• 將三種不同尺寸的“食物”（小、中、大種子、堅果等）按尺寸分成三堆放在表面上。這三堆將代表不同的食物型別；例如，榛子可能是一隻鷹可能會抓住的老鼠，而草籽可能是蜂鳥可能會吃的一小滴花蜜。
• 將空盤子放在觸手可及的地方。
• 讓人準備好使用計時器為活動計時。
步驟
• 拿起溼棉籤。
• 將計時器設定為 10 秒。用“喙”收集儘可能多的大塊“食物”，並將食物放入空盤子中。
• 您收集了多少？（在紙上記下這個數字。）
• 將盤子中所有的大塊食物放回它們的堆中。
• 保持棉籤溼潤，對中等尺寸的食物型別重複 10 秒的“餵食”。
• 您可以在盤子中收集多少塊食物？在紙上記下這個數字，並將食物放回它們的堆中。
• 現在用溼棉籤嘗試最小型別的食物 10 秒。
• 您可以將多少塊食物放入盤子中？記錄這個數字，並小心地將食物放回其堆中。
• 用其他兩種型別的喙（長尾夾和鑷子）重複這些步驟，並在進行過程中記錄結果。
• 哪種喙最擅長覓食哪種食物？
• 如果只有最小的食物可用，環境中哪些鳥類最有可能成功生存和繁殖？是使用鑷子“喙”的鳥類、棉籤“喙”的鳥類，還是使用長尾夾“喙”的鳥類？如果只有最大的食物型別可用呢？如果鳥類吃的是花蜜而不是種子，鑷子“喙”會表現如何？
• 如果一種型別的鳥變得更加常見，不同型別的食物可能會發生什麼變化？
繼續閱讀以瞭解觀察結果、結果和更多資源。
觀察和結果
不同的鳥類有非常不同的喙。經過許多代，蜂鳥進化出了又長又細的喙，非常適合伸入開花植物中提取花蜜。另一方面，鷹進化出了可以讓它們撕裂肉並吃掉在它們環境中發現的獵物的喙。
這兩種型別的鳥是如何進化出它們不同型別的喙的？自然選擇和進化通常發生得非常緩慢。對於鷹來說，喙尖銳的個體鳥類能夠更好地捕捉和吃掉足夠的食物以在它們的環境中生存和繁殖，因此，隨著時間的推移，這種特徵在鷹種群中變得很常見。早期試圖深入花朵中獲取營養花蜜的蜂鳥也是如此。
如果環境發生變化，您認為這會如何影響哪些個體能夠更好地收集食物、生存和繁殖？這會影響在種群和物種中變得常見的喙的型別嗎？著名的科學家查爾斯·達爾文，他撰寫了關於進化和自然選擇的文章，他的一些想法是基於他對雀科鳥類不同形狀的喙的觀察，這些雀科鳥類在他看到的幾個島嶼上吃各種食物。
當然，適應性不僅限於鳥類和它們的喙。在所有生物體中都可以找到適應性的例子。例如，如果您比較已滅絕的長毛猛獁象的耳朵和非洲象的耳朵，您會發現大象的耳朵要大得多！這是為什麼呢？要理解為什麼一種生物是現在的樣子，您首先必須瞭解它所生活的環境。大象生活的地方是溫暖還是寒冷？長毛猛獁象以前的環境呢？
事實證明，擁有大耳朵會增加大象身體的表面積。人們認為這可能有助於大象在炎熱的環境中降溫。但是，由於長毛猛獁象生活在較涼爽的環境中，對它們來說，擁有大耳朵還是小耳朵更有益？
有些適應性可能看起來很奇怪。例如，您見過星鼻鼴鼠的照片嗎？它生活在黑暗的地下隧道中。它是盲目的，並透過一個大的、肉質的鼻子來感知它的環境，這個鼻子看起來就像一顆星星。憑藉這種特殊的敏感嗅覺，星鼻鼴鼠可以在黑暗的地下世界中導航。星形鼻子在有光且容易看到的地面上是一種奇怪的適應性。但是在黑暗的地下隧道中，這個奇特的鼻子是一種非常有用的適應性！
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清理
收起“喙”、種子和其餘材料。
更多探索 來自大眾科學的《喙、鳴叫和物種形成》 來自大眾科學的《達爾文的活遺產——進化論 150 年後》 來自加拿大地球日的 EcoKids 的動物適應遊戲
來自 Earth's Kids 的《野生動物》
Bobbie Kalman 著，4-8 歲兒童適讀的《動物如何適應？生命科學》
Kristan Lawson 著，9-12 歲兒童適讀的《達爾文與兒童進化論：他的生活和想法以及 21 項活動》
接下來……
用迷你隕石製造隕石坑
您需要的物品
• 帶邊緣的大的淺盤或托盤
• 麵粉
• 乾布丁粉、幹飲料粉或可可粉或另一種不同顏色的粉末
• 圓形堅果、種子和/或小水果（如葡萄乾、杏仁、花生仁、櫻桃等）
• 篩子或濾網