核心概念
動物
捕食者
獵物
偽裝
引言
你有沒有想過狼、獅子和鷹等捕食者是如何找到獵物的?動物如何才能避免成為捕食者的晚餐?為了生存,一些動物利用偽裝,以便更好地融入周圍環境。在這個科學活動中,你將成為飢餓的捕食者,你將狩獵不同顏色的糖果。但這可能不像聽起來那麼容易——你的一些獵物將被它們的棲息地偽裝起來。它們能躲過你的魔爪嗎?為了找到答案,先培養一下食慾,然後去狩獵剩下的糖果吧!
背景
大自然可能是殘酷的。在動物世界裡,如果你不是獵人,那麼你很可能就是被獵的物件。(有時你既是獵人又是獵物。)動物們會做些什麼來避免被吃掉呢?一些動物進化出了防禦機制(如豪豬的刺或犰狳的盔甲)、身體上令人厭惡的味道,甚至毒液。這種動物進化出生存策略的模式發生,歸功於適應——這是進化的一種機制。
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動物避免被捕食者吃掉的一種常見方法是利用一種稱為偽裝的適應性,偽裝是指動物身上的一組顏色或標記,幫助它們融入周圍環境或棲息地,防止它們被識別為潛在的獵物。這增加了它們的生存機會。不同的動物需要適應不同的棲息地,動物們透過各種有趣的方式利用偽裝進行適應。例如,螽斯通常生活在綠葉樹上,許多螽斯已經適應了這種棲息地,進化出了綠色的、像葉子一樣的身體。這有助於它們躲避鳥類等捕食者,鳥類可能會把它們誤認為是不那麼美味的葉子。另一方面,一些章魚物種經常在色彩繽紛的珊瑚礁上改變棲息地,並進化出一種改變皮膚以匹配周圍環境的方式。
材料
• 六個塑膠袋
• 普通 M&Ms 巧克力豆,每種顏色至少 10 顆(可能需要至少兩包 1.69 盎司的包裝。)
• 彩虹糖,每種顏色至少 60 顆(可能需要至少一包 16 盎司的包裝。)
• 金屬餡餅盤或結實的紙盤
• 定時器或秒錶
• 兩到四名自願“捕食者”,他們願意吞食一些 M&Ms 巧克力豆
準備工作
• 數出並放入每種顏色 10 顆 M&Ms 巧克力豆到一個塑膠袋中。這意味著你應該有一個塑膠袋,裡面裝有 10 顆黃色、10 顆藍色、10 顆綠色、10 顆棕色、10 顆紅色和 10 顆橙色 M&Ms 糖果(總共 60 顆糖果在一個袋子裡)。
• 數出並放入每種顏色 60 顆彩虹糖到各自的袋子裡(製作五個獨立的袋子,每個袋子包含一種單獨的顏色)。這意味著你應該有一個塑膠袋裝有 60 顆橙色彩虹糖,一個裝有 60 顆黃色糖果,一個裝有 60 顆綠色糖果,一個裝有 60 顆紅色糖果,還有一個裝有 60 顆紫色彩虹糖。如果時間不夠,你可以跳過準備其中一兩個袋子。
步驟
• 向你的兩到四名自願“捕食者”解釋,他們應該假裝是飢餓的、以 M&Ms 為食的鳥類。他們應該用他們的食指和拇指做一個“鳥喙”來收集 M&Ms 巧克力豆。解釋說他們將有 20 秒的時間用他們的鳥喙快速撿起 M&Ms 巧克力豆並放入他們的另一隻手。為了鼓勵志願者們快速行動,告訴他們,當他們完成活動後,他們可以吃掉和他們撿起的糖果數量相同的糖果。但是他們不應該在你們完成活動之前吃糖果。
• 還要告訴志願者們,他們應該避免撿起任何彩虹糖,因為彩虹糖會讓 M&Ms 鳥生病。M&Ms 是它們的獵物,而彩虹糖代表 M&Ms 生活的棲息地——並試圖用作偽裝。你認為彩虹糖棲息地將如何偽裝不同顏色的 M&Ms 獵物?
• 在解釋完這些規則後,將一袋準備好的彩虹糖倒入金屬餡餅盤或結實的紙盤中。混入準備好的那袋 M&Ms 巧克力豆。將餡餅盤放在你的 M&Ms 鳥志願者小組的中間。確保每個人都能拿到餡餅盤。在你的餡餅盤中,哪種 M&Ms 巧克力豆的偽裝效果最好?
• 將你的計時器設定為 20 秒。說“開始!”並啟動計時器。當計時器發出嗶嗶聲時,確保每個人都停止撿起 M&Ms 巧克力豆。
• 數出每個人收集的每種 M&Ms 巧克力豆的顏色數量。還要數出撿起的任何彩虹糖。哪種 M&Ms 巧克力豆顏色是最少被撿起的?你認為這與偽裝有什麼關係?
• 將所有 M&Ms 巧克力豆放回你準備它們的袋子裡(包括人們撿起的 M&Ms 巧克力豆)。移除你用作棲息地的彩虹糖(透過將它們從餡餅盤中倒出)。
• 使用其他準備好的彩虹糖袋重複 20 秒的 M&Ms 狩獵,直到你用每種彩虹糖棲息地(分別地)測試過 M&Ms 巧克力豆。對於每種彩虹糖棲息地,哪種 M&Ms 巧克力豆顏色是最少被撿起的?你能解釋一下這與偽裝有什麼關係嗎?
• 額外活動:適應和進化發生在幾代人的時間裡。嘗試透過選擇一種顏色的彩虹糖棲息地,並將你準備好的那袋 M&Ms 巧克力豆與它混合在餡餅盤中來測試這一點。在 20 秒的 M&Ms 捕食輪次之後,如本活動中所述,將剩餘的 M&Ms 巧克力豆的數量翻倍,方法是為每種剩餘的 M&Ms 巧克力豆新增一顆顏色匹配的 M&Ms 巧克力豆。例如,如果有四顆紅色和兩顆棕色 M&Ms 巧克力豆,那麼再新增四顆紅色和兩顆棕色 M&Ms 巧克力豆。然後重複另一輪捕食。需要多少輪才能移除所有一種顏色的 M&Ms 巧克力豆?
• 額外活動:找到不同偽裝動物的圖片,例如看起來像樹枝上的葉子的螽斯,或者融入周圍環境的章魚。(有關一些示例,請檢視下一頁“更多探索”部分中的連結。)在找到幾張不同偽裝動物的圖片後,將它們展示給一些志願者,並計時志願者發現每種動物需要多長時間。是否有些偽裝技巧比其他技巧更有效,導致志願者需要更長的時間才能發現動物?
• 額外活動:你可以嘗試使用不同型別的糖果重複此活動。當棲息地是用不同形狀的糖果製成時,例如書呆子糖或形狀和顏色都不同的其他糖果,如玉米糖,M&Ms 鳥捕捉獵物有多容易? 觀察和結果
與棲息地顏色相同的 M&Ms 巧克力豆是否被撿起的頻率較低?在紫色彩虹糖棲息地中,棕色 M&Ms 巧克力豆是否比任何其他顏色的 M&Ms 巧克力豆被撿起的頻率更低?
乍一看,很難區分 M&Ms 巧克力豆和彩虹糖。彩虹糖的形狀與 M&Ms 巧克力豆略有不同,但它們的黃色、綠色、紅色和橙色非常相似。因此,如果你告訴某人避免撿起彩虹糖(棲息地顏色),他們可能不太可能撿起與周圍彩虹糖顏色相同的 M&Ms 巧克力豆。這些 M&Ms“獵物”被同色(和形狀相似)的彩虹糖棲息地偽裝起來了。因此,在黃色彩虹糖棲息地中,黃色 M&Ms 巧克力豆應該比任何其他品種被撿起的頻率都低,綠色、紅色和橙色彩虹糖棲息地的情況也是如此——同色的 M&Ms 巧克力豆應該是最少被撿起的。此外,紫色彩虹糖在顏色上與棕色 M&Ms 巧克力豆有些相似,因此棕色 M&Ms 巧克力豆應該是紫色彩虹糖棲息地中最少被撿起的顏色。藍色 M&Ms 巧克力豆在每個棲息地中被撿起的頻率應該大致相同,因為沒有顏色非常接近的彩虹糖。
清理
當你完成實驗後,你可以讓志願者吃掉糖果,如果他們想吃的話。
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M&M 生存挑戰,來自科學夥伴
本活動由 科學夥伴合作推出