系統科學:你的後院生物多樣性有多高?

來自科學夥伴的以動物為中心的探險

關鍵概念
生物學
生態學
分類學
動物
生物多樣性
 
導言
你是否曾經想過,在你家附近——你的後院或當地公園——生活著多少種不同的動物?我們不僅僅是在談論鹿,甚至不僅僅是鳥類。動物有各種形狀和大小——從大型熊到微小的昆蟲——每一種都是令人驚歎的生命多樣性中獨特的一部分。動物之間的差異可以幫助我們將動物分為不同的類群。人們對動物進行分類的一種方式是按照它們的門類。你知道你屬於哪個門嗎?花園蜘蛛呢?在這個科學活動中,你將調查你家周圍動物生命的生物多樣性,並嘗試找出大多數動物屬於哪個門。
 
背景
從最大的大象到最小的水蚤,所有動物都有獨特的特徵。根據它們共同的特徵,動物被歸入稱為“門”的類別。(門是一個特定的分類等級,在傳統等級中位於界和綱之間。)僅在動物界中,可能就有多達 35 個不同的門,但大多數門非常罕見。科學家們認識到八個主要的門來描述最常見的動物:多孔動物門、腔腸動物門、扁形動物門、環節動物門、軟體動物門、節肢動物門、棘皮動物門和脊索動物門。這些名字乍一聽可能很陌生,但一旦你找到靠近家門口的真實世界例子,其中一些應該會開始變得熟悉得多!
 
根據你居住的地方,你最常遇到的門可能是脊索動物門、節肢動物門、軟體動物門和環節動物門。脊索動物門是最廣為人知的類群,儘管它包含的個體數量相當少。你猜到是哪個門了嗎?它是包含所有脊椎動物的門,因此是我們所屬的門——以及我們的大多數寵物(狗、貓、兔子、老鼠、魚、青蛙、蠑螈)、家畜(牛、豬、羊、雞)和動物園動物(斑馬、獅子、老虎、熊貓、長頸鹿、北極熊等等)。節肢動物是無脊椎動物,包括昆蟲(如甲蟲、蝴蝶、蒼蠅、蜜蜂、黃蜂、蚱蜢和螞蟻)以及蜈蚣、千足蟲、蜘蛛、蝦、小龍蝦、鼠婦和許多其他動物。軟體動物包括蝸牛、蛞蝓、雙殼類動物(如蛤蜊和牡蠣)、魷魚和章魚。環節動物是分節蠕蟲,包括蚯蚓(用於堆肥和園藝)和水生蠕蟲。你認為你周圍最常見的門是什麼?
 
材料

  • 一張紙

  • 鉛筆或鋼筆

  • 數碼相機(可選)

  • 放大鏡(可選)

  • 一個觀察地點

  準備


關於支援科學新聞報道

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  • 選擇你的觀察地點。它應該是一個你喜歡探索的地方,並且你認為你可能會在那裡找到各種各樣的生物。它可以是後院、公園、社群花園、開闊的田野、湖泊、溪流等等,在那裡你被允許四處探索。

  • 選擇一個合適的時間進行調查,並在需要時帶上一位成年監護人。

  步驟

  • 帶上你的紙和筆或鉛筆(以及數碼相機和放大鏡,如果需要,以及一位成人,如果必要)到你決定的觀察地點。

  • 首先選擇地點的一小部分進行調查。例如,它可以是一堆枯葉、一些陰涼的岩石、一片草坪、舊木頭、乾草、一棵樹等等。(這些都是不同的“微生境”。)稍後你將能夠選擇額外的微生境進行調查。

  • 仔細尋找你選擇的微生境中的動物。你可能想翻動岩石或木頭,尋找下面的動物。在你的紙上寫下你看到的動物型別。(例如,你可能會看到一隻鳥、蠼螋或蜘蛛。)如果你不能立即識別出某個東西,請不要擔心——你可以寫下描述、畫一張圖或拍一張照片,稍後再嘗試識別它。你看到了什麼動物?它們生活在什麼樣的微生境中?(是乾燥的、潮溼的?它有植物、岩石等等嗎?)

  • 移動到另一個微生境,並以類似的方式進行調查。你在這個區域看到了什麼動物?你看到的任何動物看起來像你已經看到的不同的物種或型別嗎?這個微生境是什麼樣的,它與之前的微生境有什麼相似或不同之處?

  • 在其他微生境中重複你的觀察——嘗試尋找非常不同的微生境(例如,陽光充足與陰涼或乾燥與潮溼),以及一些相似的微生境(例如,兩者都陰涼或兩者都乾燥)。如果可能,嘗試在你的觀察地點探索至少五個不同的微生境。某些動物似乎比其他動物更喜歡某些型別的微生境(例如,潮溼的或乾燥的)嗎?

  • 一旦你完成對觀察地點的調查,嘗試根據動物所屬的門對其進行分類。根據你的觀察地點,你最有可能遇到的門是脊索動物門、節肢動物門、軟體動物門和環節動物門。記住,脊索動物包括所有脊椎動物(包括我們、狗、貓、青蛙、魚、牛、鳥等等);節肢動物包括昆蟲、蜈蚣、千足蟲、蝦、鼠婦等等;軟體動物包括蝸牛和蛞蝓;環節動物包括蚯蚓。

  • 你發現哪一門類的動物種類最多(即,不同物種的數量最多)?哪個門最難找到?有沒有你根本找不到的門?你認為你所在地區的動物多樣性有多高?你是否始終在特定型別的微生境中發現某些動物?

  • 額外內容:在這個活動中,你調查了一個具有不同微生境的單一觀察地點,但你也可以嘗試調查兩個或多個獨立的地點,並比較它們內部的微生境。你當地的公園彼此之間有何不同?如果你住在水邊附近,海岸線與公園的草地和樹木有何不同?物種多樣性如何變化?(提示:如果你調查海洋地點,你將需要對可能生活在那裡的其他常見門類進行一些背景研究。)

  • 額外內容:製作一個物種地圖,以瞭解不同動物在你觀察地點中的分佈情況。為此,首先製作一張你觀察地點的地圖,標記建築物的位置,例如你的房子、露臺、棚屋、樹木等等,並製作幾份地圖副本。然後重複此活動,但這次調查整個地點,併為你找到的每種不同型別的生物使用不同的地圖副本,在你找到該型別生物的地方塗色。某些物種似乎更喜歡哪些型別的區域?哪些區域擁有最多不同種類的物種(或最高的生物多樣性),哪些區域擁有最少(或最低的生物多樣性)?

  • 額外內容:你的野生動物觀察可能對幾個不同的公民科學專案有所幫助。點選連結檢視你如何為你的調查做出貢獻,例如:什麼是入侵物種!迷失的瓢蟲專案螞蟻學校蜜蜂狩獵!松鼠專案喂鳥器觀察專案野生動物目擊。(要獲得更多為大型專案做貢獻的機會,請檢視大眾科學公民科學列表。)你所在地區有哪些入侵生物?你當地的瓢蟲、螞蟻、蜜蜂、松鼠、鳥類和其他野生動物種群是什麼樣的?

 [中斷]
觀察和結果
你在你的觀察地點主要找到節肢動物了嗎?
 
你看到的動物型別取決於你的觀察地點。但對於大多數後院、公園、花園、田野等等,大多數不同動物所屬的門是節肢動物門。你在北美看到的一些最常見的節肢動物包括各種蒼蠅、甲蟲(包括瓢蟲)、蜘蛛、鼠婦、蚱蜢、蜈蚣、千足蟲、蠼螋、螞蟻、蝴蝶、黃蜂、蟋蟀和許多其他動物。你也可能看到蝸牛和蛞蝓(它們屬於軟體動物門)。如果你在土壤中挖掘,你可能會發現蚯蚓(環節動物門的一部分)。如果你在你的調查中把自己算在內,那麼你也至少發現了一個脊索動物門的成員!你可能看到的其他常見的脊索動物包括松鼠、鳥類、狗和貓。
 
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