探究报告短额负蝗看起来挺傻,很容易捕捉, [复制链接]

探究课题：

短额负蝗看起来挺傻，很容易捕捉，为什么它的数量最多？

指导老师：

楚海家博士

参与学生：

夏采茗、张靖昕、潘浩然、李知怿、程悠然、吕昕远、莫非、程品翰

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年9月21日

封面：

1、巡山马鞍山

2、集体讨论

3、确定研究内容

二、实验设计

1、问题成立的前提条件

2、四项优势

三、野外调查和数据采集

四、数据分析

1、反应敏锐度

2、逃避距离

3、数量

4、多种环境

5、不挑食

6、食量大

7、繁殖方式

五、结果和讨论

六、新的问题

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正文：

一、问题的提出

1、巡山马鞍山

9月19日上午，按照既定的线路，在楚博士的带领下，探索马鞍山森林中的植物和动物，以下是记录：

2、集体讨论

19号下午，在楚博士带领下，集体回顾了上午遇到的植物和昆虫，而后大家自由讨论，提出疑惑和问题。最终提出了15个问题，在讨论中，大家的注意力逐渐聚焦在短额负蝗身上，关于这种蝗虫大家讲述了更多的感觉和困惑，经过广泛深入的讨论，并最终形成本次小课题所要研究的内容。

初步的问题

进一步讨论

3、确定研究内容

经过详细的讨论，最终确定研究问题为：

短额负蝗看起来挺傻，很容易捕捉，为什么它的数量最多？

并约定，如果时间允许，将探究“橡子被虫蛀的比率有多少”。

注：1、2指两个分组，标注表明此项由哪个小组完成。

二、实验设计

1、问题成立的前提条件

待研究的问题：

短额负蝗看起来挺傻，很容易被捕捉，为什么它的数量是最多的？

问题的确认需两个前提条件：

前提条件一、确认短额负蝗看起来挺傻，很容易被捕捉。

前提条件二、确认短额负蝗数量最多。

验证前提条件一的实验设计：

将短额负蝗看起来傻，容易捕捉分解成两个可测量的指标，提出两个假设：

1、短额负蝗的反应慢；

2、短额负蝗逃避距离短（受威胁时，第一次的弹跳和飞翔距离）。

选择短额负蝗、稻蝗、斑腿蝗作为测试对象，分别测试反应的敏锐和逃避距离。

反应敏锐度测试：

一次

二次

三次

四次

五次

短额负蝗

稻蝗

斑腿蝗

在野外，发现三种蝗虫后，用手或者器具用同样的速度去捕捉，记录捕捉成功的次数。

逃避距离测试：

第一次

第二次

第三次

第四次

第五次

短额负蝗

稻蝗

斑腿蝗

在野外，发现三种蝗虫后，用同样的力度去干扰，记录第一次逃避的距离。

验证前提条件二的实验设计：

提出假设：短额负蝗数量多。

用统计样方内昆虫数目的方式进行验证。制作一个样方，分别放在梅山不同的区域，包括割过的草地、路边草地、草地深处、不同的植被类型（狗尾草、茅草、乌蔹莓、小灌木丛）、不同区域（靠近村庄、靠近森林、处于中间位置），轻轻惊扰样方内的蝗虫，记录每种蝗虫的数目。

地点特点

（植物类型；道路：路上、路边、不靠路边；位置：靠村、靠林、中间）

蝗虫数目

短额

负蝗

短角外斑腿蝗

稻蝗

悦鸣

草螽

中华

剑角蝗

斑腿蝗

2、四项优势

为什么短额负蝗的数量最多？

数量多，说明短额负蝗是马鞍山中梅山上最成功的蝗虫。我们经讨论，推测它可能在以下四个方面具有优势：

适应各种环境

食材广泛，啥都吃，不挑食

吃得多，饭量大

生长繁育方式

从而提出以下四个假设，用以验证短额负蝗的生存优势：

假设一：短额负蝗能够适应各种环境

实验设计：

调查梅山不同的区域，观察是否有短额负蝗，并记录数据，同时记录其他蝗虫，和短额负蝗进行比较。

假设二：短额负蝗食材广泛，不挑食

实验设计：调查和记录发现短额负蝗和其他蝗虫所在的植物，比较植物的种类数量。

假设三：短额负蝗食量大

实验设计：选择包括短额负蝗在内的三种蝗虫，每种3个，分别放在三个容器中，经过至少半天的时间，清查这些蝗虫的便量。

假设四：短额负蝗生育方式比较特别

实验设计：尽量多，不加甄别的捕捉三种蝗虫（短额负蝗、稻蝗，斑腿蝗），统计若虫、亚成虫和成虫的比例，并进行比较，确认短额负蝗在繁育方式上具有优势。

三、野外调查和数据采集

按照实验设计，分两组，在野外调查和数据采集。

上午，由楚博士带领，两组学生一起进行短额负蝗反应敏锐度和逃避距离的实验和数据测量。在完成实验的情况下，让各组学生学习如何进行户外数据的采集，遇到问题，如何进行解决。

下午，两组同学按照实验任务的分配，分别进行野外调查和数据采集。

四、数据分析

1、反应敏锐度

短额负蝗逃跑成功率为20%，而稻蝗和斑腿蝗为80%，说明短额负蝗反应迟钝，最容易被捉住。

2、逃避距离

短额负蝗五次逃避距离的平均值为68.8厘米，而稻蝗为.6厘米，斑腿蝗为厘米，短额负蝗逃避距离最短，最容易被捉住。

3、数量

在16个样方中，12个样方发现了短额负蝗，数量共有23只；而短角外斑腿蝗在1个样方中发现1只、稻蝗在2个样方中分别发现1只、中华剑角蝗在1个样方中发现1只、斑腿蝗在1一个样方中发现1只。由此可以说明，短额负蝗数量在梅山这个区域，远远多于其他蝗虫，是最成功的。

4、多种环境

发现短额负蝗的区域有梅花树下，马唐丛、苎麻丛、艾草丛、狗尾草丛及各种杂草丛中；路边、草地中央、林边都有分布，其他分布环境的多样性远远大于其他蝗虫。

5、不挑食

统计16个样方中的植物，在发现短额负蝗的样方中，植物的种类远远多于发现其他蝗虫，从而从侧面证明短额负蝗的食性比较多样，很可能可以啃食多种不同类型的植物。

6、食量大

通过调查粪便可以知道，短额负蝗在体内储存的食物最多，便量最多。可以证明，短额负蝗吃得多，食量大。

7、繁殖方式

将捕捉的大量蝗虫放置在笼子中，从中随机拿出放生，放生前记录种类和生长期，并进行拍照。根据文字和照片记录，可得到以下分析：

通过分析证明，短额负蝗一年可繁殖几代，而稻蝗和斑腿蝗相对单一，短额负蝗繁殖方式有优势。

五、结果和讨论

经过数据分析可知，短额负蝗看起来很傻，很容易被捕捉，确实是存在的。通过反应敏锐度测试和逃避距离的实验，可知短额负蝗逃避距离较短，反应比较迟钝，容易捕捉。但它的种群数量又是最多的，这点得到16个样方数据的证实。这就产生了矛盾，短额负蝗容易被捕捉（人类、昆虫和鸟类捕捉），数量应该比较少；而实际情况恰恰相反。

我们通过实验证明，短额负蝗在至少四个方面具有优势，这些优势足以抵消其行动笨拙、容易被捕捉的劣势。这些优势包括，短额负蝗可以分布在各种环境，在梅山周围，从路边到草丛中，从靠近村落到接近森林以及中间地带，均分布着短额负蝗；而从短额负蝗栖息的植物来推测它的食性，相比其他蝗虫它的食性也更多样，不挑食；而粪便量最多也表明，短额负蝗相比其他蝗虫，一次性可以吃更多的食物，将更多能量储存在体内。粪便实验的结果也证实这一点，短额负蝗经过一天一夜的无进食状态，三只状态完好，而稻蝗和斑腿蝗均有个别个体死亡。

短额负蝗还有一项巨大优势，在调查过程，我们发现其存在若虫、亚成虫和成虫多种状态，表明其一年之中极可能发生多代，相比那些具有固定成长期的稻蝗、斑腿蝗等蝗虫，这种繁殖生长方式具有更强的灵活性和适应性。

总之，短额负蝗虽然反应迟钝，躲避能力弱，容易被捕捉，但其能适应各种环境，不挑食，食量大，一年之中发生多代，这些优势让它成为马鞍山梅山上最成功的蝗虫。

六、新的问题

在探究过程，针对一些新发现和遇到疑惑，我们提出了新的问题，比如螳螂和某些螽斯会吃掉同类，还有其他的昆虫存在这种现象么，它们为什么这么做；而在测试蝗虫的逃避距离时发现，每种蝗虫的逃避方式并不相同，仅用逃避距离不能完全代表这种蝗虫的逃避能力。这些新问题有待于进一步的研究。