在炎炎夏日,校園內(nèi)的植物失去了往日的活力,顯得“垂頭喪氣”。然而,我們卻在花壇的磚縫間發(fā)現(xiàn)了一群螞蟻,它們不顧高溫,正忙著搬運食物。我們也曾目睹螞蟻搬運餅干屑、水果粒等時的場景,它們似乎對任何食物都充滿興趣。這不禁讓我們感到好奇:這群“吃貨”真的不挑食嗎?
帶著這份疑惑,我們翻閱了手頭上的科普書籍,卻未能找到滿意的答案。于是,我們向生物老師請教,希望通過實驗揭開這一謎團。在老師的指導下,我們閱讀了大量相關資料,最終選擇了校園中最常見的螞蟻—— 洛氏路舍蟻作為研究對象,精心設計了一項對照實驗,旨在比較常見食物對洛氏路舍蟻的誘集作用。
第一次實驗:初遇挫折
一、開展實驗
1.準備實驗材料與用具:20 g白糖、20 g食鹽、20 g橘子、20 g月餅、20 g面包、20 mL水、培養(yǎng)皿、大量洛氏路舍蟻。
2.設計實驗方案:在校園內(nèi)尋找洛氏路舍蟻巢穴,以巢穴為中心,在相同距離放置裝有等量白糖、食鹽、橘子、月餅、面包的培養(yǎng)皿作為實驗組,用裝有等量水的培養(yǎng)皿作為對照組。放置好食物后,遠離螞蟻巢穴。1 h后,觀察食物2 cm半徑范圍內(nèi)的螞蟻數(shù)量。
3.觀察實驗現(xiàn)象:按照計劃,我們在校園內(nèi)找到洛氏路舍蟻巢穴,在巢穴周圍放置食物。然而,1 h后,我們驚訝地發(fā)現(xiàn),所有食物周圍(2 cm半徑內(nèi))都沒有螞蟻的身影,也沒有螞蟻爬進培養(yǎng)皿。這與我們的預期和生活經(jīng)驗不符,讓我們感到十分困惑。
二、發(fā)現(xiàn)問題
是實驗用具的問題,還是我們的實驗方案不合理呢?我們帶著疑問向老師請教。老師建議我們觀察螞蟻的身體結(jié)構(gòu),從中尋找線索。于是,我們收集了幾只洛氏路舍蟻,用顯微鏡仔細觀察。
在顯微鏡下,螞蟻的身體結(jié)構(gòu)清晰地展現(xiàn)在我們眼前:它由頭、胸、腹三部分組成,頭部長著一對觸角,胸部有六條腿,全身布滿了長短不一的剛毛。通過查閱資料,我們了解到這些剛毛可以提高螞蟻的附著性,有助于螞蟻在各種環(huán)境中保持穩(wěn)定。
我們推測,實驗失敗的原因可能是培養(yǎng)皿表面過于光滑,洛氏路舍蟻無法用剛毛攀爬固定,所以只能放棄培養(yǎng)皿中的食物。
第二次實驗:再次受阻
找到實驗失敗的原因后,我們迅速作出調(diào)整:用紙代替培養(yǎng)皿來放置食物,用表面粗糙的杯蓋盛放清水。然后,再次按照之前的步驟進行實驗。
然而,天公不作美,實驗當天的天氣較為陰沉,洛氏路舍蟻的外出覓食活動明顯減少,巢穴周圍的螞蟻數(shù)量很少。再加上風力較大,紙容易被吹動,從而驚嚇到螞蟻,使得我們難以觀察到實驗現(xiàn)象。
第三次實驗:終獲成功
一、優(yōu)化實驗方案
面對這一系列的挑戰(zhàn),我們不得不再次優(yōu)化實驗方案:將食物直接放在地上,將水放在粗糙的杯蓋里,縮短食物與巢穴的距離,以便螞蟻更容易找到食物;將時間從1 h延長至1.5 h,給螞蟻充足的時間進行信息交流,尋找食物;在校園內(nèi)找到三個大小相近的洛氏路舍蟻巢穴,進行三組相同的實驗,對螞蟻的數(shù)量取平均值,提高實驗數(shù)據(jù)的準確性。
二、觀察實驗現(xiàn)象
我們按照計劃開展實驗。
1.5 h后,觀察實驗現(xiàn)象,計算以食物為中心2 cm半徑范圍內(nèi)的螞蟻數(shù)量,得到表1中的數(shù)據(jù)。
三、分析實驗數(shù)據(jù)
通過觀察實驗現(xiàn)象,分析實驗數(shù)據(jù),我們得出以下結(jié)論:在六種常見食物中,月餅對洛氏路舍蟻的誘集效果最明顯,且月餅的體積明顯減小,這說明月餅是洛氏路舍蟻最喜愛且易于搬運的食物。面包的誘集效果排第二,白糖排第三。值得注意的是,在放置橘子和食鹽的區(qū)域,5 cm半徑范圍內(nèi)均未發(fā)現(xiàn)洛氏路舍蟻的活動跡象,這表明橘子和食鹽不僅對洛氏路舍蟻沒有誘集作用,反而可能有驅(qū)趕或傷害作用,使得洛氏路舍蟻不愿接近。
通過這次實驗,我們體會到了自己動手實驗、探索未知的樂趣。實驗不僅讓我們將理論知識與實際操作緊密結(jié)合,還幫助我們更好地理解和掌握了科學原理。在實驗過程中遇到的困難和挑戰(zhàn)也讓我們明白,科學合理的實驗方案至關重要,實驗方法和實驗用品也并非固定不變,而是需要根據(jù)實際情況靈活調(diào)整。
專家點評
徐朗月、李子伊同學選擇常見食物對特定螞蟻的誘集作用這一課題進行探究,選題貼近生活,角度新穎獨特。在探究過程中,她們改進實驗方案,控制實驗條件,觀察螞蟻行為。在收集到足夠的數(shù)據(jù)后,她們分析討論,發(fā)現(xiàn)月餅是洛氏路舍蟻的最愛,而橘子、食鹽可能對其具有驅(qū)趕作用。這項研究為螞蟻防治提供了新的思路,具有潛在的應用價值。