三人一组。组内一人通过将小球投掷到代表岛屿的杯子组中来模拟定殖过程;另一人通过掷骰子随机从杯子中移除小球来模拟灭绝过程;第三人负责记录数据。
花时间熟悉四个岛屿实验站。注意:其中两个为大型岛屿,各有12个杯子;另两个为小型岛屿,各有6个杯子。两个实验站的投掷线距离杯子2米,为远距离岛屿;另外两个实验站的投掷线距离杯子1米,为近距离岛屿。因此,四个实验站分别为远-大、近-大、远-小和近-小。假设:本实验中,一个备择假设可能是,杯子更多的大型岛屿将支持比小型岛屿更多的物种数量;零假设则可能是,无论岛屿大小,所有岛屿支持的物种数量相同。另一个备择假设可能是,距离大陆较近的岛屿比距离较远的岛屿具有更高的定殖率;零假设则可能是,无论距离大陆远近,所有岛屿的定殖率相同。此外,在所有试验中,我们还可以假设,随着岛屿上物种数量的增加,定殖率将下降,而灭绝率将上升;零假设则可能是,定殖率和灭绝率在岛屿上所有物种数量范围内均保持不变。
首先,从四个实验站中选择一个作为起始位置。
从该位置的标记线处,定殖模拟者需将小球投向岛屿,并尝试使小球落入杯子中。注意:每轮包含五次投掷,每次投掷代表一次定殖尝试。若小球落入一个空杯子中,则视为一次成功的定殖尝试,小球应保留在该杯子中。
数据记录者应在实验站提供的记录表中,将此次定殖尝试记入“定殖者”栏目的对应轮次中。
点击此处下载表1-4
若小球未落入任何杯子中,则将其取回。这是一次失败的定殖尝试。
若小球落入一个已有小球的杯子中,则将其取回。这也是一次失败的定殖尝试。
将本轮开始时的物种数量与定殖者计数相加。
数据记录者应将此数值记录在实验站记录表中“定殖后物种数量”一栏。
此时,灭绝模拟者应掷一次骰子。若试验在大型岛屿站点进行,则闭眼随机选择两个彩色骰子中的一个。
若对应颜色且编号与骰子点数相同的杯子中有小球,则将其移除。
数据记录者应在实验站记录表中将此次移除记为一次灭绝事件。注意:在小型岛屿站点进行试验时,操作流程相同,但只需将骰子点数与杯子编号匹配即可。若杯子中无小球,则不记录灭绝事件。对于大型和小型岛屿,若岛屿上现存物种数为3至8种,则共进行两次灭绝掷骰;若物种数为9至12种,则进行三次掷骰;若物种数少于3种,则不再掷骰。
此为一轮结束。之后,统计当前该站点杯子中的物种总数,并将此数值填入记录表中下一轮的“本轮开始时物种数量”一栏。
每组在一张桌子完成五轮后应更换实验站,以控制不同定殖模拟者投掷能力带来的偏差。重复试验并轮换实验站,直至所有四组在四个站点共完成20轮记录。
统计每个岛屿站点每轮开始时的物种数量、定殖者数量、定殖后物种总数以及灭绝事件次数的计数标记。
查看你的数据记录表。有多少次在某轮开始时物种数量为零?有多少次仅有一种物种?重复计算从0到12种物种在轮次开始时出现的次数。
在“定殖尝试次数”一栏中,将上述数值乘以5,以表示总共投掷的乒乓球数量。
再次查看你的数据记录表,计算“本轮开始时物种数量”各数值对应的定殖者总数。
将这些数值记录在相应定殖率计算表的“成功定殖尝试次数”一栏中。
将每个初始物种数量对应的“成功定殖尝试次数”除以“定殖尝试次数”,并将结果记录在相应定殖率计算表的“定殖率”一栏中。
对所有岛屿试验重复上述定殖率计算过程。
为计算每次试验的灭绝率,请返回近距离大型岛屿试验的数据记录表。统计“定殖后物种数量”从1到12的每种情况出现的次数,方法同前。
为计算灭绝尝试次数,若“定殖后物种数量”为0–2,则将“具有该物种数的轮次”数值乘以1;若为3–8,则乘以2;若为9及以上,则乘以3。注意:这些数值对应灭绝模拟过程中掷骰子的次数。
然后,利用数据记录表中的数据,统计“定殖后物种数量”各数值对应的灭绝事件总数。
将这些数值记录在相应灭绝率计算表的“灭绝事件”一栏中。
将这些数值记录在相应灭绝率计算表的“灭绝事件”一栏中。
对所有岛屿试验重复上述灭绝率计算过程。
之后,绘制每个岛屿站点的定殖率和灭绝率随物种数量变化的曲线图。
为四个图中的定殖率和灭绝率分别绘制最佳拟合直线。
比较近距离与远距离岛屿之间的定殖率。确定哪种距离条件下物种的动态平衡更高,并提出假设以解释你的观察结果。
接下来,比较大型与小型岛屿之间的灭绝率。确定哪种岛屿大小条件下物种的动态平衡数量更高。
观察图中定殖率曲线的斜率。判断其为正或负。
观察图中灭绝率曲线的斜率。判断其为正或负。