科学:小学教师指南/动物
小学教师们都知道孩子们天生对动物充满好奇。
狗、猫、马和恐龙占据了许多孩子的注意力,电视和电脑是获取信息的重要来源。教师们很难跟上所有涌入的信息,因此他们需要帮助学生解读和评估信息。除了某些课程和可能与学生接触的相同信息来源之外,大多数教师没有机会学习足够多的知识来领先于孩子们。
还可以利用学生对动物的兴趣来提供语言和数学等其他学科的教学。
激发兴趣的一种方法是了解到科学界已经描述了大约 200 万种动物物种,但可能还有另外 2500 万种或更多尚未被发现。科学家每年都会描述大约 18000 种新的动物和植物物种。学生喜欢学习动物知识,所以这是一个吸引他们注意力的绝佳方式。
地球上有数十亿个个体,可能还有 3000 万种生物(生命体)。
生物学家研究生物体,并根据它们的相似性和差异为它们命名和分类。这种分类系统就像图书馆目录一样,允许将新的信息放置在对未来研究最有用的位置。
现今科学家使用的系统将所有生命体分为七个组(称为分类单元,单数:分类群)。这七个组按从最一般到最具体的顺序排列。这些分类单元按顺序分别是:界、门、纲、目、科、属、种。
这些组像杯子一样嵌套。任何一种生物都只属于一个物种。几个物种可能属于一个属,几个属属于一个科,几个科属于一个目,以此类推。
- 界:是域以下的第二高分类等级。界被细分为称为门的较小群体。
- 门:是动物和其他生物体的最大公认分类群的名称,它们具有某些进化性状。我们熟悉的动物通常属于五个不同的门,分别是:刺胞动物门(水母和海葵)、脊索动物门(包括脊椎动物)、节肢动物门(如昆虫、蜘蛛和螃蟹)、软体动物门(蜗牛、蛤蜊和章鱼)和棘皮动物门(海星和海胆)。
- 纲:门被细分为纲。脊索动物门(脊椎动物)被细分为哺乳纲、辐鳍鱼纲、软骨鱼纲、鸟纲、两栖纲和爬行纲。
- 目:纲被细分为更小的群体,称为目。哺乳纲被细分为不同的群体,包括食肉目、灵长目、偶蹄目和啮齿目。
- 科:动物的各个科具有相似的特征。食肉目被细分为包括猫科(猫)、犬科(狗)、熊科(熊)和鼬科(鼬鼠)的科。
- 属:每个动物科又被细分为称为属(复数:属)的较小群体。它包含具有相似特征并密切相关的动物。
- 种:最小的群体是种。种包括所有属于同一类型的动物,它们繁殖后代,后代也是同一类型的。例如,虽然任何两只大白鲨都属于同一个物种,就像任何两只灰鲭鲨一样,但大白鲨和灰鲭鲨属于不同的物种(因为它们不能交配)。其他物种的例子包括狗、猫、鸡和人类。
由于生命是混乱的,并不遵循我们可能喜欢的规则,因此在许多这些分类等级中,有一些中间群体 - 最常见的是用“亚”或“超”前缀表示。例如,脊椎动物亚门是脊索动物门中包括有脊椎动物的群体(包括我们)。
生物体的科学命名叫做分类学。所有生物体都用二名法(双名法)命名。名称中的第一个词是属,第二个词表示特定的种。这些名称始终写在一起,并且用斜体或下划线表示。如果没有属,种名(名称中的种部分)就没有意义,因为许多不同的生物体可能具有相同的名称,但没有其他生物体具有相同的属和种的名称。
物种二名法的例子是Panthera leo。这指的是狮子,并且只指狮子。
名称还可以显示动物之间的关系。例如,在不知道其他任何信息的情况下,你可以判断Panthera tigris是狮子的近亲,因为它与属Panthera共享。由此可知,科学名称很可能属于老虎。
所有生物体都被归类到界。有六个界,分别是动物界、植物界、真菌界、细菌界、原生生物界和色藻界。
狮子属于以下类别:
- 动物界(包括所有动物)
- 脊索动物门(包括所有脊椎动物,以及一些其他更原始的动物)
- 哺乳纲(包括所有哺乳动物)
- 食肉目(包括食肉哺乳动物,从熊到浣熊到海豹)
- 猫科(包括所有猫科动物)
- 豹属(包括大型吼叫猫科动物:狮子、老虎、美洲虎和豹子)
- 狮种(狮子)
所有动物都属于动物界,这仅仅意味着动物。该界的成员都具有相似的特征。虽然它可能与其他类别(界)共享一些特征,但所有特征加起来是该界独有的。任何级别的分类单元都是如此。
就动物界而言,动物是多细胞(身体中有多个细胞)的真核生物(这些细胞具有细胞核)。动物是能动的,这意味着它们可以在某个生命阶段(一些动物可能在一生中没有这种能力)独立移动(不需要风或波浪)。它们的身体结构在发育过程中最终会固定下来,尽管一些动物在生命中的某个阶段会经历变态(身体变化)。
所有动物都是异养生物:它们必须以其他生物体的有机物为食才能生存。
出于一般目的,动物被分为两大类:脊椎动物和无脊椎动物。有脊柱和脊髓的动物是脊椎动物,包括鱼类、两栖动物、爬行动物、鸟类和哺乳动物。所有没有脊柱或脊髓的动物都是无脊椎动物。无脊椎动物包括蜘蛛、昆虫、海葵、蚯蚓等等。无脊椎动物的种类比脊椎动物多得多。
脊椎动物 /ˈvɜːrtᵻbrᵻts/(有脊柱的动物)属于脊索动物门的脊椎动物亚门 /-ɑː/。
脊椎动物占了脊索动物的绝大多数,目前已描述了大约 40000 种,但仍只占所有已描述生命体的 4%。脊椎动物包括无颌类鱼类和有颌类脊椎动物。有颌类脊椎动物包括软骨鱼类(鲨鱼和鳐鱼)和硬骨鱼类。
四足动物(有四肢的动物)从技术上讲是硬骨鱼类的一个群体,因为它们是由鱼类进化而来的。四足动物是一个非正式的群体,被分为四个现存群体:两栖动物、爬行动物、鸟类和哺乳动物。现存的脊椎动物的大小范围从青蛙物种Paedophryne amauensis,只有 7.7 毫米(0.30 英寸)长,到蓝鲸,长达 33 米(108 英尺),是地球上已知最大的动物。
这里有一个解释脊椎动物和无脊椎动物分类的视频链接:https://www.youtube.com/watch?v=wd-QnKlfZHI
界 动物界
门 脊索动物门
亚门 脊椎动物亚门
纲 哺乳纲
哺乳动物一直是人类重要的食物来源。它们的皮毛被用来制作衣服,其他身体部位被用来制作工具和装饰品。它们的身体上长着毛发或皮毛,用来维持一定的体温。一些哺乳动物的大脑发达,便于生存。
所有哺乳动物都有乳腺。这些是专门的腺体,分泌一种物质(乳汁)来喂养幼崽。
哺乳动物的一个特征是大多数哺乳动物会产下活的幼崽,并从一开始就照顾它们。
在大多数常见的哺乳动物(有胎盘的哺乳动物)中,胚胎在被称为胚胎囊的保护囊中生长,该囊连接到母体的子宫。营养物质通过脐带从胎盘流向正在发育的幼崽。幼崽的废物也会通过相同的脐带转移,然后由母体的身体排出。所有哺乳动物都用母乳喂养幼崽。
有袋动物(负鼠、袋鼠)没有胎盘来喂养正在生长的胚胎,幼崽出生时发育很不成熟,会依附到母亲的乳腺上继续生长,同时以乳汁为食。
单孔目是产卵的哺乳动物。当幼崽孵化后,它们仍然以母乳为食。鸭嘴兽和针鼹是单孔目动物。
哺乳动物是温血动物(内温动物),这意味着它们保持自身的体温,不受环境温度的影响。如果不能维持正常体温,就会导致死亡。
哺乳动物是拥有新皮层、毛发、三块中耳骨和乳腺的脊椎动物。哺乳动物的大脑调节体温以及循环系统,包括四腔心脏。哺乳动物的寿命从不到一年(一些老鼠)到大约 60 年(大象)不等。人类有时可以活到 100 多岁。
一些哺乳动物在一年中的不同季节会迁徙。其他哺乳动物则忽略寒冷的月份,进入冬眠或半冬眠状态。像熊和臭鼬这样的哺乳动物会吃大量的食物,以积累脂肪,而其食物量与体重比例很大。这些储存的脂肪将在动物冬眠的冬季月份消耗掉。为了不消耗过多的能量,它们会减缓心率、降低体温,甚至控制呼吸,使其减慢。
哺乳动物在其所处的生态系统中起着至关重要的作用。哺乳动物对于维持与维持平衡的生态系统相关的服务和功能至关重要。
各种哺乳动物被用作食物和服装资源。它们对于娱乐活动也很重要。
栖息地
[edit | edit source]哺乳动物几乎无处不在,从北极、南极、热带、沙漠到森林。有会飞的哺乳动物,也有会游泳的哺乳动物:蝙蝠、鲸鱼等。哺乳动物具有移动性,能够迅速适应环境变化。当食物供应和其他环境条件发生变化时,它们能够迁移到新的地点。已知哺乳动物会迁徙,这意味着动物从一个地区或栖息地迁移到另一个地区,尤其是在季节性变化的情况下定期迁移。例如,帝王蝶从加拿大迁徙到墨西哥。麋鹿也被称为从夏季的高山迁徙到冬季的低海拔地区。虽然一些哺乳动物会迁徙,但像熊这样的其他哺乳动物在季节变化时会冬眠。冬眠是内温动物的一种不活动和代谢抑制状态。在冬眠期间,哺乳动物的心率减慢,体温下降,呼吸频率降低。处于真正冬眠状态的动物无法被唤醒。
鱼类
[edit | edit source]界 动物界
门 脊索动物门
纲:有颌类(有颌鱼类)
据估计,鱼类(通常称为鱼类)在地球上生存了 5 亿年。鱼类是指所有具有鳃的、水生的、头骨动物,但没有带指头的四肢。这个定义包括现存的盲鳗、七鳃鳗、软骨鱼和硬骨鱼,以及各种已灭绝的有关物种。大多数鱼类是外温动物,允许其体温随着环境温度的变化而变化,但一些体型较大的活跃游泳动物,例如大白鲨和金枪鱼,可以保持较高的核心体温。鱼类在大多数水体中都很丰富。最大的鱼类是鲸鲨,它可以长到 40 多英尺长,体重可达 41,000 磅或以上。近年来发现的最小的鱼类是溪?鱼,雄性只有 0.31 英寸长,雌性可以长到雄性的两倍左右。
两栖动物
[edit | edit source]界 动物界
门 脊索动物门
纲:两栖纲
两栖动物通常以水生幼虫的形式开始生命,但一些物种已经进化出行为适应性来绕过这一点。幼虫通常经历从带鳃的幼虫到带肺的成年气呼吸形式的变态。两栖动物使用它们的皮肤作为辅助呼吸表面,一些小型陆地蝾螈和蛙类没有肺,完全依靠皮肤呼吸。
两栖动物是外温动物(冷血动物)脊椎动物,这意味着它们有脊椎,它们的生命的一部分在水中度过,主要是在幼虫和产卵阶段,然后在它们经历变态后,生命的一部分在陆地上度过。
两栖动物有腺体,会分泌一种厚厚的、粘稠的粘液,覆盖在它们的皮肤上,为它们在陆地上的生活提供水分和保护。成年蟾蜍生活在陆地上,只有在产卵时才会回到水中。它们的皮肤大部分覆盖着疣状突起。另一方面,成年蛙类和一些类型的蝾螈非常适合陆地和水生环境。在陆地上,它们用肺呼吸。在水中,溶解在水中的氧气通过它们的皮肤吸收。
常见的两栖动物有:蛙类、蟾蜍和蝾螈。
爬行动物
[edit | edit source]界 动物界
门 脊索动物门
纲:爬行纲
爬行动物是一组(爬行纲)四足动物,包括今天的龟类、鳄鱼类、蛇类、蜥蜴类及其已灭绝的近亲。爬行动物皮肤干燥,有鳞片,是冷血脊椎动物。爬行动物的皮肤会随着它们体型增大而脱落,它们脚趾上还有爪子。大多数爬行动物都是无害的,除非它们感到危险或饥饿。数百万个家庭在家里饲养着某种形式的爬行动物作为宠物,例如龟类、蛇类或蜥蜴类。一些爬行动物产卵,然后在阳光和土壤中孵化,一些幼崽是活产的。
龟类
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纲:爬行纲
目:龟鳖目(龟类)
龟类最出名的是它们的特征,即它们的外壳。它们有上壳和下壳,身体在两者之间,能够将头部、尾巴和四肢缩进外壳。龟类具有各种特征,例如骨质颌骨,形成一个锋利的喙(没有牙齿),短腿和行动缓慢。
龟类生活在陆地上,通常被称为陆龟,一些生活在咸水中,被称为蛇颈龟,一些生活在海水中。它们可以长到 8 英尺长,体重可达 1,000 磅。
蜥蜴类
[edit | edit source]界:动物界
门:脊索动物门
纲:爬行纲
目:有鳞目
亚目:蜥蜴亚目
- 体型
蜥蜴通常有脚和外耳,而蛇类没有这些特征。然而,由于它们被定义为排除了蛇类,因此蜥蜴作为一个群体没有独特的区分特征。蜥蜴和蛇类都有可移动的方骨,这将它们与喙头目区别开来,喙头目的头骨更原始、更坚固。许多蜥蜴可以脱落尾巴来逃避捕食者,这种行为被称为自切。蜥蜴头部较小,身体和尾巴较长。由于蜥蜴种类繁多,它们体型多样也就不足为奇了。最大的蜥蜴是印度尼西亚东部的科莫多巨蜥,可以长到约 4.5 米长,体重接近 115 公斤。最小的蜥蜴是微小的矮壁虎,长到 1.6 厘米,体重为 0.0042 盎司。
- 栖息地
蜥蜴遍布世界各地。一些生活在树上,另一些喜欢生活在地面的植被中,还有一些生活在岩石中的沙漠中。例如,德克萨斯角蜥生活在北美南部植被稀少的温暖地区。另一方面,北美围栏蜥蜴喜欢生活在北美北部的凉爽松树林中。
- 习性
大多数蜥蜴在白天活动。蜥蜴是冷血动物,这意味着它们依靠环境来帮助它们升温。它们利用阳光的热量来提高体温,并在身体温暖时活动。阳光还有助于蜥蜴产生维生素 D。它们白天会花时间在岩石上晒太阳,寻找食物或等待食物上门。
一些蜥蜴有领地意识,而另一些可以轻松地与几十只其他蜥蜴(包括许多不同物种)生活在一起。
- 食性
许多蜥蜴是食肉动物。蜥蜴的典型食物包括蚂蚁、蜘蛛、白蚁、蝉、小型哺乳动物,甚至其他蜥蜴。其他蜥蜴是杂食动物,这意味着它们吃植物和肉类。这些蜥蜴喜欢水果、叶子和蔬菜。一些蜥蜴是草食动物,只吃植物。鬣蜥和棘尾蜥也吃植物。
鳄鱼类
[edit | edit source]纲:爬行纲
目:鳄目
鳄鱼类有 20 多个物种,它们都生活在水里或靠近水的地方,最出名的是短吻鳄或鳄鱼。它们生活在热带地区,以它们的皮革而闻名。它们有细长、低矮的蜥蜴状身体,以及细长的嘴巴,长着强壮的颌骨和锋利的牙齿。这些类型的爬行动物有短腿、带蹼的后脚和一条强壮的尾巴,用它来游泳。
虽然短吻鳄和鳄鱼看起来很像,但它们有一些特征可以轻松区分它们。短吻鳄的嘴巴呈宽圆形,而鳄鱼的嘴巴更窄、更尖。短吻鳄比鳄鱼更重。短吻鳄比鳄鱼更慢、更不凶猛。
蛇类
[edit | edit source]界 动物界
目:有鳞目
门:脊索动物门
纲:爬行纲
亚目:蛇亚目(蛇类)
蛇没有腿、耳孔和眼睑,这意味着它们的视力和听力不是很好。蛇有一层透明的鳞片可以保护它们的眼睛。蛇仍然可以四处移动,但它们不使用眼睛或耳朵,而是使用鼻孔。它们也通过雅各布森器官来闻味。蛇也以使用舌头而闻名,它们的舌头非常适合拾取空气中的气味颗粒。当蛇使用舌头时,空气颗粒会进入它们的雅各布森器官,并将信号发送到大脑以确定气味。由于蛇没有腿,它们会左右摇摆身体,以蜿蜒的方式移动。它们使用腹鳞,即它们身体下方的大型鳞片。如果一条蛇看起来像毛毛虫,那是因为它们正在使用腹鳞,但它们移动得很慢。
蛇是食肉动物,这意味着它们吃肉,它们主要吃啮齿动物或小动物。它们以整吞食物而闻名,它们使用灵活的下巴和可分离的铰链来吞下比蛇本身更大的身体。尽管蛇有牙齿,但它们不用于咀嚼食物。它们的牙齿有助于抓住食物,使它们更容易将食物移到喉咙里。有些蛇有毒,这可以帮助它们杀死猎物,但另一些则选择窒息猎物。有毒蛇有空心的毒牙。当它们攻击时,毒液从它们的毒液腺中挤压到空心的毒牙中,将毒液传递到猎物或受害者身上。
鸟类
[edit | edit source]KINGDOM Animalia PHYLUM Chordata CLASS Aves(鸟类)
鸟类是一类温血脊椎动物。所有其他动物和鸟类之间最明显的区别是鸟类有羽毛。鸟类没有牙齿,但有喙和羽毛。它们是温血动物,通常会飞翔,但其他动物也会飞翔,但它们与蝙蝠的区别在于它们有羽毛。有一些例外,例如鸵鸟、几维鸟和企鹅。鸵鸟可以快速奔跑,而帝企鹅可以很好地游泳。它们能够飞翔的原因是它们的身体光滑,翅膀能够与轻盈的体重相比具有很大的表面积。许多鸟类每天吃掉它们自身体重的食物,因为飞行需要大量的能量。鸟类可以在天空、树上、水面上飞翔,有些甚至可以在水下游泳。最小的鸟是蜂鸟,只有大约 2 英寸长,重 1/10 盎司。最大的鸟是非洲鸵鸟,它可以长到 8 英尺高,体重超过 300 磅。鸵鸟不仅不能飞,而且还是陆地上跑得最快的鸟,时速可达 40 英里。潜水速度最快的鸟是游隼,它以每小时 200 英里的速度俯冲到猎物身上。飞得最高的鸟是斑头雁,它们在喜马拉雅山脉上空 25,000 英尺处被发现。鸟类整理羽毛以加强它们。这样做是为了防水和减少飞行时的空气阻力。它们用喙从尾部的腺体中挤出一滴油,并将其涂抹在羽毛上。
喙和脚是为了适应不同的功能而设计的,从一只鸟到另一只鸟有着很大的多样性。鸭子有蹼足,有助于游泳,还有勺形喙,有助于在水中舀取植物和小鱼。有些喙更适合于啄碎种子或撕裂肉类。其他鸟类有爪子,可以捕获小动物,并能够栖息在树枝上而不掉下来。
节肢动物
[edit | edit source]界 动物界
PHYLUM Arthropoda
节肢动物是具有外骨骼(外骨骼)、分节体和关节附肢(成对附肢)的无脊椎动物。节肢动物构成节肢动物门,包括昆虫、蛛形纲动物、多足纲动物和甲壳纲动物。节肢动物的特点是它们有节肢和由几丁质组成的表皮。坚硬的表皮会抑制生长,因此节肢动物会定期通过蜕皮来更换表皮。节肢动物从龙虾和虾到蜘蛛、千足虫和昆虫。节肢动物是最多样化的动物门,尤其是因为它包括昆虫(占世界上绝大多数动物物种)。但是,它只是无脊椎动物的几个门类之一。其他无脊椎动物门包括环节动物(分节蠕虫)、软体动物(蜗牛、蛞蝓、章鱼和鱿鱼)、刺胞动物(水母)、棘皮动物(海星)等等。
昆虫
[edit | edit source]CLASS Insecta
昆虫是六足动物。它们有一个坚硬的外壳,叫做外骨骼,提供支撑和保护。外骨骼的意思是“外部骨骼”,许多没有脊椎的动物都有这种骨骼。昆虫是拥有外骨骼的最大动物群体。昆虫有三个部分(头部、胸部和腹部)。
蜘蛛
[edit | edit source]CLASS Arachnida
所有的蜘蛛都是八条腿的捕食性生物,它们在身体后端有器官可以吐丝。它们是蛛形纲家族中最大的部分,该家族还包括蝎子和蜱虫。蜘蛛都有用带有毒液的毒牙咬杀猎物的能力,几乎所有蜘蛛都有毒(即使只是轻微的毒)。
世界上大约有 30,000 种蜘蛛,除了南极洲以外,每个大陆都有蜘蛛。而且它们不是新来的:在石炭纪岩石中发现了蜘蛛化石,可以追溯到 3.18 亿年前。
蜘蛛解剖学 蜘蛛有两个身体部分,腹部和头胸部。第一个或前面的部分是头胸部,它是由头部和胸部融合形成的。头胸部包含眼睛、嘴巴和腿。
甲壳纲动物
[edit | edit source]CLASS Crustacea
甲壳纲动物包括龙虾、螃蟹、虾和小龙虾等动物。大约 30,000 种甲壳纲动物中的大多数生活在咸水中。有些生活在淡水中,只有少数生活在陆地上。像许多其他节肢动物一样,甲壳纲动物通过蜕皮来生长。较小的甲壳纲动物以硅藻和其他微小的食物生产植物为食。许多甲壳纲动物被磷虾、鱼类和其他较大的水生动物食用。
测验
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迁徙
[edit | edit source]一些昆虫和哺乳动物会迁徙,这是因为从一个季节到另一个季节的食物供应和天气模式发生了变化,许多鸟类在相隔很远的地方度过冬天和夏天。鸟类的迁徙至今仍是自然界中最令人着迷且最不为人知的现象之一。蓝松鸡的迁徙方向相反,它们在夏天栖息在低地,并在冬天迁移到山区常绿树木的顶部。
超过2亿年,鸟类已经很好地适应了许多不同栖息地和条件的要求,并具有一些独特的特征。
大多数昆虫经历完全变态,包括卵、幼虫、蛹和成虫阶段,卵发育为幼虫,即蠕虫或毛虫阶段。幼虫几乎不停地进食,有些幼虫食量惊人,然后进入蛹阶段(对于蛾来说,这被称为茧,对于蝴蝶来说,这被称为蛹。蛾子用丝织成它的茧,但蝴蝶的蛹是形成并硬化在毛虫周围的保护壳。蚱蜢或蟋蟀的卵不会发育为毛虫,而是孵化成若虫。若虫与成虫相似,只是没有翅膀,身体比例不协调,头部看起来比身体大。蜻蜓和豆娘的若虫与成虫阶段差异更大。昆虫的生长发育中最简单的模式只出现在少数无翅昆虫中。
适应是指随着时间的推移发生的改变过程,通常是对环境条件变化的反应,例如天气或食物供应。北极燕鸥、驼鹿和其他动物的迁徙表明季节性适应,就像毛茸茸的动物在秋天长出更厚的毛皮一样。松鼠本能地为冬天储存坚果,这是适应艰难时期的一种方式。
适应性
适应性是指生物体适应环境的能力。这意味着每一个生物体都具有适应性。一个迷人的观点是,适应性表明一个随着时间推移的改变过程,通常是对环境条件变化的反应,例如天气或食物供应。
伪装是适应性的一种例子,它使一些动物能够融入周围环境。颜色、图案和体型都是帮助捕食者和猎物伪装的适应性特征。例如,比目鱼,一种扁平的鱼,在海底寻找猎物时会平躺。这些鱼往往与海底的砾石或沙子融为一体,以躲避捕食者。根据查尔斯·达尔文的自然选择进化理论,生物体适应它们的环境,以更好地适应生存,并将它们的基因传递给下一代。