探究环境气压变化对蚂蚁搬家行为的影响

探究环境气压变化对蚂蚁搬家行为的影响

国庆节没有外出，但是一直宅在家里也不是个事儿，就陪着媳妇和儿子四处闲逛。闲逛中间，忽然下起小雨，淋了一个措手不及。

而恰恰是这场不期而遇的小雨，催生了一个有意思的生物学实验探究课题。

请往下看……

课题产生

媳妇曰：你连一只蚂蚁都不如，蚂蚁还知道在下雨之前搬搬家，你也不知道带把伞。

微主曰：我以前靠膝关节疼痛来预报天气的，今天膝关节没有疼，不应该下雨啊。

儿子曰：蚂蚁怎么知道天要下雨的呢？

微主曰：蚂蚁肯定不像诸葛亮一样会掐会算，估计和我一样有关节炎，靠气压变化预报天气。因为下雨之前，气压会降低，关节受到的压力也会降低，这会导致关节炎患者的关节产生水肿，进而压迫本来就敏感的痛觉神经，从而导致疼痛加剧。

儿子曰：也可能是蚂蚁通过感知空气的湿度变化来预测天气变化的。

微主曰：可以做一个实验，看看蚂蚁是靠什么来预报天气的。

儿子曰：咋做啊？

微主曰：可以用控制变量法处理。先保持湿度不变，改变大气压观察蚂蚁的反应；再保持大气压不变，改变湿度观察蚂蚁的反应。

儿子曰：改变湿度比较好操作，改变气压比较困难。

微主曰：以前家里有一个蚂蚁工坊，如果再网购一个蚂蚁工坊，把蚂蚁工坊放在一个密封容器内，然后用注射器往外抽气，不就模拟低气压了吗？

媳妇曰：麻烦不麻烦，直接捉几只蚂蚁装瓶子里，把你的蚂蚁工坊和密闭容器都省了，既方便观察，又节约开支。

儿子曰：#￥……&%……￥#……&%……#￥……

实验设计原理

蚂蚁生活在地下，相比于空气湿度，大气压强的变化更容易传递到蚁穴的深处。我们猜想蚂蚁主要是通过感知大气压强的变化来预知天气变化。

利用控制变量法，通过改变气压观察蚂蚁行为，应该可以观察到气压变化对蚂蚁行为的影响。

实验器材准备

再完美的方案也比不上最粗糙的行动。当机立断，利用假期值班时间实施这个探究实验。实验小组由二人组成，一个是国庆赋闲在家的高一新生，一个是前来串亲的大一新生。

在先前的几个实验探究中，用到的部分仪器设备还没有归还，恰好能凑合着完成此次实验探究。

本次实验探究所需要的器材主要有带支管的大试管，橡皮塞，橡皮管和大号注射器。

这是一只带支管的大试管，内装上一些泥土、草叶之内的东西，用橡皮塞塞紧试管口，用小细树枝封堵支管口，使其既能通风透气，又能防止蚂蚁逃跑。

这是一只大号玻璃注射器，做好活塞的润滑，确保活塞运动顺畅，抽拉方便。

这是一截橡胶管，用于连接注射器和大试管的支管，利用注射器改变大试管中的气压，以便开展实验探究。

实验对象捕捉

在校园内寻找一个蚂蚁个头较大的蚂蚁窝，用纸片做成小漏斗状，将蚂蚁小心地铲入小漏斗，然后迅速地转移到大试管内，并及时塞紧橡皮塞，防止蚂蚁逃逸。

在一棵杨树根部发现蚂蚁窝

把蚂蚁拨拉到地面上

将蚂蚁铲进纸筒

将蚂蚁转移到量筒内

本次实验捕捉蚂蚁6只

最后，将量筒内的蚂蚁小心地转移到带支管的大试管内，以备实验。

实验探究

刚刚捕捉的蚂蚁在试管内惊恐不已，四处攀爬。需要将装有蚂蚁的大试管竖直放置一段时间。

一段时间后，蚂蚁由惊恐状态逐渐转变为情绪平息，大部分蚂蚁聚集在试管底部的泥土和草叶之间。

轻轻地将注射器与大试管连接，尽量不要惊扰蚂蚁。如果惊扰了蚂蚁，需要再次安抚蚂蚁，直至情绪平息。

然后悄悄地，缓慢地向外抽动活塞，逐渐减小试管内的气压，模拟大雨降至时的气压变化，观察和记录蚂蚁的行为变化。

向外移动注射器活塞后，保持注射器活塞的位置不变。大试管内的气压降低之后，蚂蚁由安静状态逐渐变得急躁不安，纷纷从试管底部的泥土和草叶之间爬出，向试管顶部聚集，实验效果非常明显。

实验结束后，拆解实验仪器，将蚂蚁放生，清洗试管和相关器材，以备下次使用。

实验探究结论

实验发现：蚂蚁对气压的变化非常敏感，气压降低对蚂蚁涌出蚁穴有着积极的作用。

下雨伴随着低气压，蚂蚁对低气压反应敏感，表现躁狂，离开蚁穴。因此，“蚂蚁搬家要下雨”这句谚语，具有一定的科学性。

后期实验设计

本次实验探究由于时间紧，器材有限，无法设置对照组。研究小组将择机开展后续实验，设置对照组，让实验探究方法更加科学，让实验探究结论更加可靠。

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