Question

３９. 分析有關科學探究的資料，回答問題：（共12分）

能夠影響生物生殖和死亡時間安排的那些特征構成了生物的生活史。達爾文認為：種群的生活史特征是由自然選擇所塑造的進化適應。下列實驗檢驗了達爾文的觀點。虹鳉是觀賞魚中最易辨認的一種小形淡水魚。在某河流系統中，虹鳉生活在小水潭中，地理隔離使種群間彼此無法進行基因交流，如圖1。Reznick和Endler研究初期發現，虹鳉種群的一些生活史特征是與溪流水潭中主要的捕食者類型相關的，水潭①中的捕食者花鳉捕食較小的和未成熟的虹鳉；水潭②中體型較大的狗魚則捕食大而成熟的虹鳉。

（１）Reznick和Endler研究虹鳉生活史的進化適應性只有在追蹤一個       隨時間所發生的改變時才是明顯可見的。

（２）觀察發現，狗魚捕食大而成熟的虹鳉，但并不因此而消滅虹鳉。從生殖發育的角度看，這類虹鳉區別于有花鳉的水潭中的虹鳉的生活史特點是                       

（選填字母a.早成熟，b.晚成熟，c.每次生殖產生的后代比較多，d.每次生殖產生的后代比較少），否則虹鳉就沒有生殖的機會。一種合理的推論是：對大小不同虹鳉所進行的

           造成了虹鳉出現生活史差異，導致了生活史的適應。

（３）Reznick和Endler對上述推論進行了檢驗。

假設：不同捕食者的取食嗜好通過     過程能導致不同的虹鳉種群產生生活史差異。

預期：如圖1所示，將虹鳉從      （填水潭編號）號水潭有狗魚的地方轉移到沒有狗魚但有花鳉（內無虹鳉）的地方，被移地的虹鳉種群應當世世代代表現出          ，這是與花鳉共存的虹鳉所具有的典型的生活史特征。

實施：按照“預期”中的移地試驗進行了連續11年（30~60個世代）的觀察和記錄。

ⅰ）實驗中的對照組是                                       。

ⅱ）科學家測定了整個實驗中虹鳉性成熟個體體重和年齡等生活史特征，結果如下表。在圖1右側將下表中數據結果轉換成柱形圖   ▲  ，以顯示性成熟個體體重和年齡的變化特征。并填寫下表中“移地虹鳉的相對變化值（%）”的數值。

虹鳉移地與否對生活史影響的結果統計

觀測指標 觀察對象	虹鳉成熟時體重/mg		虹鳉成熟時年齡/d
	雌	雄	雌	雄
來自有狗魚水潭的虹鳉	161.5	67.5	85.7	48.5
移入有花鳉水潭的虹鳉	185.6	76.1	92.3	58.2
移地虹鳉的相對變化值（%）	雌性體重增加       % 雄性體重增加       % 種群體重增加       %		雌性成熟年齡延長      % 雄性成熟年齡延長      %

結果與分析：                                 。由此，細心的科學家用“田間”實驗證明了虹鳉種群生活史特征的形成是在相對較短的時間內的一個自然進化過程。

Answer 1

（1）種群  （2）a、c ；選擇性捕食   （3）假設：自然選擇

預期： ②; 晚成熟的傾向且個體較大

實施：ⅰ）對照組是有狗魚水潭中的虹鳉的處理組 （或:②號水潭）

ⅱ）柱形圖（3分）（其中標注1分，圖2分）

移地虹鳉的相對變化值（%）

雌性體重增加14.9 雄性體重增加12.7 種群體重增加14.3

雌性成熟年齡延長7.7 雄性成熟年齡延長20

結果與分析：移地種群性成熟的個體平均體重和年齡都比對照組種群顯著增加，說明選擇性捕食可造成獵物種群的進化適應（支持上述假說。選擇性捕食是造成虹鳉種群出現生活史差異的原因。）