“适者生存”这句话人人会说，但很容易被误解成“生物为了活下去主动改变自己”。这个模拟活动只用彩纸和一块桌布，就能让学生亲手做出一次自然选择，并看清一件关键的事：变异本来就存在，环境只是在做筛选。

它是初中生物进化单元里很有效的一项课堂活动，两三个人一起做效果最好。

安全提醒（先读这一段）

  • 纸片属于小碎片，务必远离三岁以下幼儿和宠物，防止误吞。
  • 用剪刀裁纸时注意手指，由年龄较大者操作，刀口朝外，用完收好。
  • “捕食”时动作会比较快，请先清空桌面上的水杯和易碎物，站稳，不要争抢推挤。
  • 活动结束后清点回收所有纸片，清扫地面。
  • 这个活动没有化学或生物危险。

材料与器材

  • 绿色卡纸和红色卡纸各 1 张（颜色要和背景形成“一个接近、一个显眼”的关系）；
  • 剪刀、直尺、铅笔；
  • 绿色桌布或大张绿色卡纸 1 块（当“草地”环境）；
  • 白色桌布或白纸 1 块（当“雪地”环境，用于第二轮）；
  • 秒表或手机计时器；
  • 记录表格和笔，可选计算器。

第一步：草地环境，捕食三代

  1. 把两色卡纸都裁成边长约 1 cm 的小方片，绿色 25 片、红色 25 片。这 50 片代表一个初代种群，其中“绿”和“红”是同一物种里本来就存在的两种体色变异。
  2. 铺开绿色桌布。一人背过身，另一人把 50 片纸片均匀撒开（不要故意藏起某一种）。
  3. “捕食者”转身，在 15 秒内尽量多地捡纸片，看到哪片捡哪片，不要刻意挑颜色，这一条是实验成立的关键。
  4. 时间到，停手。数一数捡走了几片绿、几片红，把它们当作“被吃掉的个体”移出。
  5. 桌布上剩下的就是存活者。统计存活的绿、红数量并记录，这是第 1 代结果。
  6. 繁殖：让每个存活个体产生 1 个同色后代（即每种颜色的存活数翻倍），补足纸片撒回桌布。
  7. 重复第 3～6 步共 3～4 代，每代都记录两色的数量和百分比。
为什么必须“看到哪片捡哪片”：如果捕食者故意去找红色，那是人工选择，不是自然选择。这个活动模拟的是“显眼的更容易被发现”这一自然规律，所以要如实地凭第一眼看到什么就捡什么。想更严格，可以规定捕食者只能用镊子、每次只捡一片。

第二步：换成雪地，结论会反过来

  1. 重新准备绿 25 片、红 25 片的初代种群（或者改用白色和棕色纸片更贴近真实）。
  2. 把桌布换成白色，代表环境变成了雪地。
  3. 用完全相同的规则再做 3～4 代，记录数据。
  4. 对比两轮结果：同样的两种变异，在不同环境下被淘汰的那一方正好相反。

这一步是整个活动的点睛之笔：它证明没有绝对“更优”的性状，只有更适应当前环境的性状。环境一变，原来的优势立刻变成劣势。

互动小实验 · 换环境，繁殖几代看看
第 0 代 棕色 12 白色 12

当前环境：草地。

环境：
纸片版做几代就很累了，这里可以快速跑很多代：选好环境反复点“繁殖一代”，再换成雪地看结果如何反过来。完整讲解见自然选择模拟详解。

现象记录

典型数据（各组的具体数字会有波动，但趋势应当一致）：

  • 草地环境：每一代被捡走的红色明显多于绿色；绿色比例从 50% 逐代上升到 70%、85%……红色越来越少；
  • 雪地环境：结果完全相反，绿色反而成了显眼的一方被大量捡走；
  • 无论哪种环境，被淘汰的一方很少彻底消失，总有少数个体侥幸存活；
  • 种群总数在“繁殖”后回升，但颜色比例已经改变了。

原理解释

达尔文的自然选择学说可以拆成四个环节，活动里的每一步都对应其中一个：

  1. 过度繁殖：生物产生的后代数量远超环境能容纳的数量，对应“存活者数量翻倍”这一步。
  2. 遗传和变异：同种生物个体之间存在差异，且这些差异能传给后代，对应“绿和红两种体色，后代与亲代同色”。注意变异是先有的，不是被环境逼出来的。
  3. 生存斗争：个体之间以及与环境之间存在竞争，只有一部分能活下来，对应“15 秒限时捕食”。
  4. 适者生存：具有有利变异的个体更容易存活并繁殖，把有利性状传下去；不利变异逐代减少，对应“绿色比例逐代上升”。

把这四条串起来就是一句话：变异提供了选择的材料，环境决定了选择的方向，遗传把结果积累下来。经过漫长时间的积累，种群的性状就会发生显著改变，这就是生物进化。

现实中最著名的对应案例是桦尺蛾。工业革命前，英国的树干上长着浅色地衣，浅色蛾不易被鸟发现，数量占绝对多数；工业污染使树干变黑后，深色蛾反而更隐蔽，几十年内深色个体就成了主流；后来环境治理、树干重新变浅，浅色蛾的比例又回升了。整个过程和这两轮纸片实验一步一步都对得上。

三个最容易错的地方

  • “环境让生物发生了变异” —— 错。变异是随机产生、本来就存在的（来自遗传物质的改变），环境只是从已有的变异里做筛选。撒纸片之前，绿和红就都在那里了。
  • “生物为了适应环境而主动进化” —— 错。单个个体不会为了活下去改变自己的体色。进化发生在种群层面，表现为不同性状个体比例的变化，而不是某个个体变了。
  • “不适应的性状会被彻底淘汰干净” —— 不一定。记录里红色几乎从未清零，因为总有个体侥幸没被发现。保留一定的变异多样性，反而让种群在环境再次变化时还有“备用方案”，这也是生物多样性为什么重要的一个原因。

当学生能用“过度繁殖、遗传变异、生存斗争、适者生存”这四步复述这个活动，并说清“变异在前、选择在后”，进化这一章最核心的思想就算学到手了。想弄明白那些被选择的变异究竟是怎样传给后代的，接着看两枚硬币做一次遗传实验；想看环境如何塑造整个生态系统，可以去食物链与能量流动那一篇。

给老师和家长的组织建议

  • 课时与分组：30 分钟，全班分两组；绿桌布与雪白桌布各一。
  • 动手前先说清楚：纸片勿入口，低龄需看管。

最容易被跳过的一步。两种环境都要做，否则学生会误以为「绿色天生占优」。每一代结束时把比例写到黑板上，几代下来那条趋势线自己就出来了。

怎么判断真的懂了。能用「过度繁殖、遗传变异、生存斗争、适者生存」复述活动，并说清「变异在前、选择在后」，即达标。