Themen:

Alles ausblendenAlles einblenden

Anhand von Skeletten, Schädeln und einem Abguss eines Urvogel-Fossils werden die Verwandtschaftsbeziehungen zwischen Schildkröten, Echsen, Krokodilen, Vögeln und Säugetieren rekonstruiert.

Dabei werden Begriffe wie 'abgestufte Ähnlichkeit' und 'Homologie' sowie die Grundlagen der phylogenetischen Stammbaumrekonstruktion vermittelt. Der Weg wissenschaftlichen Erkenntnisgewinns durch das Erstellen von Hypothesen und die Hypothesenselektion anhand des Prinzips der sparsamsten Erklärung werden durch "learning by doing" verständlich.

Direktlink

Anhand der Lebendbeobachtung von Wasserinsekten im Aquarium sowie der genaueren Analyse einzelner Strukturen - z.B. der Beine - unter dem Stereomikroskop werden Anpassungen in Verhalten und Körperbau erkannt, die es den von Landwanzen abstammenden Rückenschwimmern und Ruderwanzen ermöglichen, trotz Beibehaltung der Luftatmung im Wasser zu überleben.

Dabei steht der Zusammenhang von Passung, Verhalten und Lebensweisewechsel im Vordergrund sowie die Erkenntnis, dass erst durch die Selektion eine Passung zur Anpassung wird. Angepasstheit soll als wichtiges Indiz für das Wirken der Selektion erkannt werden.

Direktlink

Das Experiment verdeutlicht die mögliche Bandbreite der Variabilität zwischen nahe verwandten Organismen und die Herausforderung, diese Bandbreite adäquat festzuhalten. Anhand von Messungen an verschiedenen Individuen der Zuckererbse wird aufgezeigt, wie groß die Variabilität zwischen einzelnen Zuchtlinien sein kann und wie wichtig die korrekte Beschreibung dieser Variabilität ist.

Viele bekannte und gemeinhin verwendete Abgrenzungsmerkmale sind bei näherer Betrachtung nämlich gar keine solchen. Andere, unscheinbare Merkmale dagegen können gut zur Abgrenzung einzelner Zuchtlinien verwendet werden.

Die SchülerInnen wählen und messen eine Reihe von Merkmalen und versuchen, die einzelnen Zuchtlinien der Zuckererbse voneinander abzugrenzen. Im Zuge des Experimentes wird deutlich, dass die Auswahl von Merkmalen sowie die Art und Weise, wie diese gemessen und dokumentiert werden, von grundlegender Bedeutung sind. Die SchülerInnen gewinnen hierdurch eine Vorstellung, dass kritisches Hinterfragen von Messungen nicht negativ, sondern ein wichtiger Baustein der Evolutionsforschung ist.

Direktlink

Das Experiment verdeutlicht die Prinzipien von Mutation und Selektion: Anhand von Experimenten mit verschiedenen Stämmen des Bakteriums Escherichia coli wird aufgezeigt, dass Mutationen ein zufälliges, aber über lange Zeiträume kontinuierliches Auftreten zeigen. Der überwiegende Teil der Mutationen eines Organismus ist für diesen schädlich. Ein kleiner Teil der Mutationen kann jedoch bei gewissen Umweltbedingungen ein Vorteil sein, wodurch die betroffenen Organismen eine positive Selektion erfahren.

Die SchülerInnen ermitteln die Bakterienzahl in einer Bakteriensuspension unbekannter Konzentration und lernen, wie Antibiotika-Resistenzen entstehen. Im Zuge des Experimentes wird die Selektion von vorteilhaften Mutationen experimentell nachgestellt. Die SchülerInnen erleben die Arbeitsweise in der Mikrobiologie und gewinnen ein Verständnis für das zufällige Auftreten von Mutationen.

Das Experiment wird anhand von Hilfsmaterialien eigenständig in der Schule ausgewertet.

Direktlink