Arbeitsblatt: Systematik

Systematik Was verstehst du unter dem Begriff Systematik? Notiere dein Verständnis des Begriffs! In der Biologie ist die Systematik ein Fachgebiet. Carl von Linné (1735) hat ein System zur Bestimmung und Benennung der Lebewesen und ihrer Zuordnung zu einem formalen System eingeführt. Für was ist ein solches System gut? Anhand wichtiger Eigenschaften der einzelnen Organismen legt man Gruppen fest, deren Mitglieder übereinstimmende Merkmale aufweisen, während sie sich von anderen Gruppen stärker unterscheiden. In der modernen Systematik gilt es insbesondere, Artengruppen so abzugrenzen, dass die Einteilung entwicklungsgeschichtliche Abläufe widerspiegelt, die zur Entstehung der einzelnen Lebensformen geführt haben. Es ist nicht einfach, Organismen ohne Widersprüche in ein solches System einzuordnen. Man versucht dies, in dem man die Anatomie Physiologie Genetik Ökologie Beobachtbare Verhalten und Fossilfunde vieler Lebewesen miteinander vergleicht und untersucht. Heute sind über 1,5 Millionen Arten bekannt und zumindest teilweise beschreiben, aber weitaus mehr gilt es noch zu entdecken. Die Disziplin, die sich unmittelbar mit Fragen der Einordnung von Arten beschäftigen heissen Taxonomie und Systematik. Die beiden Gebiete überschneiden sich erheblich, aber in der Taxonomie geht es mehr um die Benennung und den Aufbau hierarchischer Systeme, während die Systematik sich eher mit der Aufklärung entwicklungsgeschichtlicher Verwandtschaftsverhältnisse befasst. Art Die Art ist die Grundlegende Kategorie der Systematik, doch leider gibt es dafür noch keine von allen akzeptierbare Definition. Zwei mögliche Definitionen werden nun beschrieben: Morphospezies: Zu einer Art (Spezies) gehören. alle Individuen, die in den wesentlichen morphologischen (Bau, Gestallt), physiologischen und biologischen Merkmalen übereinstimmen. Wo liegt das Problem dieser Definition? Biospezies: Zu einer Art gehören alle Individuen, die miteinander unter natürlichen Bedingungen fruchtbare Nachkommen haben können. Beispiel: Wo liegt das Problem dieser Definition? Du hast eine Entdeckung von zwei Organismen gemacht und musst nun entscheiden, ob es sich um eine und dieselbe oder um zwei verschieden Arten handelt. Wie entscheidest du dich bei den folgenden Beispielen? Begründe deine Antwort! 1. Ein Grünspecht und ein Grauspecht unterscheiden sich äusserlich kaum. Im Freiland bekommen sie aber keine fruchtbaren Nachkommen. Handelt es sich um die gleiche Art? 2. Im Freiland können sich ein schwarzer und ein roter Holunder nicht kreuzen, da sie nicht zur selben Zeit blühen. Künstlich kann man sie aber kreuzen. Handelt es sich um die gleiche Art oder um zwei verschiedene? Merke dir: Die Einteilung ist schwierig und führt oftmals zu Diskussionen – nicht nur im Klassenzimmer, sondern auch unter den Wissenschaftlern! Früher stützte man sich bei der Einteilung hauptsächlich auf äussere Merkmale. Mit den heutigen Möglichkeiten ist es auch machbar, dass man die Analyse von Genen und Makromolekülen mit einbezieht. Stammbaum der Camincules Bei der Einteilung der Organismen versucht man auch, die Abstammungsgeschichte und die Verwandtschaft aufzuzeigen. Im Laufe der Zeit kann es immer wieder zu Veränderungen oder zum Auftreten eines neuen Merkmales kommen. Z.B. Aus einem Wildkohl sind auf der Grundlage von Mutationen verschiedene Kohlarten durch den Menschen gezüchtet worden: Wildkohl Grünkohl Kopfkohl Rosenkohl Kohlrabi Blumenkohl Es kann aber auch sein, dass es zu einer Selektion kommt. Von einer Generation zur anderen erfolgt eine optimale Anpassung an die Umwelt. Ein Merkmal wird verändert und stirbt mit der Zeit ganz aus. z.B. der aufrechte Gang des Menschen Die Wissenschaft versucht die Entwicklung von Organismen zu ergründen, in dem sie Fossilen, verschiedne Organismen etc. miteinander vergleicht. Sie versuchen herauszufinden, welches Lebewesen zuerst war und welche aus welchen heraus entstanden sind. In einem Stammbaum können sie dann die Entwicklung darstellen. z.B. der Stammbaum des Homosapiens könnte (vereinfacht) so aussehen: Auftrag: Markiere eine Selektion rot und eine Mutation blau! Eine Möglichkeit bei der Einteilung ist, wenn man vom Einfachen zum Komplexen vorgeht. Man bestimmt zuerst das „einfachste Lebewesen und tastet sich dann zum komplexesten vor. Die Einteilung nimmt man dann dadurch vor, dass man Merkmale wie z.B. Körperform, Kopfform, Augen, Extremitäten wie Beine, Fühler, Arme, Schwanz; Zeichnung etc. miteinander vergleicht und so bestimmt, welches Lebewesen zuerst kam. Versuche nun selber einen Stammbaum (mit Mutationen Verzweigungen und Selektion Weiterentwicklung) der Camincules zu erstellen! Auftrag: 1. Bildet eine Gruppe (3 Schüler). 2. Schneidet alle Camincules aus. 3. Gestaltet nun einen Stammbaum der Camincules, in dem ihr die Tiere nach sinnvollen (und nicht nach den erst besten!!!) Kriterien ordnen. Klebt euren Stammbaum auf und notiert bei jeder Verzweigung nach welchem Kriterium/ Merkmal ihr vorgegangen seid. 4. Notiert auf einem A4- Blatt: a) Wie seid ihr allgemein vorgegangen? b) Notiert eure Überlegungen und Diskussion bei einer Verzweigung (auf dem Plakat markieren). (z.B. Warum haben wir eine Mutation gewählt? Warum haben wir uns für Merkmal und nicht für Merkmal entschieden? Waren alle einer Meinung? Wer musste nachgeben? Warum? Etc.) a) Welche Probleme sind aufgetreten? 5. Stellt eurer Plakat und eure Erfahrung mit der Aufgabe kurz vor. (ca. 4-5min) Bewertungskriterien: (je 5 Punkte) 1. Stammbaum ist aufgeklebt und die Verzeigungen sind mit Merkmalen beschrieben. 2. Präsentation (alle sagen etwas; verständliche Erklärungen, von Erfahrung und Problemen berichten) 3. Alle Fragen sind leserlich beantwortet. 5. Inhaltliche Bewertung des A4- Blattes. Beachte: Es gibt nicht richtig und falsch, die Argumentation ist wichtig! System der Lebewesen Bereits Generationen haben an der Klassifizierung gearbeitet und es werden noch Generationen daran arbeiten. Bei der Einteilung hat man sich auf verschiedene Klassifikationsstufen geeinigt. Je nach dem, wie fest sich die Lebewesen ähneln, desto mehr gemeinsame Kategorien haben sie. Ein Beispiel: Ein Schwan ähnelt mehr einer Ente als einem Huhn, doch ein Schwan ähnelt mehr einem Huhn als einem Hund. Klassifikation (Es können weitere Unterstufen unterschieden werden.) Reiche Welche verschiedenen Reiche kennst du? Momentan werden sechs verschiedene Reicht unterschieden! Reich Prokaryoten (ohne Zell-kern) Bacteria Archea Eukaryoten (mit Zellkern und Zellmem-bran) Protisten Pflanzen Pilze Tiere Beschreibung Besonderes Beispiel inkl. Skizze