Arbeitsblatt: Kladistik Einteilung der Tiere

Vikariat Lindau 3.Sek P.Schärer Tier&Pflanzen: Kladistik Einführung Ziel: Die Schüler merken selbst, dass es sinnvoll ist eine solche Vielfalt an Lebewesen in Gruppen einzuteilen. Die Schüler erfahren über die Geschichte der Kladistik und deren Zusammenhang mit der Evolution. Material: Bilder von verschiedensten Lebewesen, A3 Blätter (Finkenbilder, Folie Geschichte der Kladistik, Ergänzungen zur Geschichte, Systematische Kategorien, Kladistisches Diagramm) Zentrale Tätigkeit: System entwickeln und mit anderen Vergleichen Lernvoraussetzungen: Wandtafelbild: Diagnose: Einleitung: Vorstellen 10‘ Teilziel: Die Schüler lernen mich kennen. 1. Teil: So viele Lebewesen, wie behalte ich nur den Überblick 20‘ Teilziel: Die Schüler machen ihre eigene Kladistik nach ihrem eigenen System. Auf der Erde gibt es mindestens 3 Millionen Lebewesen. Wissenschaftler sind darum Bemüht alle Lebewesen zu kennen. Nur wie kann man bei einer solchen Fülle von Lebewesen den Überblick behalten. Hier sind eine Auswahl von Lebewesen. Ich möchte, dass ihr zu zweit eine Methode entwickelt, wie man den Überblick über diese Lebewesen behält und sie sich besser merken kann. Klebt die Bilder gruppiert auf ein A3 Blatt. Nachher müsst ihr euer System erklären können. 2.Teil: Besprechen der Einteilungen 10 Teilziel: Die Schüler präsentieren ihre Einteilungen und erklären diese den anderen. So sehen sie wie unterschiedlich man einteilen kann. An Tafel hängen und besprechen 3.Teil: Ein Ausblick 5 Teilziel: Die Schüler wissen wie es in den nächsten Stunden weiter geht. In den nächsten Stunden werdet ihr das heute übliche System kennen lernen und einzelne Kategorien genauer anschauen und den anderen Vorstellen. 27.03.06 1/2 Vikariat Lindau 3.Sek 3. Teil: Geschichte der Kladistik P.Schärer 15‘ Teilziel: Die Schüler erfahren wie die Wissenschaftler vorgegangen sind um diese Aufgabe zu lösen. Geschichte anhand Folie präsentieren Systematische Kategorien präsentieren (Systematische Kategorien) 27.03.06 2/2 Vikariat Lindau 3.Sek P.Schärer T&P: Geschichte Kladistik, Homologie Analogie Ziel: Die Schüler wissen was homologe Organe und analoge Organe sind und können einige Beispiele nennen. Sie wissen nach welchen Prinzipien die Lebewesen heute klassifiziert werden. Material: Folie Geschichte, A-Blatt Homologie-Analogie, Folie Finken, Blatt Die Evolution Zentrale Tätigkeit: Lesen und A-Blatt ausfüllen Lernvoraussetzungen: Plakat letzter Stunde Wandtafelbild: Diagnose: Einleitung: Ausgangspunkt Plakate 5‘ Teilziel: Die Schüler überdenken ihre Einteilungen und wissen nach welchen Prinzipien sie eingeteilt haben. Folgende Prinzipien sind mir aufgefallen: Säugetiere, Vögel etc. Æ Verwandschaftsbez. Meeresbewohner, Baumbewohner Æ Lebensraum Pflanzenfresser, Fleischfresser Æ Nahrung Vierbeiner Æ Aussehen, Körperbau 1. Teil: Geschichte Kladistik 15‘ Teilziel: die Schüler hören wie man früher Eingeteilt hat und nach welchen Prinzipien heute eingeteilt wird. Anhand der Folie Geschichte präsentieren 2. Teil: Blatt Evolution 10‘ Teilziel: Die Schüler lernen wie die Menschen angetrieben waren die Abstammung von Tieren herauszufinden. Blatt lesen 3.Teil: A-Blatt Analogie-Homologie 15 Teilziel: Die Schüler wissen was ein homologes/analoges Organ ist. 27.03.06 1/1 Analogie und Homologie Versuche dich an die einzelnen Knochen der menschlichen Vorderextremität und deren Bezeichnung zu erinnern. Unten siehst du die Abbildungen vom Laufbein eines Bären, einer Extremität von einem Faultier, einer Delfinflosse und dem Grabbein eines Maulwurfs: Alle 4 Extremitäten sind grundsätzlich gleich aufgebaut: Oberarm- bzw. Oberschenkelknochen, dann zwei Unterarm- bzw Unterschenkelknochen, danach die Hand- bzw. Fußwurzelknochen, anschließend die Mittelhand- bzw Mittelfussochen und zuletzt die Finger- bzw. Zehenknochen. (hdm) (hdm) (hdm) (hdm) Lediglich in der speziellen Ausbildung der einzelnen Knochen gibt es kleine Unterschiede, die durch die unterschiedliche Funktion wie Laufen, Hangeln, Schwimmen oder Graben bedingt sind. Unten siehst du nun im Vergleich die Grundbaupläne des Innenskeletts einer fünfstrahligen Wirbeltierextremität und des Außenskeletts eines Insekts Hüftglied Oberarmknochen bzw. Oberschenkelknochen Schenkelring Unterarmknochen bzw. Unterschenkelknochen Schenkel Handwurzelknochen bzw Fußwurzelknochen Schiene Mittelhandknochen bzw. Mittelfußknochen Fuß Fingerknochen bzw. Zehenknochen (hdm) (hdm) Die folgenden Abbildungen zeigen von links nach rechts den Grundbauplan einer Insektenextremität, das Laufbein einer Küchenschabe, das Greifbein einer Kopflaus, das Schwimmbein eines Wasserkäfers und das Grabbein einer Maulwurfsgrille: Was fällt dir auf, wenn du diese 5 Abbildungen vergleichst? Alle 5 Extremitäten sind grundsätzlich gleich aufgebaut: Maulwurfsgrille Küchenschabe Kopflaus Schwimmkäfer Die Extremitäten der Säugetiere sind so ähnlich gebaut, weil diese Tiere miteinander verwandt sind. Auch der gleiche Aufbau der Insektenbeine ist mit Verwandtschaft zu begründen. Organe, die aufgrund von Verwandtschaft ähnlich aufgebaut sind, bezeichnet man als homolog. Unten vergleichen wir jetzt jeweils die obere Abbildung mit der unteren. Laufbein eines Bären Laufbein der Küchenschabe Hangelbein eines Faultiers Hangelbein der Kopflaus Flosse eines Delphins Grabbein eines Maulwurfs Grabbein der Maulwurfsgrille Schwimmbein des Schwimmkäfers Was fällt dir auf, wenn du jeweils die übereinanderstehenden Abbildungen vergleichst? Obwohl die entsprechenden Extremitäten von Säugetier und Insekt vom Grundbauplan verschieden sind, finden wir gewisse Ähnlichkeiten. So sind beide Grabbeintypen zu einer Art Schaufel verkürzt und verbreiter. Die Extremitäten der schwimmenden Tiere sind zu einer Art Paddel berbreitert. Die Extremitäten von Faultier und Kopflaus enden hakenartig und die Laufbeine stimmen in ihren Proportionen überein. Obwohl Insekten und Säugetiere nicht verwandt sind und deshalb nach einem unterschiedlichen Grundbauplan aufgebaut sind, bedingt eine ähnliche Funktion gewisse Ähnlichkeiten in der Ausbildung der Organe. Solche Organe bezeichnet man als analog. Nenne einige analoge Organe: Nenne einige homologe Organe: Analogie und Homologie Versuche dich an die einzelnen Knochen der menschlichen Vorderextremität und deren Bezeichnung zu erinnern. Unten siehst du die Abbildungen vom Laufbein eines Bären, einer Extremität von einem Faultier, einer Delfinflosse und dem Grabbein eines Maulwurfs: Alle 4 Extremitäten sind grundsätzlich gleich aufgebaut: Oberarm- bzw. Oberschenkelknochen, dann zwei Unterarm- bzw Unterschenkelknochen, danach die Hand- bzw. Fußwurzelknochen, anschließend die Mittelhand- bzw Mittelfussochen und zuletzt die Finger- bzw. Zehenknochen. (hdm) (hdm) (hdm) (hdm) Lediglich in der speziellen Ausbildung der einzelnen Knochen gibt es kleine Unterschiede, die durch die unterschiedliche Funktion wie Laufen, Hangeln, Schwimmen oder Graben bedingt sind. Unten siehst du nun im Vergleich die Grundbaupläne des Innenskeletts einer fünfstrahligen Wirbeltierextremität und des Außenskeletts eines Insekts Hüftglied Oberarmknochen bzw. Oberschenkelknochen Schenkelring Unterarmknochen bzw. Unterschenkelknochen Schenkel Handwurzelknochen bzw Fußwurzelknochen Schiene Mittelhandknochen bzw. Mittelfußknochen Fuß Fingerknochen bzw. Zehenknochen (hdm) (hdm) Die folgenden Abbildungen zeigen von links nach rechts den Grundbauplan einer Insektenextremität, das Laufbein einer Küchenschabe, das Greifbein einer Kopflaus, das Schwimmbein eines Wasserkäfers und das Grabbein einer Maulwurfsgrille: Was fällt dir auf, wenn du diese 5 Abbildungen vergleichst? Maulwurfsgrille Küchenschabe Kopflaus Schwimmkäfer Die Extremitäten der Säugetiere sind so ähnlich gebaut, weil diese Tiere miteinander verwandt sind. Auch der gleiche Aufbau der Insektenbeine ist mit Verwandtschaft zu begründen. Organe, die aufgrund von Verwandtschaft ähnlich aufgebaut sind, bezeichnet man als homolog. Unten vergleichen wir jetzt jeweils die obere Abbildung mit der unteren. Laufbein eines Bären Laufbein der Küchenschabe Hangelbein eines Faultiers Hangelbein der Kopflaus Flosse eines Delphins Grabbein eines Maulwurfs Grabbein der Maulwurfsgrille Schwimmbein des Schwimmkäfers Was fällt dir auf, wenn du jeweils die übereinanderstehenden Abbildungen vergleichst? Obwohl Insekten und Säugetiere nicht verwandt sind und deshalb nach einem unterschiedlichen Grundbauplan aufgebaut sind, bedingt eine ähnliche Funktion gewisse Ähnlichkeiten in der Ausbildung der Organe. Solche Organe bezeichnet man als analog. Nenne einige analoge Organe: Nenne einige homologe Organe: Ergänzungen zur Geschichte: Binäre Nomenklatur: Beispiel: Türkentaube Familie: Columbidae Gattung: Streptopelia Art: decaocto (Tiere der gleichen Art können sich untereinander Fortpflanzen und stimmen in allen wesentlichen Merkmalen überein) Darwins Evolutionstheorie: Darwin kam nach Galapagos und fand dort verschiedene Finkenarten vor die er nur dort gesehen hatte. Die Finken unterschieden sich aufgrund ihres Schnabels und ihrer Ernährung. Diese Vögel gaben ihm den Beweis seiner Theorie, dass Tiere nicht von Gott erschaffen und danach unverändert blieben, sondern dass Tiere sich entwickelten und veränderten. „Die Entstehung der Arten Doch dazu später mehr. Embrionalentwicklung ist die geraffte Stammesentwicklung der Tiere: Wann Wer Was Aristoteles Erstes Bekanntes Inventar der Tierwelt mit ca. 520 Tiernamen geordnet in 9 Kategorien nach äusseren Merkmalen Konrad Gessner Historia Animalum in Alphabetischer Reihenfolge 1700 Carl von Liné Systema Naturae mit 4162 lebenden Tierarten und konsequenter Anwendung der binären Nomenklatur. Die Grundlage der Einteilung bildeten äussere Ähnlichkeiten. Die Systema Naturae bildet die Grundlage der heutigen Systeme. (Ordnung nach äusseren Merkmalen) 1800 Jean Babtiste de Lamarck Unterschied als erster Wirbellose und Wirbeltiere und stellte die Unveränderbarkeit der Arten in Frage. Er ist der erste Verfasser der Evolutionstheorie. Charles Darwin Gründete die bis heute anerkannte Evolutionstheorie, deren Grundlage die Veränderung der Erbsubstanz (Gene) durch Mutationen ist. Nicht der Taxonom macht die Taxa, sondern die Evolution hat sie gemacht. Der Taxonom muss sie nur noch finden. Ernst Haeckel formulierte die biogenetische Grundregel:die Embrionalentwicklung des Individuums ist eine geraffte Wiederholung der Stammesgeschichte der Tiere 300 v.Chr. Christi Geburt 1500 1800 1900 1. Lektion 05.01.2004 Einführung Kladistik (Plakat) 2. Lektion 12.01.2004 Kladistik und Evolution (Homologe und Analoge Merkmale) 3. Lektion 19.01.2004 Vorstellen der Themen, Themen- und Gruppenwahl, sowie erstes Erarbeiten 4. Lektion 26.01.2004 Erarbeiten des gewählten Themas 5. Lektion 16.02.2004 Erarbeiten des gewählten Themas 6. Lektion 23.02.2004 Gestalten des Merkblattes 7. Lektion 01.03.2004 Gestalten des Merkblattes 8. Lektion 08.03.2004 Präsentation der Merkblätter 9. Lektion 15.03.2004 Blätter durchlesen, ordnen, Titelblatt erstellen -- Dossier über Tierklassen 10. Lektion 22.03.2004 Spezialprogramm ca. 5-7 pro Gruppe Systematische Kategorien: Reich Stamm Klasse Ordnung Familie Gattung Art Merkwort: ReStaKOFaGA Im Pflanzenreich sind folgende Kategorien üblich: Reich Unterreich Abteilung Unterabteilung Klasse Ordnung Familie Gattung Art Türkentaube: Re: Tierreich Sta: Wirbeltiere K: Vögel O: Taubenvögel (Columbiformes) Fa: Tauben (Columbidae) G: Streptopelia A: decaocto Spinnentiere: Plattwürmer und Rundwürmer: • • • • • • • • • Aussehen Körperbau Organe Grösse Fortbewegung Sinne Kladistische Einordnung (Reich/Stamm/Klasse) Gefahr für den Menschen (Bandwurm) Lebenszyklus (Bandwurm) Ringelwürmer: • • • • • • • • Aussehen Körperbau Organe Atmung Fortbewegung Sinne Kladistische Einordnung (Reich/Stamm/Klasse) Gefahr für den Menschen (Blutegel) Gliederfüssler: Insekten: • • • • • • • • • Aussehen Körperbau Organe Grösse Fortbewegung Sinne (Netzauge) Atmung (Tracheen) Kladistische Einordnung (Reich/Stamm/Klasse) Lebenszyklus (Schmetterling) Krebse: • • • • • • • Aussehen Körperbau (Unterschied zu Insekten) Organe Grösse Fortbewegung Sinne Kladistische Einordnung (Reich/Stamm/Klasse) • • • • • • • • Aussehen Körperbau (Unterschied Insekten Krebse) Organe (Spinndrüsen Æ Spinnfaden) Grösse Fortbewegung Sinne Kladistische Einordnung (Reich/Stamm/Klasse) Gefahr für den Menschen (Kopflaus, Milbe) Tausend- und Hundertfüssler: • • • • • • • • Aussehen Körperbau (Beinpaare unterscheiden Hundert- und Tausendfüssler Organe Grösse Fortbewegung Sinne Kladistische Einordnung (Reich/Stamm/Klasse) Lebensweise (Unterschied Hundert- und Tausendfüssler Weichtiere: • • • • • • • • • Aussehen Körperbau Organe (Mundwerkzeuge) Grösse Fortbewegung Sinne Kladistische Einordnung (Reich/Stamm/Klasse) Meeresbewohnende Weichtiere (Kopffüssler/Muscheln) Kopffüssler (Fortbewegung, Besonderheiten ) Wirbeltiere: Fische: • • • • • • • • • • Aussehen Körperbau (Skelett) Organe Atmung (Aufbau und Funktion von Kiemen) Grösse Fortbewegung Sinne Körpertemperatur Fortpflanzung (Menge der Nachkommen) Kladistische Einordnung (Reich/Stamm/Klasse) Amphibien: • • • • • • • • • • • • • Aussehen Körperbau Organe (Haut) Atmung Grösse Fortbewegung Sinne Körpertemperatur Metamorphose Fortpflanzung Kladistische Einordnung (Reich/Stamm/Klasse) Amphibien der Schweiz (geschützte Arten) Lebensraum Reptilien: • • • • • • • • • • • • Aussehen Körperbau Organe (Haut, Gehör) Atmung Grösse Fortbewegung Sinne Körpertemperatur Fortpflanzung Kladistische Einordnung (Reich/Stamm/Klasse) Reptilien der Schweiz (geschützte Arten) Schlangen der Schweiz (giftige Arten ungiftige Arten unterscheiden) Vögel: • • • • • • • • • • Aussehen Körperbau (Knochenbau) Organe Grösse Fortbewegung Sinne Körpertemperatur Fortpflanzung Kladistische Einordnung (Reich/Stamm/Klasse) Vogelflug (Arten des Fliegens, Anpassungen, Aerodynamik) Säugetiere: • • • • • • • • • • • Aussehen Körperbau Organe Grösse Fortbewegung Sinne Körpertemperatur Fortpflanzung (weshalb Säugetiere) Kladistische Einordnung (Reich/Stamm/Klasse) Körperbau als Anpassung auf die Lebensweise (versch. Beispiele) Eventuell vom Affe zum Menschen 6-7 Gruppen à 1-2 Personen: 1. Wahl: Plattwürmer und Rundwürmer Ringelwürmer Weichtiere 2. Wahl: Insekten Krebse 3. Wahl: Spinnentiere Tausend- und Hundertfüssler 4. Wahl: Fische Vögel 5. Wahl: Amphibien 6. Wahl: Reptilien 7. Wahl: Säugetiere Wahl 23 arbeiten eng zusammen, da sie denselben Tierstamm behandeln.