Evolution und Schule (November 2008 - Oktober 2010)

In diesem, von der Volkswagen Stiftung geförderten Projekt, entwickelten und evaluierten wir Lehrmaterialien zu aktuellen Themen der Evolutionsbiologie. Dies geschah in enger Zusammenarbeit mit Yannick Mahé (ehemals CNDP Poitiers) und Pleuni Pennings (ehemals LMU München), die im Rahmen ihres Projekts „Evolution of Life“ Videos, Animationen und Lehrsimulationen zu Charles Darwin und zur Evolution erstellten. Die Lehrmaterialien tragen wesentlich dazu bei, den Lehrkräften zu zeigen, wie die Videos, Animationen und Lehrsimulationen im Biologieunterricht genutzt werden können. Außerdem enthalten sie wichtige weiterführende Informationen in Form von illustrierten Texten, Arbeitsblättern und innovativen Aufgaben, die eng auf die Materialien des „Evolution of Life“-Projektantrags abgestimmt sind. Die enge Kooperation bewirkt, dass die Produkte beider Projekte ein integriertes Ganzes bilden.

Hinweis: Der ursprüngliche Internetlink www.evolution-of-life.com funktioniert leider nicht mehr. Die von uns entwickelten Unterrichtsmaterialien stellen wir Ihnen auf dieser Seite zum Download zur Verfügung. Sie können die jeweiligen PDF-Dateien in den einzelnen Themenblöcken herunterladen. Wenden Sie sich bei Interesse und/oder Anfagen gerne direkt an Janina Jördens (z.B. englisch- oder französischsprachige Versionen der Materialien).

Videos und Dokumentationen aus dem Projekt sind über einen Youtube-Kanal abrufbar: https://www.youtube.com/user/evolutionoflife09


Gefördert durch:
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Ansprechpartner:

Prof. Dr. Hammann, Prof. Dr. Bornberg-Bauer, Dr. Asshoff, Dr. Kullmann, Dr. Jördens

  • Evolution im Zeitraffer

    „Viren haben Einfluss auf alle Lebewesen, von einzelligen Mikroben bis zum Menschen, und entscheiden oft über Leben und Tod. Zugleich entwickeln sie sich selbst weiter. Neue Viren, wie der AIDS-Erreger HIV sind womöglich die einzigen biologischen Entitäten, die so rasch entstehen, dass wir ihre Evolution in Echtzeit verfolgen können.“ (Louis Villarreal, 2005 – Leben Viren?)

     

    Die schnelle Evolution der Influenzaviren

    Wissen: Die schnelle Evolution der Influenzaviren (Informationen zur Evolution der Influenzaviren)

    Unterrichtsmaterial: (1) Evolution von HA/NS (Aufgabe zu Evolutionsprozessen im Influenza-Virus) und (2) Alle Jahre wieder – die Grippeimpfung (Aufgaben zur Impfung und zum Vergleich verschiedener Viren)

    Methodisch-didaktische Hinweise: ‚Evolution von HA/NS‘ und ‚Alle Jahre wieder – die Grippeimpfung‘ – der Einsatz im Unterricht

     

    Resistenz gegen HIV

    Wissen: (A) Resistenz gegen HIV – Informationen zur Evolution der Resistenz gegen HIV und (B) Recherche und Analyse von Gensequenzen zur Resistenz gegen HIV – Informationen für Unterrichtsmaterial B zum Einsatz der Gen-Datenbank GenBank und des Sequenz-Analyse-Programms Genedoc

    Unterrichtsmaterial: (A) Resistenz gegen HIV – Sequenzanalyse des „Resistenzgens“ und (B) Resistenz gegen HIV – Sequenzanalyse des „Resistenzgens“ als computer- und internetbasierte Aufgabe

    Methodisch-didaktische Hinweise: Resistenz gegen HIV – der Einsatz im Unterricht

     

    Das Resistenz-Allel CCR5Δ32 – Selektion durch die HIV-Pandemie?

    Wissen: Das Resistenzallel CCR5D32 (Informationen zu Selektionsfaktoren der Resistenz)    

    Unterrichtsmaterial: Das Resistenzallel CCR5D32 – Selektion durch die HIV-Pandemie?

    Methodisch-didaktische Hinweise: Das Resistenzallel CCR5D32 – der Einsatz im Unterricht

     

  • Vom Menschen verursachte Evolution

    Der Mensch beeinflusst seine Umwelt auf vielfältige Art und Weise. Durch unser Handeln verändern wir Lebensräume und ganze Ökosysteme, das Klima und die Zusammensetzung von Lebensgemeinschaften. Dabei erzeugen wir – beabsichtigt wie bei der gezielten Züchtung und der Genmanipulation, zumeist jedoch unbeabsichtigt wie beispielsweise im Fall des Klimawandels – ständig neue Selektionsdrücke auf die Lebewesen unseres Planeten. Die dadurch hervorgerufenen evolutiven Folgen unseres Handelns sind oft gravierend und schwer vorhersehbar. Der übermäßige Einsatz von Antibiotika und Pestiziden bewirkt Resistenzen bei den zu bekämpfenden Organismen; gezielte Jagd führt zu Änderungen in Körperbau und Verhalten der bejagten Tiere. Die Ausrottung von Arten und die weltweite Verschleppung von Organismen bewirken ständige Veränderungen lokaler Lebensgemeinschaften, deren ökologische und evolutive Folgen bislang nicht vollständig zu überblicken sind. Da es heute vermutlich kaum noch Lebewesen auf der Erde gibt, die nicht in irgendeiner Art und Weise durch den Menschen beeinflusst werden, ist es ein wichtiges Anliegen, dass wir uns der Folgen unseres Tuns und der daraus erwachsenden Verantwortung bewusst werden.

     

    Warum wird der Kabeljau immer kleiner?

    Wissen: Warum wird der Kabeljau immer kleiner? (Hintergrundinformationen zum Phänomen)

    Unterrichtsmaterial: Warum wird der Kabeljau immer kleiner? (Simulationsspiel zu den Auswirkungen der Fischerei auf Allelhäufigkeiten; Spielplan)

    Methodisch-didaktische Hinweise: Warum wird der Kabeljau immer kleiner? – Durchführung und Einsatz im Unterricht

  • Ursprung des Lebens

    Die Frage nach dem Ursprung des Lebens beschäftigt Naturwissenschaftler und Philosophen seit Jahrtausenden. Vor allem im abendländischen Kulturkreis galt lange ein göttlicher Schöpfungsakt, wie im Alten Testament beschrieben, als einzig denkbare Antwort. Darwins Evolutionstheorie stellte die Wissenschaftler auch in diesem Kontext vor eine neue, schwierige Aufgabe, mussten sie doch nun erklären, wie aus toter Materie Leben hervorgehen kann. Der Zeitpunkt der Entstehung von Leben auf der Erde kann heute auf den Zeitraum von 3,6 bis 4 Milliarden Jahren vor unserer Zeit eingegrenzt werden. Einigkeit besteht unter Wissenschaftlern auch darin, dass für Leben, wie wir es kennen, neben flüssigem Wasser vor allem die Elemente Kohlenstoff, Stickstoff, Phosphor und Schwefel eine zentrale Rolle spielen. Wie aus diesen Elementen und ihren Verbindungen die ersten lebendigen Zellen entstanden sind, ist jedoch auch heute noch Gegenstand einer lebhaften Diskussion.

    Die Oparin-Haldane Theorie von der „Ursuppe“, die Theorie über hydrothermale Quellen als Zentren für die Entstehung des Lebens und die Theorie der RNA-Welt sind nur eine Auswahl wichtiger Meilensteine in dieser Diskussion über den Ursprung des Lebens… 

    Wasser – Ursprung des Lebens

    Wissen: Wasser – Ursprung des Lebens? (Hintergrundinformationen)

    Unterrichtsmaterial: Wasser – Ursprung des Lebens? – Filmszenen, Version 1 und Version 2 (Begleitaufgabe zur gleichnamigen Animation: ‚Wasser – Ursprung des Lebens‘ 

    Methodisch-didaktische Hinweise: ‚Wasser – Ursprung des Lebens? – Filmszenen‘ – der Einsatz im Unterricht

  • Coevolution

    Organismen leben nicht isoliert in einer abiotischen Welt, sondern sie interagieren auf vielfältige Weise mit ihren Artgenossen und mit artfremden Lebewesen. Häufig erzeugen diese Interaktionen wechselseitige Selektionsdrücke auf die beteiligten Organismen. Wenn durch solche Interaktionen – beispielsweise zwischen einer Art A und einer Art B – Art A einen Selektionsdruck auf Art B ausübt, sich die Organismen der Art B dadurch evolutiv verändern und ihrerseits wiederum einen Selektionsdruck auf Art A ausüben, spricht man von Coevolution. Eines der bekanntesten Beispiele für das Ergebnis solcher coevolutionären Prozesse zeigt sich in der beeindruckenden Vielfalt von Blütenpflanzen und ihren spezifischen Bestäubern.

    Bei der wechselseitigen Anpassung von Blüten und Bestäubern handelt es sich um einen mutualistischen Coevolutionsprozess; das Ergebnis ist häufig eine Symbiose zwischen den beteiligten Arten. Demgegenüber sind Beziehungen zwischen Parasit und Wirt oder zwischen Räuber und Beute Beispiele für antagonistische Coevolution. Diese Form der Coevolution kann in einem sogenannten „evolutionären Wettrüsten“ gipfeln, bei dem die eine Seite fortlaufend ihre Verteidigungs- oder Ausweichmöglichkeiten verbessert, während die andere gleichzeitig genötigt ist, effizientere Infektionswege oder Jagdmethoden zu entwickeln. Durch die vielfältigen Interaktionen wird somit der evolutionäre Wandel kontinuierlich vorangetrieben.

    Ein evolutionäres Wettrüsten

    Wissen: Ein evolutionäres Wettrüsten (Hintergrundinformationen)

    Unterrichtsmaterial: Ein evolutionäres Wettrüsten (Begleitaufgabe zur gleichnamigen Dokumentation: ‚Ein evolutionäres Wettrüsten‘

    Methodisch-didaktische Hinweise: Ein evolutionäres Wettrüsten – der Einsatz im Unterricht

  • Darwin

    Der Wechsel von einem statisch-typologischen zu einem dynamisch-evolutionären Weltbild stellt zweifellos einen der größten Paradigmenwechsel der Menschheitsgeschichte dar. Ausgelöst wurde dieser Wandel durch das Erscheinen von Charles Darwins Werk ‚On the Origin of Species‘ im Jahr 1859, in welchem er seine Ideen zur Evolution der Lebewesen darlegte. Die Entstehung von Anpassungen als Folge natürlicher Selektion und das Prinzip der gemeinsamen Abstammung bilden bis heute das Rückgrat der modernen Evolutionstheorie. Ungelöst blieb für Darwin jedoch Zeit seines Lebens die Frage nach den Ursachen der Entstehung und Aufrechterhaltung vererbbarer Varianz zwischen den Individuen einer Art, eine wesentlichen Voraussetzung für die Wirksamkeit natürlicher Selektion. Erst nach Darwins Tod lieferte die Entdeckung der genetischen Grundlagen der Vererbung und der Varianz erzeugenden Evolutionsfaktoren Mutation und Rekombination eine schlüssige Erklärung. Diese und viele weitere Entdeckungen ergänzten und erweiterten die Evolutionstheorie im Verlauf der letzten 150 Jahre und auch heute noch tragen regelmäßig neue Erkenntnisse zu ihrer Weiterentwicklung und Präzisierung bei.  

    Die Entwicklung der Evolutionstheorie seit Darwin

    Wissen: Die Entwicklung der Evolutionstheorie seit Darwin (Informationen zur geschichtlichen Entwicklung der Evolutionstheorie)

    Unterrichtsmaterial: Die Entwicklung der Evolutionstheorie seit Darwin (Erarbeitung der Meilensteine in der Entwicklung der Evolutionstheorie) - Zeitstrahl und concept-map

    Methodisch-didaktische Hinweise: Die Entwicklung der Evolutionstheorie seit Darwin – Durchführung und Einsatz im Unterricht