Biodiversität

Während der Proben für das Stück „Die Vögel“, eine alte Komödie von Aristophanes, erscheint eine Biene auf der Bühne, die einige der Supertroupers erschreckt. Nach einer Diskussion darüber, was mit der Biene geschehen soll, beschließt die Gruppe, einen Imker im Dorf zu besuchen, um besser zu verstehen, wie Bienen leben und welche Rolle sie im Ökosystem spielen. Dabei lernen sie auch etwas mehr über Biodiversität in ihren verschiedenen Dimensionen und wie sie geschützt werden kann. Die neuen Erkenntnisse fließen später in das Theaterstück ein, das sie vorbereiten. Dabei nutzen sie die Möglichkeit, die Rückwand des Theaters zu öffnen und so den Blick auf ein lebendiges Waldgebiet freizugeben.

Die Vorstellungen von Lernenden zur Biodiversität weisen trotz länderspezifischer Unterschiede vielen Gemeinsamkeiten auf. In einer Literaturanalyse konnten wir zentrale Vorstellungen identifiziert, die für Lernende relevant sind und kognitive Konflikte im Unterricht fördern können.

Die Motivation, Biodiversität zu verstehen und zu schützen, erweist sich als ein Schlüsselfaktor. Die Forschungsergebnisse zeigen, dass das Verständnis von Biodiversität nicht nur durch ihre Komplexität, sondern auch durch mangelndes Interesse erschwert wird. Daher ist es entscheidend, die gesellschaftliche Relevanz der Biodiversität zu verdeutlichen und die potenziellen Verluste durch ihren Rückgang zu verdeutlichen.

In dieser Episode der Supertroupers sollen deshalb die unmittelbaren Folgen des Biodiversitätsverlusts am Beispiel von Bestäubern und bestäubte Pflanzen, etwa in Grasland-Ökosystemen, veranschaulicht werden.

Biodiversität tritt auf drei Ebenen auf: genetische Vielfalt, Artenvielfalt und Ökosystemvielfalt. Die genetische Biodiversität bezieht sich auf die innerartliche Variation, die Artenvielfalt auf die Vielfalt der in einem bestimmten Gebiet vorkommenden Arten und die Ökosystemvielfalt auf die Vielfalt der natürlichen Lebensräume und der darin befindlichen Ökosysteme.

Das mangelnde Vorwissen der Lernenden über Bestäuber ist eine der Herausforderungen für Lehrkräfte im Unterricht. Die meisten Lernenden kennen nur eine einzige Bienenart - die Honigbiene. Dabei gibt es innerhalb der Gattung Apis nicht nur die Honigbiene Apis mellifera, sondern auch Apis cerana Fabr. - die Östliche Biene, Apis dorsata Fabr. - die Riesenbiene, Apis florea Fabr. - die Zwergbiene. Darüber hinaus gibt es viele weitere bestäubende Insekten, wie die Mauerbienen (Gattung Osmia) oder die Streifenbienen (Haliticidae).

Einige der Bestäuber werden aufgrund ihrer Färbung mit räuberischen Wespen oder Hornissen verwechselt, die keine Pflanzen bestäuben, aber ebenfalls ein wichtiger Bestandteil des gesamten Ökosystems sind.

Ausgehend von diesen verschiedenen Problemen und Alltagsvorstellungen wurde die folgende Episode entwickelt, um eine Unterrichtsreihe zu erstellen, die es den Schülern ermöglicht, ihre bisherigen Vorstellungen zu rekonstruieren, kognitive Konflikte auszulösen und schließlich eine Gemeinschaft aufzubauen, die Biodiversität versteht und vor allem motiviert ist, diese zu schützen.

Biodiversität ist von zentraler Bedeutung für den Erhalt und die Funktionalität der Lebensprozesse auf der Erde. Ohne ein ausreichendes Maß an biologischer Vielfalt, d. h. einem breites Spektrum an Pflanzen, Tieren oder Mikroorganismen, gäbe es keine funktionierenden Ökosysteme, die uns mit frischer Luft und Nahrung versorgen können.

Biodiversität, auch als biologische Vielfalt bezeichnet, beinhaltet die Vielfalt aller lebenden Organismen, Lebensräume und Ökosysteme auf dem Land, im Süßwasser, in den Ozeanen sowie in der Luft, zu denen sie gehören. Diese Vielfalt entsteht ausschließlich durch natürliche Prozesse und ohne menschlichen Einfluss, sodass sie je nach ökologischer Region variiert. Sie bezieht sich dabei auf die Vielfalt des Lebens auf der Erde (Ebene der Ökosysteme), einschließlich der genetischen Vielfalt innerhalb der Populationen und Arten (genetische Ebene) und der Artenvielfalt von Flora, Fauna, Pilzen und Mikroorganismen (Ebene der Arten).

Alltagsvorstellungen der Lernenden über Biodiversität entsprechen dem Wissen und den Vorstellungen, die die Lernenden haben, wenn sie mit einem Thema konfrontiert werden, unabhängig davon, ob es unterrichtet wird oder nicht. Diese Vorstellungen sind ein kognitives Abbild der Welt, das sich jeder Mensch auf Grundlage seiner persönlichen Erfahrungen, seiner Kultur und seiner Schulbildung macht. Sie entstehen nicht aus dem Nichts, sondern als Reaktion auf ein Problem. Im Unterricht sind sie besonders interessant, da sie lernhinderlich sein können, wenn sie nicht berücksichtigt werden.

Das Thema Biodiversität stellt Lehrkräfte vor die besondere Herausforderung, dass Lernenden oft nicht motiviert sind, die biologische Vielfalt zu schützen, da sie keinen Wert in ihr sehen. Uns war es wichtig eine Episode zu erschaffen, die es den Lernenden ermöglicht diese Hindernisse zu überwinden und sie dazu motiviert die biologische Vielfalt in Zukunft zu schützen.  

In der folgenden Episode zu Biodiversität bieten wir der Lehrkraft die Möglichkeit, sich im Unterricht auf gemeinsame Werte zu beziehen, wie z. B. Landschaftsschutz und das Erleben der Schönheit, die die biologische Vielfalt mit sich bringt. Wir betonen die Bedeutung von Bestäubern und die Vorteile, die der Mensch aus dem tausendjährigen Miteinander mit ihnen gezogen hat, und - am wichtigsten - zeigen gemeinschaftliche Handlungsmöglichkeiten innerhalb und außerhalb des Klassenzimmers auf.

Ende des 19. Jahrhunderts entwickelte sich die Ökologie zu einer eigenständigen wissenschaftlichen Disziplin, die sich mit der Frage befasste, wie bestimmte Arten Herausforderungen durch Umweltveränderungen bewältigen und miteinander interagieren (McIntosh 1985). In Eugenius Warmings 1895 erschienen Werk Lehrbuch der Ökologischen Pflanzengeographie. Eine Einführung in die Kenntnis der Pflanzenvereine, das als eines der ersten echten Ökologiebücher gilt (McIntosh 1985), wurde die Ökologie als wissenschaftliche Disziplin betrachtet, die sich der Aufgabe widmet, die Verteilung der Arten in den verschiedenen Lebensräumen der Erde zu verstehen.

Das Verständnis dafür, wie die Idee der Biodiversität zu dieser Zeit verstanden wurde, hilft uns zu verstehen, wie das moderne Verständnis von Ökologie entstanden ist (Eduardo & Carmo, 2017). Tatsächlich wurde Biodiversität in den ersten Jahren der Ökologie als wissenschaftliche Disziplin hauptsächlich als eine mit Listen von Arten in Verbindung gebracht, die der vorherrschenden naturwissenschaftlichen Tradition entsprachen, und mit ihrem Vorkommen an verschiedenen Orten und in verschiedenen Umgebungen

Das Verständnis dafür, wie die Idee der Biodiversität zu dieser Zeit betrachtet wurde, hilft uns dieses Konzept in der modernen Ökologie besser zu erfassen. (Eduardo & Carmo, 2017). Tatsächlich wurde in diesen frühen Jahren der Ökologie als wissenschaftliche Disziplin das Konzept der Biodiversität vorwiegend mit der Auflistung von Arten und deren Vorkommen an verschiedenen Orten und Lebensräumen in Verbindung gebracht, was der vorherrschenden naturwissenschaftlichen Tradition entsprach.

Später, im Jahr 1943, veröffentlichten Ronald Fisher, Steven Corbet und Carrington Williams den Artikel The Relation Between the Number of Species and the Number of Individuals in a Random Sample of an Animal Population (Der Zusammenhang zwischen der Anzahl der Arten und der Anzahl der Individuen in einer Zufallsstichprobe einer Tierpopulation), in dem sie den ersten Artenvielfaltsindex der Ökologie vorstellten. Von da an erschienen verschiedene Indizes für die Artenvielfalt und prägten unser Verständnis von biologischer Vielfalt (Peet, 1974).

Heute ist biologische Vielfalt als ein zentrales Konzepte in der modernen Ökologie etabliert, auch wenn ihre Bedeutung und Nützlichkeit in den letzten Jahrzehnten vielfach in Frage gestellt wurde (de Mazancourt et al. 2013; Wang und Loreau 2014).

Der 1985 veröffentlichte Artikel von Michel Soulé mit dem Titel „What is Conservation Biology?“ (Was ist Naturschutzbiologie?) ist eine der wegweisenden Veröffentlichungen in der Naturschutzbiologie (Primack 2012) und betont die Relevanz der Biodiversität für die Umweltschutzwissenschaften, indem er argumentiert, dass das Ziel des Naturschutzes darin besteht, „Grundsätze und Instrumente für die Erhaltung der biologischen Vielfalt bereitzustellen“ (Soulé 1985, S. 727).  

Ein weiterer wichtiger Schritt wurde 1991 gemacht, als sich das Wissenschaftliches Komitee für Umweltprobleme (engl. SCOPE- Scientific Committee on Problems of the Environment) unter der Schirmherrschaft des Internationalen Wissenschaftsrats (ICSU) an die wissenschaftliche Gemeinschaft wandte, um die Beziehung zwischen der ökosystemaren Funktion und der biologischen Vielfalt zu untersuchen (Scherer-Lorenzen 2005).

Im Jahr 2002 veröffentlichten Michael Loreau, Shahid Naeem und Pablo Inchausti ihr Werk „Biodiversity and Ecosystem Functioning: Synthesis and Perspectives“.  Obwohl der Begriff „Biodiversität“ häufig als Synonym für Artenvielfalt verwendet wird, plädieren die Autoren im ersten Kapitel für eine breitere Definition des Begriffs „Biodiversität“ und fordern, sie als genetische, taxonomische und ökologische Vielfalt auf einer räumlichen und zeitlichen Skala zu verstehen (Naeem et al. 2002).

Abhängig von der verfügbaren Zeit und den jeweiligen Lernzielen kann das Lesen des webbasierten Science-Comics eine Kombination verschiedener Strategien umfassen:

• Individuelles/kollektives Lesen: Die Lernenden lesen den Science Comic einzeln oder gemeinsam. Das gemeinsame Lesen kann in der ganzen Klasse oder in kleineren Gruppen organisiert werden.
• Lesen im Unterricht/zu Hause: Die Lektüre des Science Comics kann während oder außerhalb der Unterrichtszeit als Hausaufgabe erfolgen.
• Vollständige Lektüre (der drei Kapitel) / teilweise Lektüre: Die drei Kapitel, aus denen sich diese Episode zusammensetzt, sind aufeinander aufbauend. Im ersten Kapitel lernen die Lesenden das Theaterstück kennen, das die Supertroupers aufführen möchten: die antike Komödie Die Vögel von Aristophanes. Außerdem werden sie in das zentrale Thema des Comics eingeführt: die Bedeutung der Bienen und ihre Rolle im Ökosystem. Das zweite Kapitel widmet sich ausführlich den verschiedenen Fragen, die das Thema Biodiversität aufwirft. Schließlich konzentriert sich das dritte Kapitel auf die adaptierte Inszenierung des Theaterstücks.
  Obwohl es zu empfehlen ist, alle drei Kapitel vollständig zu lesen, kann die Lektüre auch abschnittsweise erfolgen. Dies ermöglicht eine flexiblere Zeiteinteilung und kann die Kreativität der Lernenden fördern. Die Lektüre des ersten Kapitels kann als Ausgangspunkt für eine eigenständige Recherche zum Thema Bienen und die Relevanz von Biodiversitätsschutz dienen. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse könnten beispielsweise in einem eigenem Comicstrip veranschaulich werden. Auch das dritte Kapitel eignet sich für diesen Zweck. Das zweite Kapitel hingegen ist besonders hilfreich, wenn Sie das Konzept der Biodiversität und seine verschiedenen Dimensionen genauer beleuchten möchten.
• Kontinuierliche Lektüre/Anreicherung mit anderen Aufgaben (Diskussion, Recherche, Aufgaben): Die Lektüre kann kontinuierlich erfolgen oder auch unterbrochen werden, um an Schlüsselstellen einen Gedankenaustausch zu ermöglichen, Debatten über die verschiedenen Sichtweisen anzuregen, Überlegungen durch Forschungsaufgaben zu vertiefen oder andere Aktivitäten einzuflechten.

Für die tiefergehende Auseinandersetzung mit diesem Lernmedium können die Lehrkräfte die Version für Lehrkräfte des Science Comics verwenden (siehe ergänzendes Material), in der einige Ideen und Anknüpfungspunkte aufgezeigt werden, vor allem in Bezug auf die Aspekte:

• Anknüpfen (an Konzepte, die in anderen Klassenstufen behandelt werden)
• Vertiefung (Konzepte und Ideen, die im Comic implizit angesprochen werden) 
• Ansprechen (alternative Ideen der Schüler)
• Bereicherung (durch kreative Aufgaben)

1. Am Anfang der Geschichte haben die Supertroupers eine Begegnung mit einem Insekt – einige halten es für eine Wespe, andere für eine Honigbiene. Was denkst du? Begründe deine Antwort durch Merkmale, die in der Zeichnung dargestellt sind.

2. Als in der folgenden Sequenz Folie erwähnt wird, dass es sich um eine Biene und nicht um eine Wespe handelt, sagt der Rest der Gruppe: „Wen interessiert das?“. Erkläre, warum uns das interessieren sollte. Beschreibe die Rolle der Bienen und Wespen bei der Bereicherung der Artenvielfalt.

3. Im folgenden Bild vertritt Diane die Meinung, dass „es die Biodiversität nicht gefährdet, wenn man eine einzelne Biene loswird“. Überlege dir Argumente, mit denen du Diane davon überzeugen könntest, dass ihre Perspektive nicht korrekt ist.

4. In den folgenden Bildern geht es um „Bestäuber“  

4.1. Erläutere, was du unter Bestäubung verstehst. Nenne weitere Beispiele für Bestäuber neben der Biene.

4.2. Erkläre, warum Bestäuber deiner Meinung nach wichtig sind für Ökosysteme.

5. Der Imker meint, dass die Vielfalt der Pflanzenarten für die Bienen wichtig ist. Dies ist jedoch nur eine Dimension von Biodiversität- die Artenvielfalt. Analysiere das zweite Kapitel des Comics und erkläre, was die drei verschiedenen Ebenen der Biodiversität sind. Markiere diese Ebenen auf dem folgenden Bild.

6. Die folgenden Bilder thematisieren das Artensterben sowie den menschlichen Einfluss auf Biodiversität. Erkläre, warum der Erhalt von Arten für uns relevant ist und inwiefern der Mensch sowohl zum Artensterben als auch zum Artenschutz beitragen kann.

7. Erkläre anhand der beiden obenstehenden Bilder in eigenen Worten, warum der Verlust genetischer Vielfalt langfristig das Überleben von Arten gefährden könnte.

8. In der folgenden Sequenz werden zwei unterschiedliche Argumente für den Schutz der Biodiversität vorgestellt. Mit welchem davon kannst du dich besser identifizieren? Begründe deine Entscheidung.

9. Lies den letzten Teil der Geschichte aufmerksam durch und nenne weitere mögliche Maßnahmen zum Schutz der Biodiversität, die im Comic nicht erwähnt wurden. Was denkst du, nachdem du ganze Comics gelesen hast, was könnte unsere Motivation sein, diese auch umzusetzen?

de Mazancourt C, Isbell F, Larocque A, Berendse F, De Luca E, Grace JB, Haegeman B, Wayne Polley H, Roscher C, Schmid B, Tilman D, van Ruijven J, Weigelt A, Wilsey BJ, Loreau M (2013) Predicting ecosystem stability from community composition and biodiversity. Ecol Lett 16(5):617–625. doi:10.1111/ele.12088

Eduardo, A.A. & Carmo, R. (2017). An objective view of biological diversity: how history and epistemology shaped current treatment.  Theory Biosci. 136:113–122 DOI 10.1007/s12064-017-0245-2;

Imbernon, R., Pioker-Hara, F., Francoy, T., Alexandre, G., Lopes, G., Faht, E., & Silva, B. (2022). Bees and Society: Native Biodiversity as a Strategy for Environmental Education Based on the Processes of Nature. In Enhancing Environmental Education Through Nature-Based Solutions (pp. 201-220). Springer, Cham.

Kelemen-Finan, J., Scheuch, M., & Winter, S. (2018). Contributions from citizen science to science education: an examination of a biodiversity citizen science project with schools in Central Europe. International Journal of Science Education, 40(17), 2078-2098.

Lakoff, G. (1990). The Invariance Hypothesis: Is abstract reason based on image-schemas? Cogn. Linguist, 1, 39–74.

McIntosh RP (1985) The background of ecology: concept and theory. Cambridge University Press, Cambridge

Naeem S, Loreau M, Inchausti P (2002) Biodiversity and ecosystem functioning: the emergence of a synthetic ecological framework. In: Loreau M, Naeem S, Inchausti P (eds) Biodiversity and ecosystem functioning: synthesis and perspectives. Oxford University Press, Oxford, pp 3–17

Peet RK (1974) The measurement of species diversity. Annu Rev Ecol Syst 5:285–307

Primack RB (2012) A primer of conservation biology, 5th edn. Sinauer Associates, Sunderland

Schönfelder, M. L., & Bogner, F. X. (2018). How to sustainably increase students’ willingness to protect pollinators. Environmental Education Research, 24(3), 461-473.

Schneiderhan-Opel, J., & Bogner, F. X. (2019). Between environmental utilization and protection: Adolescent conceptions of biodiversity. Sustainability, 11(17), 4517. https://www.mdpi.com/2071-1050/11/17/4517

Schönfelder, M. L., & Bogner, F. X. (2017). Individual perception of bees: Between perceived danger and willingness to protect. PLoS One, 12(6), e0180168.

Scherer-Lorenzen M (2005) Biodiversity and ecosystem functioning: basic principles. In: Barthlott W, Linsenmair KE, Porembski S (eds) Encyclopedia of life support systems, vol I. Eolss Publishers, Oxford

Soanes, K., Sievers, M., Chee, Y. E., Williams, N. S., Bhardwaj, M., Marshall, A. J., & Parris, K. M. (2019). Correcting common misconceptions to inspire conservation action in urban environments. Conservation Biology, 33(2), 300-306.

Soule´ ME (1985) What is conservation biology. Bioscience 35(11):727–734

Stevenson, P. C., Bidartondo, M. I., Blackhall‐Miles, R., Cavagnaro, T. R., Cooper, A., Geslin, B., ... & Suz, L. M. (2020). The state of the world’s urban ecosystems: What can we learn from trees, fungi, and bees?. Plants, People, Planet, 2(5), 482-498.

Wandersee, J. H., Mintzes, J. J. & Novak, J. D. (1994). Research on alternative conceptions in Science. In D. Gabel (Ed.), Handbook of research on science teaching and learning (pp. 177-210). New York: NSTA/Macmillan

Wang S, Loreau M (2014) Ecosystem stability in space: a, b and c variability. Ecol Lett 17(8):891–901. doi:10.1111/ele.12292

Wiegelmann, J., & Zabel, J. (2021). Biodiversity researchers as a model for school students: An innovative approach to foster meaningful understanding? Environmental Education Research, 0(0), 1–18. https://doi.org/10.1080/13504622.2021.1905780