Evolutionstheorie

Ihr Theaterlehrer hat den Supertroupers die Aufgabe gestellt, eine futuristische Theateradaption des Buches Alice im Wunderland zu entwickeln. Während sie über mehrere Tage verschiedene Szenarien durchdenken, besuchen Diane und Tom mit seiner kleinen Schwester zufällig ein Naturkundemuseum. In diesem Museum wecken mehrere fossile Exponate bei ihnen Neugier auf die rätselhafte Evolution der Wale. Wie lässt sich die Existenz eines Wals mit Beinen erklären? Hat die Evolution der Wale vom Meer zum Land oder vom Land zum Meer stattgefunden? Entschlossen, Antworten auf diese und andere Fragen zu finden, erkunden zwei Supertroupers heimlich Museumsbereiche, die eigentlich für Besuchende gesperrt sind. Mit Hilfe einer Paläontologin und der Interaktionen zwischen den historischen Figuren Lamarck und Darwin wagen sie einen genaueren Blick auf den Mechanismus der natürlichen Selektion. Die neuen Erkenntnisse aus dem Museum nutzen sie für das Gedankenexperiment zur Evolution der Nachkommen von Alice im Wunderland, so wie es ihnen der Theaterlehrer als zur Hausaufgabe aufgegeben hatte.

Warum nutzt diese Episode ausgerechnet “Alice im Wunderland” als literarische Referenz?
1859 veröffentlichte Charles Darwin sein berühmtes Werk über die Entstehung der Arten. Drei Jahre später schrieb Charles Lutwidge Alice's Adventures in Wonderland, das 1865 unter dem Pseudonym Lewis Carroll veröffentlicht wurde. In der Evolutionsepisode des Webcomics Supertroupers werden mehrere (un)wahrscheinliche Verbindungen zwischen Lewis Carrolls Alice und der Evolutionstheorie untersucht, sowohl implizit als auch explizit. Der Roman ist geprägt vom “Wandel”, so wie die Epoche der Wissenschaft im 19. Jh.

Evolution - Version für Lehrkräfte

18 mo

Lernenden tendieren dazu, die Phänomene der Evolution und Angepasstheit der Arten auf ihre eigene, oft wissenschaftlich unangemessene Weise zu erklären. Diese Erklärungen können nicht einfach durch wissenschaftliche Konzepte „ersetzt“ werden, die im Widerspruch zu ihren bisherigen Vorstellungen stehen können (Lakoff 1990). Vielmehr sind solche vorunterrichtlichen Vorstellungen häufig sehr stabil, insbesondere die teleologischen (z. B. Wandersee, Good und Demastes 1994).

Empirisch belegte alternative  Vorstellungen von Lernenden zur Evolution
1. Die Evolution ist nur eine Theorie, die nie bewiesen wurde.
2. Die Evolution ist eine Theorie über den Ursprung des Lebens.
3. Die Evolutionstheorie besagt, dass sich das Leben zufällig, d. h. durch Zufall, entwickelt.
4. Die Evolution führt zu Fortschritt,  Organismen entwickeln sich durch die Evolution “weiter”.
5. Organismen passen sich aktiv  an und entwickeln sich im Laufe eines Lebens weiter.
6. Die natürliche Selektion findet bei Organismen statt, die nach ihr streben und versuchen sich anzupassen.
7. Die Natur handelt, um die “besten” Organismen zu selektieren.
8. Weil die Evolution langsam ist, kann der Mensch sie beeinflussen.
9. Alle Merkmale von Organismen sind Anpassungen.
10. Der Mensch ist die Spitze der Evolution.

Vielen dieser alternativen Vorstellungen liegt die grundlegende Denkfigur der Teleologie zugrunde: Lernende gehen häufig intuitiv davon aus, dass Anpassungsprozesse absichtsvoll stattfinden, unabhängig davon, ob es das Individuum selbst ist, das sich zielgerichtet an seine Umwelt anpasst, oder die „Natur" als Akteur, der diesen Prozess bewirkt. Je nach der Wahl des didaktischen Lehr-Lern-Ansatzes ist es möglich, einige dieser alternativen Vorstellungen (insbesondere die fettgedruckten) mit dieser Science-Comic-Episode zu thematisieren und im Unterricht den wissenschaftlich adäquaten Vorstellungen gegenüberzustellen, um einen Konzeptwechsel (conceptual change) bei den Lernenden anzustoßen. 

Das Thema Evolution lässt sich in zwei große Bereiche unterteilen: 
- Stammbaum des Lebens, die Naturgeschichte, die Abstammung „höherer" Arten von älteren Arten, die Suche nach einer plausiblen Rekonstruktion des Stammbaums des Lebens mit Hilfe von Paläontologie, Fossilien, DNA usw. (historischer Aspekt)
- Mechanismus der natürlichen Selektion (Darwinismus) als Theorie einer kausalen Erklärung, warum sich Arten entwickeln (nomologischer Aspekt)

Das Beispiel der Wal-Evolution kann für diese beiden relevanten Dimensionen herangezogen werden: 
In Bezug auf den Stammbaum des Lebens ist die Walevolution ein faszinierendes Beispiel der Naturgeschichte: das Leben begann im Wasser, aber diese Landsäugetiere „kehrten" zum aquatischen Element zurück. Diese Erkenntnis stellt eine sensationelle Entdeckung dar. 
In Bezug auf die natürliche Selektion liegt der Ursprung der Walevolution in geologischen Veränderungen (Kontinentalverschiebung), die vor 50 Millionen Jahren im Gebiet des heutigen Pakistan stattgefunden haben. Diese tektonischen Ereignisse führten zusammen mit dem Klimawandel zu neuen aquatischen Lebensräumen mit anderen Nahrungsressourcen und schufen eine neue ökologische Nische für Raubtiere, die sich zuvor an Land ernährt hatten. 

Nach derzeitigen Erkenntnissen geht man davon aus, dass sich die aquatischen Wale aus vierbeinigen Huftieren entwickelt haben, die bevorzugt Pflanzen am Wasser fraßen. Sie hatten den Vorteil, sich im seichten Wasser leicht vor Gefahren verstecken zu können. In der Population der landlebenden Walvorfahren herrschte ein Selektionsdruck zugunsten von amphibischen und später aquatischen Merkmalen. Diejenigen Individuen in der Population, die bereits über Merkmale verfügten, die ihnen das Waten im Wasser erleichterten (z. B. Flossen, dicke Fettschicht, kräftige und größere Schwänze, Nasenlöcher an der Oberseite des Kopfes), hatten wahrscheinlich einen erleichterten Zugang zu Nahrung und konnten daher besser überleben und sich fortpflanzen. Dies wirkte sich wiederum auf den Genpool der Population aus. Einige der frühen aquatischen Formen begannen, die neuen Nahrungsquellen im Wasser zu nutzen, so entstanden im Verlauf der weiteren Walevolution auch Barten an der Stelle der ursprünglichen Zähne.

In der vorliegenden Evolutionsepisode der Comicreihe können anhand des Beispiels der Walevolution einige der oben erwähnten alternativen Vorstellungen der Lernenden zu den Ursachen von Angepasstheit angesprochen werden. 

Die Geschichte der Evolutionstheorie ist ein wichtiger – vielleicht der wichtigste – Wendepunkt der wissenschaftlichen Revolution und prägte die Wissenschaftsgeschichte der letzten Jahrhunderte. Der zentrale Aspekt dieser Revolution besteht darin, die Vorstellung zu überwinden, dass alle Gegebenheiten beständig sind: lebende Organismen sind unveränderlich, Kontinente verbleiben an ihrem Standort, und so weiter. Die Vorstellung von der biologischen Welt, die den Menschen umgibt, wird seitdem von Veränderung und Wandel angeführt. Die Möglichkeit, den Wandel zu akzeptieren und diesen Wandel als Chance und nicht als Bedrohung zu sehen, ist die stille Botschaft und die Herausforderung der Idee der Evolution (NRC, 1998).

Jean-Baptiste de Lamarck (1744-1829) schlug eine Theorie der Anpassung von Lebewesen unter dem Druck der Umwelt vor, die heute nicht mehr anerkannt ist. Dem Lamarckismus zufolge ändern sich bei wechselnden Umweltbedingungen auch die Bedürfnisse der Lebewesen. Strukturen von Lebewesen entwickeln sich in dieser Vorstellung, um diesen neuen Bedürfnissen gerecht zu werden. So verlieren die Individuen im Laufe einer Generation die Organe, die sie nicht brauchen und/oder entwickeln im Gegenzug solche, die sie brauchen (Gesetz von Gebrauch und Nichtgebrauch). Erworbene Eigenschaften werden an die Nachkommen weitergegeben (Gesetz der Übertragung erworbener Eigenschaften). Lebewesen werden dadurch im Laufe der Zeit immer komplexer. Für Lamarck verschwinden Arten nie, sondern verwandeln sich in andere Arten.

Die Theorie der Evolution durch natürliche Selektion wurde erstmals 1858 von Charles Darwin und Alfred Wallace unabhängig voneinander vorgestellt und ein Jahr später von Darwin in seinem Buch "On the Origin of Species by means of Natural Selection" detailliert ausgearbeitet. Es handelt sich um eine scheinbar einfache Theorie, die laut Mayr (2002) auf fünf Fakten oder Beobachtungen und drei Schlussfolgerungen beruht (vgl. auch Gropengießer & Zabel, 2024).

Nach Darwin weisen die Organismen in einer Population eine gewisse Variabilität auf. Die am besten an die Umwelt angepassten Organismen haben eine größere Überlebenswahrscheinlichkeit als die weniger gut an die Umwelt angepassten. Gut angepasste Individuen hinterlassen dadurch außerdem eine größere Anzahl an Nachkommen. Die am besten angepassten Organismen werden dabei von der Umwelt selektiert und geben ihre genetisch bedingten Merkmale an ihre Nachkommen weiter. Im Laufe der Zeit führt dieser Prozess zu einer Diversifizierung der Organismen und zur Bildung neuer Arten (Speziation). 

Als Darwin seine Evolutionstheorie einführte, wurde sie nur selten richtig verstanden und akzeptiert. Religiöse Überzeugungen spielten dabei eine große Rolle, da die Theorie die Bedeutung eines allmächtigen Schöpfers untergrub. Aber auch viele Wissenschaftler:innen zeigten sich skeptisch. In dieser Epoche wurde erwartet, dass die Wissenschaft genaue Vorhersagen liefern kann. Der stochastische Aspekt mit Konzepten wie zufälliger Variation und natürlicher Selektion unterschied die Theorie allerdings zu sehr von anderen mechanistischen Ansichten, um sie anderen Wissenschaftler:innen schmackhaft zu machen, da diese Konzepte nur selten für strenge Vorhersagen von evolutionären Ereignissen verwendet werden konnten (Mattsson, Jan-Eric; Mutvei, Ann, 2015).

Im Zusammenhang mit der Evolutiontheorie entstehen zwei große Diskussionthemen. Zum einen kommt durch Darwins Theorie die Hypothese auf, dass es eine Evolution der Arten gibt, die durch sukzessive Abzweigung von einem gemeinsamen Vorfahren stattgefunden hat. Zum anderen die Frage: wenn diese Evolution stattgefunden hat, welche Mechanismen sind dafür verantwortlich? 

Die Behauptung, dass Arten das Ergebnis eines natürlichen Prozesses der Umwandlung bereits existierender Arten sind, ein Phänomen, das wir als Evolution bezeichnen, ist eine Hypothese, die durch zahlreiche Beweise hinreichend belegt ist. Es gibt zahlreiche direkt beobachtbare Beweise für die laufende Evolution, und es ist möglich, einige der Phasen des Entstehungsprozesses neuer Arten zu beobachten (Gaspar et al. 2007). Darüber hinaus belegen die zahlreichen indirekten Belege aus der Fossilienkunde, der Embryologie, der vergleichenden Morphologie, der Biochemie, der Molekularbiologie, der Biogeografie usw., dass die gemeinsame Abstammung der Organismen eine Tatsache ist (Futuyma, 2009). Aus diesem Grund wird die Evolution heutzutage als eine Tatsache verstanden, für die es unwiderlegbare Beweise gibt (Futuyma, 2005).

Je nach der zur Verfügung stehenden Zeit und den Lernzielen kann das Lesen des webbasierten Science Comic eine Kombination verschiedener Strategien beinhalten:

Individuelles/kollektives Lesen: Die Schülerinnen und Schüler lesen den Science Comic einzeln oder gemeinsam. Das gemeinsame Lesen kann mit der ganzen Klasse oder in kleineren Gruppen organisiert werden.

Lesen im Unterricht/zu Hause: Die Lektüre des Science Comics kann während der Unterrichtszeit oder außerhalb der Unterrichtszeit bei der Arbeit zu Hause erfolgen.

Vollständige Lektüre (der drei Kapitel) / teilweise Lektüre: Die drei Kapitel, aus denen sich diese  Episode zusammensetzt, sind aufeinander aufbauend. Im ersten Kapitel erfährt der Leser etwas über das Theaterstück, das die Supertroupers aufführen wollen – eine futuristische Adaption von Alice im Wunderland – sowie über das Thema, das untersucht werden soll – die Evolution der Wale. Während die zweite Folge ganz der Entschlüsselung des wissenschaftlichen Problems gewidmet ist, konzentriert sich die dritte Folge auf die adaptierte Inszenierung des Theaterstücks.
Obwohl es ratsam ist, alle drei Kapitel zu lesen, kann die Lektüre auch in Teilen erfolgen. Dadurch können zeitliche Beschränkungen minimiert und/oder auch die Kreativität der Lernenden gefördert werden. Die Lektüre des ersten Kapitels kann dabei als Grundlage für eine Untersuchung zur Evolution der Wale und schließlich für die Erstellung eines eigenen Comics dienen, der die im Laufe der Forschung gewonnenen Erkenntnisse verdeutlicht. Auch die Lektüre des dritten Kapitels kann mit dieser Zielsetzung durchgeführt werden. Die Entscheidung für die kreative Produktion im zweiten Kapitel ist dann sinnvoll, wenn Sie einen historischen Ansatz bevorzugen, bei dem die wichtigsten Mechanismen der Evolution der Arten verstanden werden sollen.

Kontinuierliche Lektüre/Anreicherung mit anderen Aufgaben (Diskussion, Recherche, Aufgaben): Die Lektüre kann kontinuierlich erfolgen oder auch unterbrochen werden, um an Schlüsselstellen einen Gedankenaustausch, Forschungsaufgaben, Debatten über die verschiedenen Theorien anzuregen oder andere Aktivitäten einzuflechten.

Für die Erkundung des neuen Lernmediums können die Lehrkräfte die Version für Lehrkräfte des Science Comics verwenden (siehe ergänzende Ressourcen), in der einige Ideen und Verbindungen 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)
- Vertiefung und Sicherung (durch kreative Aufgaben)

Erste Phase (ca. 30 Minuten)

Lesen Sie mit den Lernenden ersten Teil der Comics bis zum nachfolgenden Bild in Kapitel 1.

Aufgabe 1: Fordern Sie die Lernenden dazu auf, das Phänomen zu erklären, dass der Pakicetus Hinterbeine hat, während moderne Wale keine besitzen. Dies dient dazu, die unterschiedlichen Vorstellungen der Lernenden zu ermitteln.

Zweite Phase (ca. 90 Minuten)

Erster Teil:
Aufgabe 2: Bitten Sie die Lernenden, in Gruppen einige ausgewählte Antworten zu diskutieren, die von der Klasse (in der vorherigen Aufgabe) gegeben wurden.  Die Aufgabe besteht darin, mit Hilfe von Argumenten zu diskutieren, ob sie mit den gegebenen Erklärungen einverstanden sind oder nicht. Jede Gruppe arbeitet an verschiedenen Erklärungen. (Denken Sie daran, die analysierten Antworten zu anonymisieren.)

Beispiele für Erklärungen von Schülern:
Beispiel 1: „Sein glückliches, friedliches Leben wurde durch Klima- und Umweltveränderungen gestört. Der Pakicetus musste sich daher anpassen und seine Gewohnheiten ändern, um weiterleben zu können."
Beispiel 2: „Nach und nach begann der Pakicetus schwimmen zu lernen, dann entwickelte er sich so, dass er im Wasser überleben konnte: er bekam Flossen, der Schwanz entwickelte sich, die Gliedmaßen (Beine) verschwanden und alle nutzlose Merkmale gingen verloren. Er wurde größer, um sich an seine Bedürfnisse anzupassen."

Aufgabe 3: Jede Gruppe stellt der Klasse die wichtigsten Ideen vor, die sich aus der Diskussion ergeben haben.

Zweiter Teil:
Setzen Sie die Lektüre der Science Comics fort und diskutieren Sie mit der Klasse über bestimmte Bilder.
Beispielbilder für die Diskussion (weitere Beispiele finden Sie in der Version für Lehrkräfte zur Evolutionsepisode):

Toms Antwort entspricht einer sehr verbreiteten fachlich unangemessenen Vorstellung. Wenn in den Lernendenantworten in der ersten Aufgabe andere Erklärungsmodelle vorkommen, könnten Sie alternativ eine Diskussion über die Fachlichkeit der verschiedenen Erklärungen anstoßen.

Der nachfolgende Abschnitt hebt die beiden historischen Modelle von Lamarck und Darwin hervor. Die Lernenden können eine Verbindung zu ihrem eigenen Erklärungsmodell herstellen und feststellen, inwiefern es den beiden vorgeschlagenen Modellen ähnelt oder sich von ihnen unterscheidet. Diese Aufgabe bietet auch die Möglichkeit eine Debatte über die Gültigkeit der beiden Modelle zu führen.
Aufgabe 4: Bitten Sie die Lernenden sich am Ende dieser Phase vorzustellen, dass sie Teil der Geschichte sind und der betreffenden Figur (in jedem der analysierten Bilder) zu erklären, warum ihre Vorstellung nicht richtig ist. Dies zeigt, ob sie die potentiellen Lernhürden überwunden haben.

Aufgabe 5: Bitten Sie die Lernenden abschließend, die Frage der Supertroupers zu beantworten. Dies ist eine Gelegenheit zum Transfer sowie um die geleistete Arbeit zu überprüfen und zu sichern.

PDF_Vorschlag Unterrichtssequenz

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Arbeitsblatt: Ein Science Comic zur Evolutionstheorie (Vorschlag 1)

1. Unser Team musste einige Korrekturen an der Übersetzung vornehmen. Analysieren und vergleichen Sie die ursprüngliche und die endgültige Version dieses Bildes. Erläutern Sie, warum es notwendig war, die vom Übersetzer übermittelte Version zu korrigieren.

Lösungsvorschlag:
Es geht bei der Korrektur um die genaue sprachliche Unterscheidung zwischen zwei Erklärungen. In der Version des Übersetzers suggeriert „besser angepasst“, dass sich das Individuum aktiv an die Umwelt anpasst. Dies entspricht einer lamarckistischen Erklärung und ist somit wissenschaftlich nicht adäquat. In der korrigierten Fassung beschreibt die Wendung „war besser angepasst“ stattdessen einen bereits vorhandenen Zustand. Diese Formulierung passt besser zur Theorie der natürlichen Selektion, nach der vorteilhafte Eigenschaften ohne Absicht oder bewusstes Handeln der Individuen vererbt werden. Durch diese Korrektur sollen also Missverständnisse über den Evolutionsprozess vermieden werden.

2. Die erste Version des Bildes unten enthielt nur einen Ambulocetus. Das Lehrerteam hielt es für wichtig, weitere Tiere mit unterschiedlichen Merkmalen hinzuzufügen. Was war der Grund für diese Forderung? 

Lösungsvorschlag:
Der Abbildung weitere Individuen mit unterschiedlichen Merkmalen hinzuzufügen, dient dazu, die Vielfalt innerhalb einer Population zu veranschaulichen. Diese Vielfalt ist für den Evolutionsprozess entscheidend, denn die natürliche Selektion hängt von ihr ab. Solche Merkmale, die in einer bestimmten Umgebung von Vorteil sind, treten in den nachfolgenden Generationen häufiger wieder auf als andere, weniger vorteilhafte Merkmale. Die Darstellung der Vielfalt innerhalb einer Population soll auch die Vorstellung infrage stellen, Arten würden sich gezielt und absichtlich entwickeln.

3. Lesen Sie noch einmal die Comic Panel 60-64. Wie erklären Sie die Idee der natürlichen Selektion?

Lösungsvorschlag:
Die natürliche Selektion, so wie Darwin sie verstand, beruht auf den kleinen Unterschieden zwischen den Individuen innerhalb einer Population, also der Variabilität. Einige dieser Individuen besitzen zufällig Merkmale, mit denen sie besser an ihre Umwelt angepasst sind. Diese Merkmale verleihen ihnen also eine größere Chance zu überleben und sich fortzupflanzen. Über Prozesse der Vererbung entwickeln dann auch viele ihrer Nachkommen diese vorteilhaften Merkmale, sodass sie in der nächsten Generation häufiger auftreten als vorher. Im Gegensatz zu Lamarck, der davon ausging, dass Anpassungen im Laufe des Lebens erworben und an die Nachkommen weitergegeben werden, wies Darwin darauf hin, dass neue Merkmale nicht als direkte Reaktion auf die Umwelt entwickelt werden. Vielmehr sind sie das Ergebnis aus dem wiederholten Zusammenspiel bereits zufällig vorhandener Variationen und der natürlichen Selektion durch die Umwelt über mehrere Generationen.

4. Was ist mit "viele der auftauchenden Merkmale werden nicht ausgewählt" auf dem Bild unten gemeint? Wie können Sie erklären, dass einige Merkmale ausgewählt werden und andere nicht?

Lösungsvorschlag:
Nicht alle von Organismen entwickelten Merkmale sind das Ergebnis natürlicher Selektion. Einige Variationen entstehen zufällig und bieten in einer bestimmten Umgebung weder Vorteile noch Nachteile. Wenn diese Merkmale keinen Einfluss auf die Überlebens- oder Fortpflanzungsfähigkeit der Organismen haben, können sie je nach Umweltbedingungen bestehen bleiben oder mit der Zeit verschwinden. Die natürliche Selektion wirkt nur auf solche Merkmale, die einen adaptiven Vorteil bieten, und „wählt diese aus“ (metaphorisch gesprochen), während andere Merkmale neutral bleiben oder durch die Umweltbedingungen eliminiert werden.

5. Was bedeutet „nicht zielgerichtet" auf diesem Bild im Zusammenhang mit der Evolutionstheorie?

Lösungsvorschlag:
Im Zusammenhang mit der Evolution bezieht sich der Begriff „nicht zielgerichtet“ auf die Tatsache, dass evolutionäre Veränderungen ungewollt auftreten. Auch der Zufall spielt dabei eine Rolle, z.B. bei der Mutation und der Rekombination von Genen. Das bedeutet, dass die Evolution kein gelenkter oder bewusster Prozess ist, sondern das Ergebnis von Veränderungen, die über viele Generationen im Wechselspiel von Variation und Selektion entstehen. Die natürliche Selektion wirkt auf die Häufigkeit bestimmter Merkmale in der Population, wobei diejenigen Merkmale „bevorzugt” werden (metaphorisch gesprochen), die Fitnessvorteile bieten. Die Evolution ist also ein Prozess, der ohne ein bestimmtes Ziel abläuft. Der sie antreibende Mechanismus ist stattdessen das Überleben und die Fortpflanzung der am besten an ihre Umwelt angepassten Organismen.

6. Am Ende der Geschichte, die Sie gerade gelesen haben, schlagen die Figuren Tom, Diana und Toms Schwester vor, dass Sie die Geschichte von Alices Nachkommenschaft erzählen. Wie würden Sie auf der Grundlage dessen, was Sie über Darwins Selektionstheorie gelernt haben, die Evolution von Alices Nachkommen im Wunderland erklären?

Lösungsvorschlag:
Die Evolution der Nachkommen von Alice im Wunderland lässt sich heute mit der synthetischen Evolutionstheorie erklären, die auf Darwins Selektionstheorie basiert. Wenn diese Nachkommen zufällige und unterschiedliche Merkmale hätten und in einem Haus mit einer zu kleinen Tür lebten, hätten diejenigen Individuen mit günstigen Merkmalen, um durch diese Tür zu kommen, eine größere Chance zu überleben und sich fortzupflanzen.

Phänotypische Variationen entstünden durch Mutationen und Rekombination innerhalb der Fortpflanzungsgemeinschaft. Die natürliche Slektion würde in jeder neuen Generation weiterhin wirken und kleine Veränderungen begünstigen, die die relative Fitness der Individuen erhöhen und es begünstigen, dass diese Merkmale an die nachfolgenden Generationen weitergegeben werden. Auf diese Weise würde sich die Evolution von Alices Nachkommen langsam und nicht zielgerichtet vollziehen. Im Ergebnis würden im Laufe der Zeit Anpassungen an die besondere Umgebung des Wunderlandes entstehen.

© Text: Bianor Valente, Cláudia Faria, Joana Torres (2024), dt. Fassung von Jörg Zabel und Julia Zdunek (2024)
© Zeichnungen:  Bergey & Govin, Stimuli Eds, 2024.

Arbeitsblatt Version 1 - Lernende

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Arbeitsblatt: Ein Science Comic zur Evolutionstheorie (Vorschlag 2)

1. Erste Eindrücke
a) Lies den Science Comic einmal vollständig durch und beschreibe in einigen Sätzen, was dir beim Betrachten und Lesen des Comics an biologischen und ästhetischen Aspekten aufgefallen ist.
b) Formuliere 1-3 Fragen, die du nach dem ersten Lesen des Science Comics hast.

potentielle Antworten der Lernenden:
a) Die Figuren sind mit viel Mimik gezeichnet. Mir gefallen die Farben nicht. Ich verstehe nicht, was "Alice im Wunderland" mit der Evolutionstheorie zu tun haben soll.
b) Inwiefern passt ein Theaterstück zur Evolution in einen biologischen Science Comic? Wer ist das kleine Mädchen?

2. Wie haben sich die Wale entwickelt?
a) Erkläre, warum Tom und Diane so überrascht sind, dass sich das Pakicetus-Skelett in der Walabteilung des Museums befindet.

Lösungsvorschlag:

• Das Skelett sieht aus wie ein Wolf und nicht wie ein Meeressäuger.
• Pakicetus hat vier entwickelte Beine.
• Tom und Diane glauben, dass sich Wirbeltiere zuerst im Wasser entwickelt haben und dann an Land gegangen sind. Sie vermuten, dass das Pakicetus-Skelett vom Museum falsch positioniert wurde.

b) Die drei Protagonisten vergleichen den evolutionären Prozess der Anpassung mit der magischen Anpassung von Alice an die viel zu kleine Tür. Stimmst du dem zu? Bewerte den Vergleich von Alices Anpassung und der evolutionären Anpassung aus biologischer (wissenschaftlicher) Sicht in mindestens drei Sätzen.

Lösungsvorschlag:

• Die Argumentation der Protagonisten entspricht der Theorie von Lamarck.
• Ich stimme dieser Sichtweise zu: Evolutionsprozesse haben etwas Magisches an sich, Veränderungen geschehen plötzlich, Anpassung ist ein zielgerichteter, bewusster Prozess, Lebensraum/Natur bewirkt Anpassung und damit Evolution. Zum Beispiel wurden die Beine im Laufe der Evolution der Wale zurückgebildet, weil sie im Wasser nicht mehr gebraucht wurden.
• Ablehnung dieser Perspektive: Evolution hat nichts mit Magie oder eigenem zielgerichteten Willen zu tun, Prozesse und Veränderungen sind schwer zu verstehen und nicht immer einfach zu erklären, der Vergleich zwischen Alices Anpassung an die Tür und der Wal-Evolution ist unpassend/unrichtig, (eine korrekte Erklärung entspricht Darwins Theorie: Evolution funktioniert nicht zielgerichtet und viele Faktoren wirken sich darauf aus).

3. Die Hintergliedmaßen von Ambulocetus natans sind an die Lebensbedingungen im Wasser angepasst. Ihre Vorfahren hatten noch Extremitäten, die an das Leben an Land angepasst waren. Für diese Veränderung gibt es zwei verschiedene Erklärungen. Vergleiche beide Erklärungen miteinander, indem du...
a) die Evolutionstheorien von Darwin und Lamarck in jeweils 2-4 Sätzen zu beschreibst und
b) die Theorien von Darwin und Lamarck am Beispiel der Evolution der Wale zu erklärst. Achten dabei auf die Zeichnungen neben den Sprechblasen.

Lösungsvorschlag:
a)  Beschreibung der Theorie

• Lamarcks Theorie: Organismen passen sich aktiv an die sich verändernden Umweltbedingungen an und entwickeln individuelle körperliche Anpassungen entsprechend ihren Bedürfnissen. Diese Anpassungen geben sie dann an ihre Nachkommen weiter. (S. 56)
• Darwins Theorie: In jeder Population gibt es eine Variabilität von Individuen. Individuen innerhalb dieser Population sind zufällig besser an die Umweltbedingungen angepasst und haben daher eine höhere Überlebenschance als andere Individuen in dieser Population. Sie haben mehr Nachkommen als ihre Artgenossen. Die Merkmale der am besten angepassten Individuen werden an die Nachkommen weitergegeben (natürliche Selektion). (S. 57-62)

b) Erläuterung der Theorien am Beispiel der Evolution der Wale

• Lamarcks Theorie: Das Leben an der Küste und der Mangel an Nahrung an Land zwangen die Wale, im Wasser nach Nahrung zu suchen. Durch den häufigen Gebrauch der Extremitäten zum Schwimmen entwickelten sie aktiv Flossen und gaben diese Eigenschaft an ihre Nachkommen weiter.
• Darwins Theorie: Einige Individuen von A. natans hatten zufällig flossenartige Hinterextremitäten, mit denen sie schwimmen konnten. Dies ist ein Selektionsvorteil, da sie so die Nahrung im Wasser erreichen konnten. Die Vorfahren der Wale mit diesem Selektionsvorteil hatten eine höhere Überlebenschance und konnten auch mehr Nachkommen zeugen. Das Vorhandensein der hinteren flossenähnlichen Gliedmaßen wird an diese Nachkommen weitergegeben.

Arbeitsblatt Version 2 - Lernende

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Futuyma, D. J. (2005). Evolution. Sunderland, MA: Sinauer Associates, Inc.

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