Pflanzenevolution

Pflanzenevolution

Unterricht Biologie | Ausgabe Nr. 455/2020

Pflanzen fristen im Biologieunterricht leider meist ein stiefmütterliches Dasein. Die Mechanismen der Evolution werden nahezu immer am Reich der Tiere erklärt.

Vor diesem Hintergrund werden in einzelne Themen der Pflanzenevolution für den Biologieunterricht vorgeschlagen und Anreize gegeben, Pflanzen im Biologieunterricht in eine prominentere Position zu bringen.

Inhaltsverzeichnis
Foto: © LIGHTFIELD STUDIOS/stock.adobe.com
1: Pflanzenvielfalt im Ökosystem Wald
Pflanzen als Produkt der Evolution verstehen lernen Die Evolution der Pflanzen
Friedrich+ Kennzeichnung Fachwissen Schuljahr 5-13

Die Vielfalt der pflanzlichen Lebewesen auf unserem Planeten ist riesig und faszinierend. Doch Schülerinnen und Schüler interessieren sich weit weniger für Pflanzen als für Tiere, das haben diverse Untersuchungen gezeigt. Vor diesem Hintergrund werden in einzelne Themen der Pflanzenevolution für den Biologieunterricht vorgeschlagen und Anreize gegeben, Pflanzen im Biologieunterricht in eine prominentere Position zu bringen.

Grafik: © Science History Images/Alamy Stock Foto
1: vereinfachte Darstellung eines phylogenetischen Stammbaums
Modellierung phylogenetischer Stammbäume am Beispiel von Pflanzen Der Lauf der Geschichte
Friedrich+ Kennzeichnung Schuljahr 8-10

Früher oder später kommen alle Schülerinnen und Schüler mit phylogenetischen Stammbäumen in Kontakt. Diese richtig zu lesen und zu interpretieren ist jedoch nicht leicht und sollte geübt werden, um falsche Vorstellungen zu vermeiden. In dieser Unterrichtseinheit wird die Entwicklung phylogenetischer Stammbäume nachvollzogen sowie der Hypothesencharakter der Abstammungsmodelle verdeutlicht.

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1: Fossil eines Farns
Modellierung phylogenetischer Stammbäume auf Grundlage molekularer Daten Wer ist mit wem verwandt?
Friedrich+ Kennzeichnung Schuljahr 11-13

Lange basierten Untersuchungen zur Verwandtschaft allein auf morphologischen Vergleichen. Heutzutage werden häufig molekulare Daten genutzt. Dank der molekularen Phylogenie sind gut erhaltene Fossilien nicht mehr nötig. In dieser Unterrichtseinheit zur Evolutionsgeschichte heimischer Pflanzen nutzen die Schülerinnen und Schülern bioinformatische Methoden, um einen phylogenetischen Stammbaum zu modellieren.

Foto: © imago images / Stefan Hässler
1: Altruistisch handelnde Frau
Das Gesamtfitnesskonzept erarbeiten und auf Pflanzen anwenden Altruismus – auch bei Pflanzen?
Friedrich+ Kennzeichnung Schuljahr 10-13

Altruistischer Fitness-Verzicht bei Tieren wurde lange als anomales Verhalten gesehen. Erst das Konzept der Gesamtfitness bietet eine evolutive Erklärung. Doch gilt sie auch für Pflanzen? In dieser Unterrichtseinheit bearbeiten die Schülerinnen und Schülern den Altruismusbegriff allgemein und am Beispiel des Graufischers. Zusätzlich wird der Altruismus bei Pflanzen an der Acker-Schmalwand untersucht.

Foto: © Heike Wägele
1: Grün ist bei Tieren eine seltene Farbe. Die abgebildete Meeresnacktschnecke Elysia timida frisst Algen. Sie lagert die mit der Nahrung aufgenommenen Chloroplasten unter ihrer Haut. Dadurch erscheint sie grün und kann im durchlichteten Wasser mit ihren Chloroplasten wie eine Pflanze leben. Aber weder Tiere noch Pflanzen sind die ursprünglichsten Lebewesen, die Zellatmung und Fotosynthese nutzen. Dazu weisen uns die Chloroplasten den Weg.
Fotosynthese oder Atmung? Stoffwechselprozesse evolutionär erklären Was entstand zuerst?
Friedrich+ Kennzeichnung Schuljahr 12-13

Heute leben autotrophe und heterotrophe Lebewesen miteinander und sind voneinander abhängig. In der Wissenschaft ist umstritten, welche Ernährungsweise zuerst entstanden ist. Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten die Biochemie der Zellatmung und der Fotosynthese. Anschließend setzen sie sich mit der Evolution der Prozesse auseinander und erkennen, dass es eine weitere Möglichkeit gibt: Beide Prozesse sind gleichzeitig entstanden.

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Nebelwald in Südamerika.
Ein besiegeltes Schicksal?
Friedrich+ Kennzeichnung Schuljahr 11-13

Die Auswirkungen einer Klimaerwärmung sind vielfältig. In jüngerer Zeit häufen sich Meldungen, dass auch Meeresschildkröten darunter leiden: Weltweit könnten die Populationen stark reduziert werden, teilweise besteht sogar die Gefahr, dass einige deshalb aussterben.Die Schülerinnen und Schüler untersuchen anhand von wissenschaftlichen Daten die temperaturabhängige Geschlechtsbestimmung der Schuldkröten und bearbeiten, welche Auswirkungen dies auf das Überleben der Art hat.

Foto: © Carsten Hoffmann
2: Hirnanatomie am realen Modell (a) und mit AR-Overlay (b) zur Abgrenzung einzelner Areale
Unterrichten mit erweiterter Realität Augmented Reality
Friedrich+ Kennzeichnung Schuljahr 5-13

Augmented Reality (AR) bezeichnet die Erweiterung der echten Realität um digitale, also virtuelle Informationen. Der Einsatz und Nutzen im Unterricht kann variieren, da es unterschiedliche Gründe und Perspektiven für die Einbindung von AR gibt. Virtuelle Objekte müssen physisch nicht vorhanden sein, woraus sich ableiten lässt, dass die Unmöglichkeit der Einbindung entsprechender Originale ein Grund für die AR Nutzung darstellen kann.