Biologie · Klasse 11 · Evolution der Vielfalt · 2. Halbjahr

Evolutionsfaktoren: Selektion

Die Schülerinnen und Schüler analysieren die verschiedenen Formen der Selektion und ihre Auswirkungen auf Populationen.

• KMK Bildungsstandards
• KMK: Sekundarstufe II - Fachwissen: Variabilität und Anpassung
• KMK: Sekundarstufe II - Erkenntnisgewinnung: Mathematische Modellierung

Über dieses Thema

Die Selektion ist ein zentraler Evolutionsfaktor, der die genetische Zusammensetzung von Populationen über Generationen hinweg verändert. Anhand von Beispielen wie der industriellen Melanisierung des Birkenspanners oder der Schnabelform von Finken auf den Galapagosinseln untersuchen die Schülerinnen und Schüler die verschiedenen Formen der Selektion. Gerichtete Selektion verschiebt Merkmalsausprägungen in eine Richtung, stabilisierende Selektion verringert die Variabilität und disruptive Selektion begünstigt Extremformen. Der Selektionsdruck, also die Umweltbedingungen, die auf eine Population wirken, bestimmt maßgeblich, welche Merkmale vorteilhaft sind und somit häufiger an die nächste Generation weitergegeben werden.

Die Analyse der sexuellen Selektion, bei der Merkmale die Fortpflanzungschancen erhöhen, wie das Geweih eines Hirsches oder das prächtige Gefieder eines Pfauenhahns, ergänzt das Verständnis. Die Schülerinnen und Schüler lernen, wie diese Prozesse zu Anpassungen führen und die Biodiversität fördern. Die Verknüpfung von Fachwissen über Variabilität und Anpassung mit den Erkenntnisgewinnungsmethoden, insbesondere der mathematischen Modellierung von Populationsveränderungen, ist hierbei essenziell. Aktive Lernansätze, die das eigenständige Erarbeiten von Beispielen und das Diskutieren von Szenarien ermöglichen, vertiefen das Verständnis für die dynamischen Prozesse der Selektion.

Leitfragen

1. Differentiieren Sie gerichtete, stabilisierende und disruptive Selektion anhand von Beispielen.
2. Erklären Sie den Zusammenhang zwischen Selektionsdruck und Anpassung.
3. Analysieren Sie die Rolle der sexuellen Selektion bei der Entwicklung von Merkmalen.

Vorsicht vor diesen Fehlvorstellungen

Häufige Fehlvorstellung

Individuen passen sich aktiv an ihre Umwelt an, um zu überleben.

Was Sie stattdessen lehren sollten

Selektion wirkt auf Populationen, nicht auf Individuen. Individuen mit vorteilhaften, vererbten Merkmalen haben höhere Überlebens- und Fortpflanzungschancen, was zu einer Veränderung der Populationszusammensetzung führt. Aktive Lernmethoden, wie das Diskutieren von Fallbeispielen, helfen, diesen Unterschied zu verdeutlichen.

Häufige Fehlvorstellung

Selektion ist ein zufälliger Prozess.

Was Sie stattdessen lehren sollten

Während die Entstehung von Mutationen zufällig ist, ist die Selektion selbst ein gerichteter Prozess, der von Umweltbedingungen abhängt. Nicht zufällige Umweltfaktoren begünstigen bestimmte Merkmale. Durch die Analyse von Szenarien können Schülerinnen und Schüler die Nicht-Zufälligkeit der Selektion erkennen.

Ideen für aktives Lernen

Stationsarbeit: Formen der Selektion

Richten Sie Stationen mit Fallbeispielen für gerichtete, stabilisierende und disruptive Selektion ein. Die Schülerinnen und Schüler analysieren die Beispiele, identifizieren den Selektionsdruck und die daraus resultierenden Anpassungen. Eine Diskussionsrunde am Ende fasst die Ergebnisse zusammen.

60 Min.·Kleingruppen

Planspiel: Sexuelle Selektion

Die Klasse simuliert die Partnerwahl anhand von Merkmalen (z.B. verschiedene 'Gefiederfarben' aus Papier). Eine Gruppe agiert als ' Weibchen', die andere als 'Männchen' mit unterschiedlich ausgeprägten Merkmalen. Beobachten Sie, welche 'Merkmale' sich durchsetzen.

45 Min.·Ganze Klasse

Datenanalyse: Anpassung an Umweltveränderungen

Schülerinnen und Schüler erhalten Datensätze zu Populationsgrößen und Umweltbedingungen (z.B. Klimadaten) über einen längeren Zeitraum. Sie analysieren die Korrelationen und leiten daraus die Selektionsdrücke und Anpassungen ab.

50 Min.·Einzelarbeit

Häufig gestellte Fragen

Was sind die Hauptformen der Selektion?

Die Hauptformen sind gerichtete Selektion, die Merkmalsausprägungen in eine Richtung verschiebt, stabilisierende Selektion, die Extreme reduziert und Durchschnittswerte fördert, und disruptive Selektion, die beide Extreme begünstigt und den Durchschnitt benachteiligt. Sexuelle Selektion ist eine weitere wichtige Form.

Wie erklärt man den Selektionsdruck?

Selektionsdruck beschreibt die Umweltbedingungen, die auf eine Population einwirken und die Überlebens- und Fortpflanzungschancen bestimmter Individuen beeinflussen. Dies können Faktoren wie Nahrungsverfügbarkeit, Fressfeinde oder klimatische Bedingungen sein.

Welche Rolle spielt die sexuelle Selektion?

Sexuelle Selektion ist ein Prozess, bei dem Merkmale, die die Fortpflanzungschancen erhöhen, selektiert werden, auch wenn sie das Überleben erschweren. Dies führt oft zur Entwicklung auffälliger Merkmale, wie bunte Gefieder oder Geweihe, und beeinflusst die Partnerwahl.

Wie hilft aktives Lernen beim Verständnis der Evolutionsfaktoren?

Aktive Lernansätze wie Simulationen, Fallstudienanalysen und Gruppendiskussionen ermöglichen es den Schülerinnen und Schülern, die abstrakten Konzepte der Selektion greifbar zu machen. Sie können selbstständig Beispiele untersuchen, Hypothesen aufstellen und die Auswirkungen von Selektionsdrücken auf Populationen nachvollziehen, was zu einem tieferen Verständnis führt.