Manuela Giar

Biologie an Stationen 7-8 Gymnasium Evolution

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Biologie an Stationen 7-8 Gymnasium Evolution

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Materialaufstellung und Hinweise zu den einzelnen Stationen Evolution Die Seiten  61bis bis 81sind sindininentsprechender entsprechenderAnzahl Anzahlzu zuvervielfältigen vervielfältigenund undden denSchülern Schülernbereitzulegen. bereitzulegen. Als Möglichkeit zur Selbstkontrolle können Lösungsseiten erstellt werden.

Materialaufstellung Materialau Seite 61  Seite 62 

Station 1 Station 2

Seite –6 63–64 Seite 65  Seite – 66–68 Seite – 69–70 Seite 71–72 – Seite – 73–74 Seite 75  Seite  76 Seite – 77–78 Seite  79 Seite 80  Seite  81

Station 3 Station 4 Station 5 Station 6 Station 7 Station 8 Station 9 Station 10 Station 11 Station 12 Station 13 Station 14

Die Evolution der Arten Fossilien selbst herstellen: Gips, Wasser, Teelöffel, Knete, Muscheln, Toilettenpapierhülse, Schere, Papier, Speiseöl Die relative Altersbestimmung mithilfe von Leitfossilien Altersbestimmung durch die Radiokarbonmethode Evolutionsverlauf: Schere, Kleber Evolutionstheorien Archäopteryx – ein Urvogel? Sind die Tiere miteinander verwandt? Gliedmaßen: farbige Stifte Evolutionsrätsel n Evolution des Menschen Schädelvergleich: Schere,, Klebe Kleber, Übungsheft en Schim panse und nd Mensch: Mens Vergleich zwischen Schimpanse Übungsheft on Menschen und nd Affe? Aff Vorfahren von

1

Laufzettel für

Pflichtstationen Stationsnummer

erledigt

kontrolliert

erledigt

kontrolliert

Nummer Nummer Nummer Nummer Nummer Nummer Nummer Nummer Numme Nummer Numme

Manuela Giar: Biologie an Stationen. Klasse 7/8 © Auer Verlag – AAP Lehrerfachverlage GmbH, Augsburg

Wahlstationen hlsstation nen Stationsnummer tionsnummer Nummer mer Nummer Nummer Nummer Nummer 2

Name:

Station 1

Evolution

Die Evolution der Arten Aufgabe 1: Lies den Text durch. Fossilien – die Zeugen der Vergangenheit Man kennt Fossilien schon seit einigen Jahrhunderten. Doch lange Zeit konnte man ihre Herkunft nicht deuten. Heutzutage weiß man, dass es sich dabei um m die versteinerten Spuren von früheren Lebewesen handelt. Vergleicht man Fossilien aus unterschiedlichen u Gesteinsschichten miteinander, zeigt sich, wie sich die Merkmale von Arten iim Laufe der Zeit verändert haben. Fossilien dokumentieren somit die Evolution von Lebewesen.. Ein Fossil entsteht, indem es nicht komplett verwest bzw. nicht von anderen Tieren gefress gefressen wird. Die harten Teile eines Lebewesens, wie z. B. Knochen oder Zähne, bleiben ben erhalten. erhalten. Im Laufe der d Zeit werden diese Überreste von vielen Schlammschichten, dem Sediment, überdeckt. Der Schl Schlamm wird durch u einem Se imentgestei verfestigt hat. Da die Einwirkungen der Umwelt immer fester, bis er ssich zu Sedimentgestein Dabei wird durch Sickerwässer und Druck die ursprüngliche nglich mineralische Substan SSubstanz des Skeletts verändert. dert. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von on Versteinerungen. Ver teinerungen. Die Veränderungen g eines Tieres vom Tod bis zum tatsächlichen Fossil bezeichnet Fossilisation. eichne man als ls Fossilisa Die Reste der Tiere konnten so zum Teil über Millionen überdauern und sind durch Bewegu Bewegungen Milli nen Jahre Ja gen der Erdkruste wieder an die Oberfläche Die gut erhaltenen Fossilien wurden Regen rfläche gelangt. Di n dann durch R und Wind freigelegt, woraufhin gefunden aufhin sie g funden und vvon Forschern untersucht tersu werden konnten. onnten

Aufgabe 2:

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Warum kann kann man in m manchen Gesteinsschichten sschic viele Fossilien finde finden und in anderen keine?

Aufgabe be 3: Stelle begründete Vermutungen auf, warum man Fossilien von Tieren, die in bzw. am Wasser gelebt haben, häufiger findet, als von Tieren, die an Land lebten.

3

Name:

Station 2

Evolution

Fossilien selbst herstellen Aufgabe 1: Baut die Spuren des früheren Lebens nach. Stellt den Abdruck einer Muschel her.

Material (für 3 Personen): ½ Tasse Gips, ½ Tasse Wasser, 1 Teelöffel, 1 Stange Knetmasse, 3 kleine Muscheln, 1 Toilettenpapierhülse, 1 Schere, 1 Unterlage (z. B. Zeichenblockdeckel), etwas Speiseöl

Durchführung:

1. Drücktt jje 1 Kugel gel Knetm Knetmasse asse flach w wie einen Pizzateig. g Schneidet Teile. neidet die e Papphülse in 3 Teile mt je e e Hülse und drückt diese in je 1 Knetteig teig etw Nehmt eine etwas ein. St eicht die Musche in und Streicht Muschel ganz dünn mit Speiseöl eein legt sie in n den Ring.

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2. Stellt nun den Gipsbrei brei her. Dazu Dazu schüttet sc ihr 1⁄2 Tasse Wasser 1 se Gips. Rührt Rü ührt mit d dem m Löffelstiel den Brei glatt und auf ⁄2 Tasse lasst las ihn n ein wenig st stehen. hen. S Schüttet nun den flüssigen Gipsbrei über ü r die Muscheln, Muschel etwa 2,5 cm hoch, er muss sie ganz bedecken. bedecken (Spült die di benutzten Geräte aus!)

3. Ist der Gips hart, entfernt ihr den Ring und die Knetmasse. Löst vorsichtig die eingelegten Muscheln heraus. Es ist je 1 Abdruck entstanden.

Aufgabe 2: Welchen Prozess der Fossilienherstellung habt ihr mit dem Versuch nachvollzogen?

4

Name:

Station 3

Gräbst du wie ein Forscher tief in der Erde, findest du verschiedene Schichten, die du in eine zeitliche Abfolge einordnen könntest. Die unterste Schicht ist dabei im Allgemeinen die älteste. Die Schichten stehen jeweils für ein gesondertes Zeitalter in der Erdgeschichte (Formation). Forscher haben diese Schichten nach Zeitalter bestimmt, geordnet und in einer Tabelle dargestellt. Jede Schicht enthält in der Natur auch ganz bestimmte Fossilien. Diese leiten den Finder eines versteinerten Saurierknochens z. B. zu der entsprechenden geologischen Zeit, wenn er in der Tabelle nachschaut. Tabelle der Leitfossilien nach der Zeit ihres Vorkommens (… bedeutet weniger häufig)

Trias

360 0

Karbon Ka

435

Erdaltertum

Perm Per

Devon Silurr

510

Ordovizium Ordovizium

550

Kambrium Kamb

Muschel chel

Schnecke chn cke

Belemnit Bele

Jura

280

410

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Kreide Ammonit A

250

Tertiär

Brachiopode a d

205

Quartiär

Graphtolith raphtolith t

135

Leitfossil sil

Formation

Trilobit

65

Erdzeit Erdneuzeit

1,5

geolog. Zeiten

Erdmittelalter

Beginn vor Mill. Jahren

Aufgabe 1: Wenn ihr Saurierknochen dort gefunden hättet, wo ihr vorher Belemniten in einem Steinbruch gefunden habt, zu welcher geologischen Zeit würden euch dann die Belemniten leiten? Welches Alter hätten dann die Saurierknochen?

5

Evolution

Die relative Altersbestimmung mithilfe von Leitfossilien (1)

Name:

Die relative Altersbestimmung mithilfe von Leitfossilien (2) Evolution

Station 3

Aufgabe 2: Welche Vor- und Nachteile hat diese Methode für die Bestimmung eines Fundes?

Aufgabe 3: Wieso kann man einen Nautilus auch als lebendes ndes Fossil sil bezeichnen? Erklä Erkläre dies mithilfe der er Abbildungen.

Ammonit Amm

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Nautilus N

Aufgabe e 4: 4 Ein Nautilus besitzt ca. 60 Tentakel, die man als Arme deuten kann. Fossile Ammoniten hingegen lassen keine Armstruktur erkennen. Forscher vermuten, dass Ammoniten dennoch Armstrukturen besitzen. Was denkst du? Warum vermuten die Forscher das?

6

Name:

Altersbestimmung durch die Radiokarbonmethode Evolution

Station 4

In der Erdatmosphäre entsteht durch die Strahlung aus dem Weltall der radioaktive Kohlenstoff C14. Er gelangt mit dem Kohlenstoffdioxid CO2 bei der Fotosynthese in die Pflanzen und durch die Nahrungsaufnahme auch in die Menschen und Tiere. Ein totes Tier oder eine abgestorbene Pflanze kann kein C14 mehr aufnehmen. Das C14, welches in toten Lebewesen vorhanden ist, zerfällt gleichmäßig und sendet dabei radioaktive Strahlen aus (als wäre eine radioaktive Uhr in seinem Inneren). n. Diese Strahlen können mit einem Zählrohr (das Geiger erfand) gemessen werden. Die radioaktiven Strahlen verringern sich in dem organischen Objekt alle 5 570 70 Jahre um die Hälfte (die sogenannte Halbwertzeit). Man kann mit diesem Geigerzähler messen,, wie alt z. B. ein Fos Fossil oder ein altes Stück Holz ist. is zu 40 000 Jahre alt sind. Mit dieser Methode lassen sich Fossilien bestimmen, die bis

Beispiel für Zerfall und Altersbestimmung: estimmung: In einem lebenden Tier zerfallen pro o Minute in je jedem dem Gramm seines Kohlenstoffgehalts enstoffgehalts 15,3 radiodi aktive Kohlenstoffatome.

Aufgabe 1: Wenn ihr ein n Fossil gefu gefunden en hättet h und hättet beim Messen n festgestellt, festgeste es zerfällt nur die Hälfte vom oberen Wert, Wer t, also 15,3 : 2 =

Atome me pro Gramm Gramm Kohlenstoff Koh pro Minute, so wären seit

dem Tod des de Lebewesens 5 570 Jahre vergangen. Nach we h die Hälfte der de Hälfte zu messen, es sind also 15,3 : 2 : 2 = weiteren 5 570 Jahren ist nur noch Atome pro Gramm Gra Kohlenstoff hlens pro Minute vorhanden.

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Aufgabe e 2: 2 Welche he Vorte Vorteile hat diese M Methode der Altersbestimmung?

Aufgabe 3: Beschreibe den Unterschied zwischen der relativen und der absoluten Datierung von fossilen Funden.

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Name:

Station 5

Evolution

Evolutionsverlauf (1) INFORMATIONSBLATT

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Rekonstruktion des Evolutionsverlaufs als Zeitspirale (nach Fossilien)

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Name:

Station Station 12 5

Evolution

Evolutionsverlauf (2) AUFGABENBLATT 1: Rekonstruktion des Evolutionsverlaufs als geologische Zeittafel

Aufgabe: Unser Forscher hat seinen Text zur Zeittafel durcheinandergebracht. Helft ihm beim Ordnen. Schneidet die Textstreifen aus und klebt sie in der richtigen Reihenfolge auf DIN-A DIN-A4-Blätter. Tipp: Hilfe findet ihr auf dem Informationsblatt in der Zeitspirale und durch das Lösu Lösungswort.

Vor 3 ½ Milliarden Jahren entwickelten sich Zellen mitt Chlorop Chlorophyll, phyll, die Sonnenenergie aufnehmen und Sauerstoff abgeben geben kkonnten. onnten. Eine Ozonschicht entstand.

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Im Devon gab es riesige Pflanzen, zen, Insekten, Insekten, G Gliederfüßer, Spinnen, frühe Lurche, den Ichthyostega usw usw. Unter den Fischen befand efand sich ein Quastenflosser, Quast der Luftt atmen a men konnte, nte, fleischige Brustflossen lossen und knö knöcherne ern Gelenke hatte.

N

Y

Im Ordo Ordovicium vicium tau tauchten die ersten Fische he (kieferlo (kieferlose se Panzerfische) Panze als erste Wirbeltiere Wirbeltie re auf. Sie Si besaßen eine ne knorpelige, kno elige, in Segmente Segm ment aufgeteilte Wirbelsäule.

N

Die Erde entstand als Teil unseress So Sonnensystems vor 4,5 Milliarden Jahren als Feuerball.

S

Im Präkam Präkambrium, brium, vor 1 ½ Milliarden Jahren, folgten Einzeller mit einem Kern (trägt Erbanlagen). Erbanla Es trennten sich Pflanzen- und Tierreich (Tiere wurden ). mobil).

N

Vor 4 Milliarden Jahren bildete sich die Erdkruste, sie war mit Wasser bedeckt. Erste Bakterien und Einzeller ohne Zellkern entstanden.

O

Im Karbon, in einem warmen, regenreichen Klima, entwickelten sich belaubte Pflanzen, 1 ½ Meter große fliegende Insekten, große Libellen, kleine Blattläuse und Heuschrecken. Zu diesem üppigen Nahrungsangebot stellten sich Amphibien mit 4 Füßen ein. Auf dem Festland entstanden erste Reptilien.

S

9

Name:

Station 5

Evolution

Evolutionsverlauf (3) AUFGABENBLATT 2: Rekonstruktion des Evolutionsverlaufs als geologische Zeittafel

In Trias, Jura und Kreide herrschten die Saurier (Warmblüter). Die ersten Säugetiere traten auf (rattengroß). Vom Jura an teilte sich das Festland in 2 Teile, mit dem Meer Thetys in der Mitte. Das Klima war warm.

E

435 Millionen Jahre vor unserer Zeit, im Silur, bestand die e Erd Erde e noch aus einem einzigen großen Urkontinent (Pangäa).

S

Im Perm entwickelten sich die Reptilien n und Amphibien weit weiter zu Salamandern, Schlangen (noch mit Füßen), Kröten ten u und nd Schildk Schildkröten (Kaltblüter). blüte

T

Im Tertiär und Quartär entstanden entstanden zunäch zunächst Vögel, weitere itere Insekten, ekten Schlangen ohne Füße, üße, dann Pr Primaten, maten Menschenaffen, di die ie G Gattung ttung Ho Homo, omo, der Homo Sapiens, ns, dazu Höhle Höhlenbären, Mammut, Nashorn, Nashorn, W Wisent, isent, Ren Rentier, se, Eisfuc chs und Hirs schen i Schneehase, Eisfuchs Hirsch. Eiszeiten kamen und Zw Zwischeneiszeiten setzten ein. in.

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Während des Kambriums vor 550 50 Millionen Millionen Jahren bildeten sich Zellverbände, Korallen, Kor nen und Qua alle mobile Seeanemonen Quallen. Es e ose T en mit Sch entstanden wirbellose Tierarten Schalen, Stacheln und Panzern (Außenskelett), Gli Gliederfüßer derfü und Trilobiten. Tri

M

E

Schneidet eidet auch auch die Heuschr Heuschrecke aus und klebt sie in der Zeitspirale in die richtige Zeit ein. Wenn ihr den Text (siehe Aufgabenblatt Aufgabe A 1) aufmerksam gelesen habt, dürfte das kein Problem sein.

EUER LÖSUNGSWORT

10

Name:

Station 6

Evolution

Evolutionstheorien (1)

Die Theorie von Lamarck Jean-Baptiste de Lamarck (1744–1829) erklärte 1809 die Veränderung der Arten durch eine Anpassung an sich ändernde Umweltbedingungen. Durch den Gebrauch oder Nichtgebrauch von Organen verändern sich die Lebensweisen eines Individuums. Diese veränderten Eigenschaften werden an die Nachkommen vererbt. Lamarck erklärte seine Theorie mithilfe der Hälse von Giraffen. Damit die Giraffen ih ihr Überleben sichern elegen Blätter in den konnten, mussten sie ihre Hälse immer höher strecken, um an die weiter oben gelegenen Baumkronen zu gelangen. Dadurch wurden diese immer länger. Die Theorie von Darwin ehung der Arten durch Charles Darwin (1809–1882) ging in seiner Evolutionstheorie von einer Entste Entstehung natürliche Selektion aus. Er veröffentlichte 1859 sein Buch h „Über die die Entstehung der Arten“. In diemmer die gleichen Eige nschaften und Merkmale haben, aben sem schilderte er, dass Nachkommen nicht immer Eigenschaften da durch Mutationen bestimmte Unterschiede entste entstehen. en. Diese kön können en so sowohl von Vor- als auch ch von Nachteil für die Art sein. Darwin war der Ansicht, Arten überlebten, die am beste besten t, dass nur die Arte n an die jeweiligen Umweltbedingungen angepasst passt waren waren. Laut Darwins Theorie haben Giraffen Hälse. Diee G Giraffen Hälsen raffen unterschiedlich unterschiedlich lange la n mit den d kürzeren H erreichen weniger Blätter in den Baumkronen Bau kronen und sterben früher. Langhalsige angh e Gira Giraffen n erreichen m mehr Blätter und pflanzen sich dadurch öft öfter fort. Sie sind somit besser an die U Umweltbedingungen weltbedingunge angepasst und haben daher Überlebenschancen. Diese Tatsache bezeichnet auch als „Suraher höhere Überle ache b ezeichnet man auc vival of the Fittest“. Die unterschiedlich Die Nachkommen Nachkomm dieser Giraffen werden auch unt rschie h lange Hälse haben, länger Giraffen. Dad Dadurch verändert sich die wobei sie s insgesamt lä er sein werden als die der kurzhalsigen rzhalsigen Giraffen Länge der der Giraffenhälse Giraffenhäls über viele Generationen.

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a)

b)

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Name:

Station 6

Aufgabe 1: Lies den Text durch und schaue dir die Abbildungen an. Beschreibe die beiden Abbildungen und ordne sie mithilfe des Textes den Evolutionsforschern zu.

Aufgabe 2: Beschreibe, wie nach den Theorien von Lamarck und Darwin die Evolutio Evolution der Giraffen weitergehen könnte.

Aufgabe 3:

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Auf einer Insel, auf der es sehr stürmisch s ist, gibt es nur flügellose Insekten. Erkläre die Entstehung der it ilfe der Evolutionstheorie Evolu ionst Insekten mithilfe von Lamarck und Darwin.

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Evolution

Evolutionstheorien (2)

Name:

Archäopteryx – ein Urvogel? (1) Evolution

Station 7

Ergebnisbericht der Forscher Es war ein sehr merkwürdiges Tier, nur wenig größer als eine Krähe. Sein knöcherner Schwanz war mit Federn bedeckt, ebenso die Arme und Beine. Sein Gebiss hatte Zähne wie ein Reptil, der Kopf war aber eher vogelähnlich. Die 3 langen Finger mit Krallen ähnelten einem Reptil. In den Büchern war er als Archäopteryx verzeichnet – von 2-beinigen Raubsauriern abstammend. Sein Alter wurde mit 120 bis 150 Millionen Jahren angegeben. Archäopteryx hatte hohle Knochen und er lebte als Laufvogel, der er allerdings allerding gs auch in d der Lage war, ig ent wickelt und eerr besa kurze Strecken zu fliegen. Seine Brustmuskulatur war wenig entwickelt besaß eine Wirbelsäule rbeln mit nicht verwachsenen Bauchrippen und Wirbeln.

Aufgabe 1:

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Archäopteryx weist Merkmale von n Vögeln Vögeln und Re Reptilien tilien (Sauriern) auf. Vergleiche iche e sein Skelett m mitt dem otiere Ge meinsamkeite und Unterschiede. hiede von Vögeln und Reptilien. Notiere Gemeinsamkeiten

13

Name:

Archäopteryx – ein Urvogel? (2) Evolution

Station 7

Aufgabe 2: Wieso bezeichnet man Archäopteryx auch als Mosaikform oder Brückentier? Was könnte mit dem Begriff gemeint sein?

Aufgabe 3: Kennst du weitere Mosaikformen?

Aufgabe 4:

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Archäopteryx Archäopte yx war wahrscheinlich wahr i kein sehr guter Flieger. Woran könnte könnt d das gelegen haben?

Aufgabe 5: Forscher vermuten, dass die Federn von Vögeln zunächst nur zum Schutz vor Kälte dienten und sich erst im Laufe der Zeit zu Flughilfen entwickelten. Erklär dies.

14

Name:

Sind die Tiere miteinander verwandt? (1) Evolution

Station 8

Bauplan Wirbeltiere

Oberarm (gelb) Speiche (blau) Elle (blau) Handwurzelknochen (rot) Mittelhandknochen (grün) Fingerknochen (schwarz)

Aufgabe 1: Malt die Knochen derr Vordergliedmaß Vordergliedmaßen n im Bauplan von Wirbeltieren en in den angege angegebenen eben Farben an.

Aufgabe 2: Malt die Kn Knochen chen de der Vordergliedmaßen ßen der an angegebenen egebenen Leb Lebewesen in den Farben von Aufgabe 1 an. losse einer Flosse Schil Schildkröte

Flosse des Delphins

Grabbein des Maulwurfs

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m des Arm Menschen

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Name:

Sind die Tiere miteinander verwandt? (2)

Aufgabe 3: Beschreibt die Besonderheiten der Gliedmaßen in Aufgabe 2 im Vergleich zum Oberarm des Menschen und nennt die Funktionen, die sie besitzen.

Aufgabe 4::

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Wie haben sich die Glie Gliedmaßen ß der Tiere den verschiedenen schiedenen Lebensbe Lebensbedingungen i angepasst?

Information: Wenn die Vordergliedmaßen von verschiedenen Wirbeltieren den gleichen Grundbauplan haben, sagt man, es sind homologe Organe. Sie stammen von den gleichen Vorfahren ab. Weil sie sich aber ihren unterschiedlichen Lebensbedingungen angepasst haben, können sie mit ihren Vordergliedmaßen ganz verschiedene Funktionen erfüllen, z. B. schwimmen oder graben. Diese Entwicklungsreihe ist auch ein Beweis für die Evolution. 16

Evolution

Station 8

Name:

Station 9

Evolution

Gliedmaßen Aufgabe 1: Welchen Bauplan zeigen die Flügel? Gibt es Gemeinsamkeiten oder Unterschiede? Flügel eines Vogels und eines Insekts Vogelflügel

Schmetterlingsflügel

Aufgabe 2: Welchen Bauplan zeigen die Grabbeine? bbe ne? Gibt es G Gemeinsamkeiten me un und Unterschiede? erschiede? Für was nutzen die Tiere ihre Grabbeine? getiers und eines eine Insekts Grabbein eines Säugetiers

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Maulwurf

aulwurfsgrill Maulwurfsgrille

Aufgabe be 3: Sind alle Tier Tiere, die fliegen oder graben, gleicher Abstammung? Warum bzw. warum nicht?

Aufgabe 4: Erklärt den Begriff „analoge Organe“ mithilfe eures neu erworbenen Wissens.

17

Name:

Station 10

Evolution

Evolutionsrätsel Aufgabe: Löst folgendes Rätsel. Die Buchstaben in der Mitte ergeben das Lösungswort (ä = ae)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1. ein halb halb vogel-, halb hal reptilartiges Lebewesen 2. Er schrieb chrie d das B Buch „Über die Entstehung stehung de der Arten Arten“. 3. Die Erdzeit, die vor dem Karbon kam. m. 4. Trias, Jura, Kreide e nennt nennt man m auch geol geologische …

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5. Eine Art rt der Altersbestimmung Altersbest mmu ist die mithilfe von … 6. Ein versteinertes ehemaliges Lebewesen ist ein … in versteine ertes eh 7. Ein Tier, das da man auch als lebendes Fossil bezeichnen kann. 8. ein Saurier aus dem Jura 9. So bezeichnet man Gliedmaßen, wenn sie gleicher Abstammung sind; sie sind dann … 10. Zu dieser Zeit gab es erstmalig keine Saurier mehr. 11. ein Saurier aus dem Trias 12. Archäopteryx wird auch als … bezeichnet.

18

Name:

Station 11

Evolution

Evolution des Menschen (1) INFORMATIONSBLATT Einordnung der Schädel der Frühmenschen in die jeweilige Zeit ihres Erscheinens

Beginn vor Mio. Jahren 0 Neandertaler

500 000 J.

Cro-Magnono-MagnonMensch

Gegenwartsmensch

Homo sapiens

1 Mio.

Homo erectus

2 Mio.

H lis Homo habilis

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3 Mio.

Australopithecus afarensis (Lucy)

4 Mio.

Australopithecus anamensis

5 Mio.

19

Name:

Station 11

Evolution

Evolution des Menschen (2)

Der Lehrer C. Fuhlrott fand 1856 den ersten sogenannten Neandertaler im Neandertal bei Düsseldorf und wurde ausgelacht, weil er die Behauptung aufstellte, dieser sei ein Vorfahre des Menschen. Seitdem hat man vermehrt Spuren von Frühmenschen gefunden und kann den Fund in eine Entwicklungsreihe einordnen. Lange galt der 1974 in Ostafrika entdeckte sogenannte Australopithecus afarensis, ein weibliches Wesen, das man Lucy nannte, mit 3,7 Millionen Jahren als der älteste Urmensch.. D Diese Frühmenschen lebten vor 3,7 bis 2,8 Millionen Jahren. hentyp in K 1995 fand man einen noch älteren, (4,3 bis 3,9) Millionen Jahre alten Menschentyp Kenia, den Australopithecus anamensis, ein noch sehr primitives menschliches Wesen, das aber sch schon aufrecht gehen konnte, weil es sich vom Wald in die Steppe hin orientieren musste. Die älteste echte Menschenart, die man fand, war der Homo mo habilis ha liss (der leicht leichte Mensch). Dieser lebte vor 2,5 bis 1,5 Millionen Jahren in Süd- und Ostafr Ostafrika. Der Homo erectus (der aufrechte Mensch) lebte vor 1, 1,8 8 Millionen bis 500 000 Jahren hren wiederu wiederum m in Süd Südrt aus auf d n Weg nach A und Ostafrika. Er machte sich von dort den Asien. ge Mensc h) hatte auch von Afrika aus die ie Erd siedelt. Er hatte ein gr Der Homo sapiens (der kluge Mensch) Erde besiedelt. größeres Hirnvolumen und lebtee vor 500 000 0 0 bis 5 50 000 Jahren. o sapiens sapiens Neandertaler entwickelte sich vor etwa a 75 00 00 bis 35 000 Jahr Die Art Homo 000 Jahren, war 1,60 m groß und 80 kg schwer. schwe Di Die Homo o sapiens Cro-Magnon-Menschen Cr schen lebten en vor 35 000 bis 10 0 000 Jahren. Sie besiedelten Höhlen, gebra gebrauchten chten das d Feuer, benutzten n Steinwerkzeuge Steinwer euge und stellten stellt Kunstwerke her (Höhlenmalerei). Der Cro-Magnon-Mensch Cro-M ähnelt bereits its dem heutigen heutigen Me Menschen.

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Dan mo sapiens sapie n Mensch. Er hat das am weitesten vorspringende Danach kam schon der Homo sapiens, unser Kinn.

Aufgabe: gabe: Lies dir den en Informationstext Infor ti zu den verschiedenen Vorfahren des Menschen durch und notiere dir in der Zeitleiste eiste die Besonderheiten der jeweiligen Art. Mache dir ggf. Notizen.

20

Name:

Station 12

Evolution

Schädelvergleich Der Sohn eines Professors wollte seinem Vater helfen, hat jedoch leider beim Ordnen die Schädel durcheinandergebracht.

Aufgabe 1: Schneidet die Schädel aus und klebt sie an die richtige Stelle über die Tabelle. Tipp: Hilfe bietet Station 11.

Aufgabe 2: Vergleicht die Schädel genau und kreuzt an, welche Aussagen zutreffend reffend sind. ind.

Vergleich

Australopithecus alopithecus

Neandertaler eand

Cro-Magnonro-M nonMen M Mensch ch

Gegenwa Gegenwartsm mensch

Schädeldecke flach gewölbt Kiefer vorstehend

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zurückgehend nd Backenzähne kenzähn groß klein

Aufgabe 3: Beschreibt anhand der Schädel die Entwicklung bis zum heutigen Menschen in euren Heften. 21

Name:

Vergleich zwischen Schimpanse und Mensch Evolution

Station 13

Schimpanse

Frühmensch

heutiger Mensch

Aufgabe 1: Ein Forscher verglich die 3 Schädel und stellte einige Unterschiede fest. Schreibt ibt in euren Heften auf, welche das sind.

Aufgabe 2: Tragt die passenden Nummern in die Tabelle ein. Beschreibt eurem em Partner anschließend nschl die Unterschiede und schreibt auch diese in die Tabelle. Mensch

Halswirbelsäule Gang Hand Handhaltung dhaltung (Griff) Fuß Beckenknochen Becke noche

MenschenMenschen af affe

Halsw Halswirbelsäule Gang Hand Handhaltung altung (Griff) ( Fuß uß

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Beckenknoche Beckenknochen

3 7 6

8

1

9

11

12 2 5

4

10

Aufgabe 3: Warum stimmt die Aussage, dass der Mensch vom Affen abstammt, so nicht? Beantwortet die Frage in euren Heften. 22

Name:

Vorfahren von Menschen und Affe?

Information: Aufgrund von Genanalysen konnte man frühere und heutige Funde genau entschlüsseln. Demnach unterscheidet sich der Mensch in 202 Positionen der DNS-Sequenzen von denen des Neandertalers, und er unterscheidet sich in 1 402 Positionen der DNS-Sequenzen von denen des Schimpansen. Anhand genetischer Daten zeichnete man einen solch verzweigten Stammbaum auf. Die Linie des Menschen trennt sich deutlich vor ca. 5,5 Millionen Jahren.

Orang-Utan

Gorilla

Bonobo onobo

Schimpanse

2,5 Mio.

7,5 Mio. Mio.

5,5 Mio.

4,3 3,7 3 7 2,5 2,

14 Mio. 14 M

1,8 8 500 000 75 000 35 000

Mensch woher? wo

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Aufgabe: Tragt die Buch Buchstaben staben für die einzelnen Frühmenschentypen in die Skizze oben hinter die prechende Jahreszahl Jahresza ein. entsprechende Tipp: Hilfe lfe bietet Station 11. A) Neandertaler D) Homo erectus G) Homo sapiens sapiens

B) Homo sapiens E) Australopithecus anamensis H) Australopithecus afarensis

C) Cro-Magnon-Mensch F) Homo habilis

Wer aber ist der unbekannte Vorfahr? Vielleicht führt „Ida“, ein 47 Millionen Jahre altes Fossil aus der Grube Messel, zu den Wurzeln des menschlichen Stammbaums. Es gehört zu den Trockennasen, genauer gesagt ist es ein Trockennasen-Primat. Der Daumen ist von den anderen Fingern deutlich getrennt, er liegt seitlich wie beim Menschen, aber „Ida“ hat einen Schwanz. 23

Evolution

Station 14

Seite  Lösungen: Evolution

Station 1: Die Evolution der Arten

Aufgabe 2: Die Gesteinsschichten spiegeln unterschiedliche Zeiten wider. Da es von den äußeren Bedingungen, wie z. B. dem Vorkommen von Tieren, abhängig war, ob Fossilien entstehen oder nicht, sind die Funde sehr unterschiedlich. Aufgabe 3: Da für die Fossilisation Schlamm notwendig ist, findet man mehr Fossilien, die ursprünglich im Wasser gelebt haben.

Station 2: Fossilien selbst herstellen

Seite 

Aufgabe 2: Der Versuch stellt eine Versteinerung dar.

Station 3: Die relative Altersbestimmung ung mithilfe hilfe von Leitfossilien Leitfossilie

Seite  /6

Aufgabe 1: Jura, Kreide Aufgabe 2: Die Messung ist nicht cht genau, d da man Leitfossilien in mehreren n geologischen Zeiträumen findet. Allerdings gs ist i t es eine einfache einfache Methode, um m bestimmte mmte Fossilien einer geologischen Zeit zuzuordnen. zuordnen. Aufgabe 3: Ein n Nautilus sieht de den urs ursprünglichen Ammoniten nite sehr ähnlich, hnlich, dah daher er kann man ihn als leb lebendes endes Fossil beze bezeichnen. Auf abe 4: Aufgabe 4 Da di die Tentak Tentakel nicht aus Kalk o. Ä. besteh bestehen, en, werde werden sie w wahrscheinlich dem Prozess Proze ss der Fossilisation Fossili nicht standgehalten g n haben. Man Ma kann also a durchaus vermuten, dass Ammoniten Ammoniten auch Arme hatten, ten, um z. B. Nahrung aufzunehmen. aufzun

Station 4: Altersbestimmung rsbestimm durch rch die Radiokarbonmethode

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Manuela Giar: Biologie an Stationen. Klasse 7/8 © Auer Verlag – AAP Lehrerfachverlage GmbH, Augsburg

Aufgabe ufgabe 1: 15,3 : 2 = 7 7,65 65 Atome; 15,3 : 2 : 2 = 3,825 Atome Aufgabe 2: 2 Es ist eine absolute Zeitmessung, sie ist genau. Aufgabe ufgabe 3: Die Namen der Altersbestimmungen liefern bereits einen wichtigen Hinweis. is. Die D relative Datierung kann nur als ein Anhaltspunkt für eine Datierung von fossilen Funden verstanden werden. Will man einen Fund tatsächlich datieren, muss man sich der Radiokarbonmethode bedienen. Diese liefert exakte Altershinweise. Sie ist aber teurer und aufwendiger.

Station 5: Evolutionsverlauf

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Lösungswort: Sonnensystem Heuschrecke im Karbon

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Seite  /  Lösungen: Evolution

Station 6: Evolutionstheorien Aufgabe 1: a = Lamarck; b = Darwin

Aufgabe 2: Je nachdem, wie sich die Bäume als Nahrungsquelle für die Giraffen entwickeln, verändert sich auch die Giraffenpopulation. Werden die Bäume kleiner, müssen die Giraffen nach Lamarck ihre Hälse nicht mehr so strecken und diese werden wieder kürzer. Bei Darwin gäbe es mehrere Möglichkeiten. Es könnten sowohl die kleineren als auch die größeren Giraffen überleben (wobei deren Population dann ggf. noch von anderen Bedingungen abhängig wäre). Aufgabe 3: Lamarck: Alle Insekten mit Flügeln konnten dem Wind nicht standhalten und sind so nicht mehr auf der Insel bzw. die Flügel wurden nicht gebraucht, da sie sich mit dem Wind fortbewegen können. Darwin: Die flügellosen Insekten sind besser ess an die Umweltbedingungen angepasst und vermehren sich dadurch öfter.

Station 7: Archäopteryx – ein Urvogel?

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Aufgabe 1: Vogelmerkmale: Federn, Vogelkopf, gelko Vogelflügel, Vogelflügel Vogelbe Vogelbecken, Beine wie ein Vogel Fin er mit Krallen, mit Krallen, eine ei lange Schwanzwirbelsäule anzwirbelsäu ule Reptilmerkmale: Kiefer mit Zähnen, 3 Finger Aufgabe 2: Weil er sowohl Vogelgel- als auch noch och Reptilmerkmale R besitzt. Aufgabe 3: Beispielsweise weise das Schnabeltier, chnabeltier, es e steht zwischen n Re Reptil und Sä Säuger. ger. Aufgabe 4: Er hatte zwar zum T Teil hoh hohle Knochen, doch er war ar insgesamt insgesamt zu schwer schw s zum Fliegen. Außerdem dem ist das bei den de Vögeln gut ausgebildete ete Brustbein Brrustbein stbein zu klein. V Vögle haben zur zusätzlichen ätzlichen G Gewichtsreduzierung ewichtsredu auch keinen bezahnten zahnten Ki Kiefer efer w wie der Archäopteryx. Aufgabe 5: Aufgabe 5 Dies ies h hat wahrscheinlich etwas mit den Zeit Zeiten en zu tun tun, in denen die Vögel lebten ächst nur wic htig, d lebten.. So war es während einer Eiszeit zunächst wichtig, dass sich die Vögel vor der Kälte älte schützen s üt konnten.

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Station 8: Sind die i Tiere miteinander nde verwandt?

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Aufgabe gabe 3 + 4 4: Mensch: „Aufrechter Gang“, Hände werden frei, um Gegenstände zu greifen sowie WerkMensch zeuge herzustellen herzzustellen und zu benutzen. Schildkröte: hildkröte Für das Leben im Wasser haben sich Flossen herausgebildet. Ober- und Unterarmknochen terarm sind verkürzt. Mit den Flossen kann sie sich zur Eiablage auch auf dem Land fortbewegen. Delfin: Schwimmflossen, kurzer Ober- und Unterarmknochen, zum Teil mehr als 3 Fingerknochen, sehr gut zum Schwimmen geeignet. Maulwurf: An das Leben unter der Erde sehr gut angepasst. Kurze Oberarmknochen und breite Grabschaufeln ermöglichen ihm ein schnelles Graben von Gängen und Höhlen. Alle 4 Lebewesen haben den gleichen Knochenaufbau, nur dem jeweiligen Lebensraum angepasst. Sie können so besser unterschiedliche Aufgaben erfüllen.

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Lösungen: Evolution

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Station 9: Gliedmaßen

Aufgabe 1: Die Flügel zeigen einen ähnlichen Bauplan, aber nicht den gleichen. Beim Schmetterling kann man keine typischen Wirbeltierextremitäten erkennen. Aufgabe 2: Die Baupläne der Grabbeine ähneln sich, sie haben aber einen anderen Aufbau. Die Tiere nutzen die „Beine“, um zu graben, damit dienen sie dem gleichen Zweck. Aufgabe 3: Nein, denn ähnliche Gliedmaßen mit gleicher Funktion deuten nicht auf die gleiche Abstammung hin. Aufgabe 4: „Analog“ in diesem Zusammenhang bedeutet, dass z. B. Gliedmaßen trotz derselben Funktion verschiedene Grundbaupläne haben können.

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Station 10: Evolutionsrätsel Lösungswort: Erdzeitalter 1. Archaeopteryx 4. Zeiten 2. Darwin 5. Leitfossilien 3. Devon 6. Fossilil

7. Nautilu Nautilus 8. Allosaurus Allosau homolog 9. homo

10. Tertiaer 11. Plateosaurus Pl us 12. 2. Urvogel

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Station 12: 2: Schäd Schädelvergleich delvergleich Aufgabe Aufg abe 1 + 2:

Vergleich

Au Australopi pithecus

Neandertaler

✗

✗

Cro-MagnonMensch

Gegenwartsmensch

✗

✗

✗

✗

flach gewölbt Kiefer efer vorstehend

✗

✗

zurückgehend

Lösungen: Evolution

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Schädeldecke deldec

Backenzähne groß klein

✗

✗

✗ ✗

Aufgabe 3: Der Schädel des Gegenwartsmenschen ist etwas gewölbt und der Kiefer ist zurückgehend. Außerdem haben sich die Backenzähne verkleinert.

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Lösungen: Evolution

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Station 13: Vergleich zwischen Schimpanse und Mensch

Aufgabe 1: Der Schimpanse hat einen flachen, kleinen Schädel, eine fliehende Stirn und der Unterkiefer steht weit vor. Das Gebiss ist kräftig und mit Reißzähnen ausgestattet. Der Frühmensch hat einen größeren Hinterkopf und einen größeren Schädel. Der Unterkiefer ist kleiner und besitzt keine Reißzähne, aber kräftige Backenzähne. Der heutige Mensch hat eine hohe Stirn und einen sehr großen Hinterkopf. Er hat den schmalsten Kiefer und die Backenzähne sind nicht mehr so stark ausgebildet. Aufgabe 2: Mensch

Menschenaffe

Halswirbelsäule

9

gerade

Gang

5

aufrecht

Hand

10

Greifhand

Handhaltung (Griff)

6

Pinzettengriff

Fuß

8

Lauffuß

Beckenknochen

11

hten Gang Gan geeignet stabil und für den aufrech aufrechten

Halswirbelsäule

7

schräg äg

Gang

4

ge bückt auf alle gebückt allen Vieren

Hand

1

zum Hangeln lange Finger

ung (Griff) Handhaltung

3

Klam Klammergriff

Fuß ß

2

zum Hangeln geeignet eeig gn

Beckenknochen

12

ezogen schmal und lang langgezogen

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be 3: Zwischen Zwischen Me le Ähnlichk eiten im Körperbau und Aufgabe Menschen und Affen gibt es vi viele Ähnlichkeiten auch hinsichtlich des genetischen Materials. Es gibt abe aber er auch ein eine R Reihe von Unterschieden. Der D Schimpanse Schimp hat sich an seine Lebensweise ensweise perf perfekt ekt ang angepasst. Jedoch stimmt ess nich nicht, dass die d Eigenschaften des Schimpansen, Schim ansen, die au auch den Menschen auszeichnen, ursprünglich alle vom Schimpansen übernommen ursprü sen übernom men und quasi durch den Menschen abgewandelt wan wurden. Die Entwicklung g des Mensche Menschen en verlief zudem nicht kontinuierlich, wie sich durch Fossilfunde bel belegen lässt. sst. Der auf aufrechte Gang entstand schon sehr früh, die Entwicklung des Gehirns ffolgte erst st sp später.

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Station tation 1 14: Vorfah Vorfahren von Menschen und Affe? E = 4,3

H = 3,7

F = 2,5

D = 1,8

B = 500 000

A = 75 000

C = 35 000

G=0

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Impressum © 2015 Verlag 5 Auer Ver g AAP Lehrerfachverlage ehrerfachv age GmbH Gmb Alle Rechte vorbehalten. vorbehal Das Werk als Ga Ganzes sowie in seinen Teilen unterliegt dem deutschen Urheberrecht. Der Erwerber des Werkes ist berechtigt, das Werk als Ganzes oder in seinen Teilen für den eigenen Gebrauch und den Einsatz im Unterricht zu nutzen. Die Nutzung ist nur für den genannten Zweck gestattet, nicht jedoch für einen weiteren kommerziellen Gebrauch, für die Weiterleitung an Dritte oder für die Veröffentlichung im Internet oder in Intranets. Eine über den genannten Zweck hinausgehende Nutzung bedarf in jedem Fall der vorherigen schriftlichen Zustimmung des Verlages. Die AAP Lehrerfachverlage GmbH kann für die Inhalte externer Sites, die sie mittels eines Links oder sonstiger Hinweise erreichen, keine Verantwortung übernehmen. Ferner haftet die AAP Lehrerfachverlage GmbH nicht für direkte oder indirekte Schäden (inkl. entgangener Gewinne), die auf Informationen zurückgeführt werden können, die auf diesen externen Websites stehen. Autor: Manuela Giar Illustrationen: Corina Beurenmeister, Steffen Jähde, Inge Wittig www.auer-verlag.de