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Ke Natur-Museum Luzern, 12. Februar 2009 – 3. Januar 2010 Happy Birthday! 200 Jahre Charles Darwin Tipps und Anregungen für Lehrpersonen 2 Allgemeine Infos zum Natur-Museum Luzern Öffnungszeiten Montag: Dienstag – Sonntag: geschlossen 10 – 17 Uhr durchgehend Schulklassen können das Museum nach vorheriger Vereinbarung von Montag-Freitag auch ausserhalb der Öffnungszeiten ab 8.30 Uhr besuchen (telefonische Anmeldung unter 041 228 54 11)! Achtung: Bitte melden Sie Ihre Schulklasse auch dann telefonisch an, wenn Sie einen Besuch während den offiziellen Öffnungszeiten planen. Wir versuchen so - im Interesse aller – „Überbelegungen“ von Ausstellungen zu verhindern. Danke für Ihr Verständnis! Auskunft Tonbandauskunft: Kasse/Auskunft: Telefax: E-Mail: Internet: 041 228 54 14 (Auskunft über Öffnungszeiten und aktuelle Ausstellungen!) 041 228 54 11 041 228 54 06 [email protected] www.naturmuseum.ch Eintrittspreise Einzeln Erwachsene: AHV, Studenten: Kinder (6-16 J.): Fr. 6.Fr. 5.Fr. 2.- Gruppen Fr. 4.Fr. 3.Fr. 1.50 Schulklassen des Kantons Luzern und Mitglieder des Museumsvereins besuchen das Museum gratis!! Museumspädagogik (Marie-Christine Kamke, Anna Poncet, Muriel Bendel) ...für Ideen, Fragen, Anregungen, Kritik zum Thema Schule und Museum und zu aktuellen Sonderausstellungen! Telefon: Telefon direkt: E-Mail: 041 228 54 11 041 228 54 02 [email protected] 1 Inhaltsverzeichnis Einleitung 2 Infos zur Ausstellung 3 Inhalt 3 Ausstellungstexte 4 Zusätzliche Informationen zum Thema 7 Charles Darwins Leben Wissenshäppchen Charles Darwin Wissenshäppchen Evolutionstheorie Ausgewählte Artikel zu Darwin Die Darwinfinken – Evolution im Zeitraffer 7 8 10 12 20 Rund um die Ausstellung – Ideen und Gesprächsanregungen 23 Darwin-Rätsel in der Ausstellung 25 Ein Kreuzworträtsel 28 Medienliste 31 Hinweis: Diese Unterlagen stehen auch auf www.naturmuseum.ch zum kostenlosen Downloaden als pdf-Datei zur Verfügung (Æ Lehrpersonen Æ Unterlagen für Lehrpersonen). Natur-Museum Luzern „Happy Birthday! 200 Jahre Charles Darwin“ Tipps und Anregungen für Lehrpersonen 2 Einleitung Die vorliegenden Unterrichtsmaterialien beziehen sich auf die Kleinausstellung zum 200. Geburtstag von Charles Darwin, welche vom 12. Februar 2009 bis am 3. Januar 2010 im Natur-Museum Luzern gezeigt wird. Die Materialien sind für Oberstufenlehrpersonen gedacht, bieten evtl. aber auch für Mittelstufenlehrpersonen Anknüpfungspunkte und Ideen. Der Hauptteil dieser „Tipps und Anregungen“ besteht aus Hintergrundinformationen rund um Darwin und um die Evolutionstheorie. Mit ausgewählten Artikeln, einem ausführlicheren Lebenslauf und in zusammengestellten „Wissenshäppchen“ soll der Einstieg in dieses nicht ganz leicht verdauliche Thema vereinfacht werden. Im zweiten Teil der Unterlagen sind Ideen und Anregungen rund um den Museumsbesuch sowie für die Vor- und/oder Nachbereitung in der Schule aufgeführt. Sie werden ergänzt durch ein Darwin-Rätsel und ein Kreuzworträtsel, die in der Ausstellung gelöst werden können – beide ergeben je ein Lösungswort, das im Zusammenhang mit Darwin steht. Wie alle bisher erstellten „Tipps und Anregungen“ sind auch diese auf der Homepage des Natur-Museums Luzern zu finden und können von dort heruntergeladen werden: http://www.naturmuseum.ch Æ Lehrpersonen Æ Unterlagen für Lehrpersonen. Natur-Museum Luzern „Happy Birthday! 200 Jahre Charles Darwin“ Tipps und Anregungen für Lehrpersonen 3 Infos zur Ausstellung Allgemeines „Happy Birthday! 200 Jahre Charles Darwin“ ist eine vom Natur-Museum Luzern konzipierte und realisierte Kleinausstellung (Fläche der Ausstellung rund 20 m2). Sie ist vom 12. Februar 2009 bis am 3. Januar 2010 im ersten Stock des Natur-Museums Luzern zu sehen. Zu dieser Ausstellung existiert kein offizieller Museumsführer, deshalb sind die Texte und Bilder der Ausstellung in diesen Unterlagen wiedergegeben. Inhalt Die Ausstellung zeichnet zusammenfassend das Leben von Charles Darwin nach, von seiner Kindheit und Jugend in Shrewsbury, über seine verschiedenen begonnenen und z.T. wieder abgebrochenen Ausbildungen, seine fünfjährige Weltreise auf dem britischen Vermessungsschiff HMS Beagle bis zu seinen breiten Forschungstätigkeiten und Publikationen. Form und Gestaltung Die Kleinausstellung „Happy Birthday! 200 Jahre Charles Darwin“ setzt sich aus folgenden Elementen zusammen: • Studierzimmer von Charles Darwin; Texte und Bilder geben Auskunft über sein Leben, seine Reise auf der HMS Beagle und über seine wichtigsten Entdeckungen und Publikationen. • Büchertisch im Studierzimmer mit einer Auswahl an Publikationen zu den Themen „Darwin“ und „Evolution“. • Darwinbüste & Lebenslauf Darwins. • Eine echte fleischfressende Pflanze rundet die kleine Ausstellung ab. Natur-Museum Luzern „Happy Birthday! 200 Jahre Charles Darwin“ Tipps und Anregungen für Lehrpersonen 4 Ausstellungstexte Charles Robert Darwin (auf Darwin-Büste): 12. Februar 1809: Charles Robert Darwin wird in Shrewsbury (England) geboren. 1825: Im Alter von 16 Jahren beginnt er an der Universität von Edinburgh Medizin zu studieren. 1827: Darwin wechselt an die Universität von Cambridge, wo er Theologie und Geographie studiert. 1831-1836: Reise auf der «HMS Beagle». 1838: Die Lektüre von Thomas Malthus’ «Essay on the Principle of Population» bringt ihn auf die Idee der «natürlichen Zuchtwahl». 1839: Darwin heiratet seine Cousine Emma Wedgwood. Sein Reisetagebuch «Die Beagle» erscheint. 18. Juni 1858: Darwin erhält ein Manuskript des Naturforschers Alfred Russell Wallace, in dem dieser seine unabhängig entwickelte Theorie der natürlichen Auslese (Selektion) vorstellt. 1. Juli 1858: Die Thesen von Wallace und Darwin werden in der Linnean Society in London präsentiert. Die Theorie der natürlichen Auslese stösst zunächst auf wenig Echo. 24. November 1859: Das Hauptwerk von Charles Darwin, das Buch «Die Entstehung der Arten» (On the Origin of Species) erscheint. Von 1868 bis 1872 folgen weitere Werke, unter anderem «Die Abstammung des Menschen, und die natürliche Zuchtwahl» (The Descent of Man, and Selection in Relation to Sex). 1877-1881: Darwin wendet sich verstärkt der Botanik zu. 19. April 1882: Charles Darwin stirbt im Alter von 73 Jahren. Er wird in der Westminster Abbey in London beigesetzt. Der Junge Charles Darwin (links, hier mit seiner Schwester Catherine): Von jung an interessierte sich Charles neben dem Jagen und Fischen für Pflanzen und beobachtete Insekten und Vögel. Der Plan des Vaters, aus Charles einen Arzt zu machen, scheiterte kläglich am Desinteresse von Charles. Charles Darwin wollte den Weg eines Pastors einschlagen, denn dabei hätte er genügend Zeit gefunden, sich seiner Leidenschaft für Naturwissenschaft zu widmen – in der Zeit nichts Aussergewöhnliches für einen anglikanischen Pastor. Natur-Museum Luzern „Happy Birthday! 200 Jahre Charles Darwin“ Tipps und Anregungen für Lehrpersonen 5 Auf der HMS Beagle: Mit 22 Jahren bekam Charles Darwin die Chance, als wissenschaftlicher Begleiter auf der HMS Beagle mitzureisen. Die HMS Beagle hatte den Auftrag, die Vermessungen von Feuerland und Patagonien weiterzuführen. Fünf Jahre unterwegs: Aus der ursprünglich für zwei Jahre geplanten Reise wurde eine fünfjährige Fahrt in die entlegensten Regionen der Welt. Auf seinen zahlreichen Landgängen sammelte Charles Darwin zahlreiche Tiere, Pflanzen, Fossilien, entnahm Bodenproben, beschrieb die Gebräuche der einheimischen Bevölkerung und notierte sich geologische Besonderheiten. Das Geheimnis der «Darwinfinken»: Nach der Rückkehr von seiner langen Reise begann Darwin, die von ihm gesammelten Proben zu katalogisieren und zu bestimmen. Die von den Galapagos Inseln stammenden Vögel wurden vom Ornithologen John Gould als 13 verschiedene Finkenarten beschrieben, bei denen sich je nach Nahrung die Schnabelform unterschiedlich ausgebildet hatte. Diese Finken wurden die berühmten «Darwinfinken», an denen Charles Darwin später seine Evolutionstheorie erklärte. Stammbaum des Lebens: Charles Darwin zeichnete als erster einen Stammbaum. Seine Idee, dass alle verschiedenen Tierarten von gemeinsamen Vorfahren abstammen, war eine neue und revolutionäre Entdeckung. Natur-Museum Luzern „Happy Birthday! 200 Jahre Charles Darwin“ Tipps und Anregungen für Lehrpersonen 6 Zwei mit gleicher Idee: Charles Darwin (links) und Alfred Russel Wallace (rechts) entwickelten gleichzeitig die Theorie der Evolution durch natürliche Auslese (Selektion): Sie erklärten die Vielfalt der Lebensformen als Resultat einer lange dauernden, gemeinsamen Geschichte, während welcher sich die Tier- und Pflanzenarten verändern und weiter entwickeln. Neu an den Gedanken von Darwin und Wallace war, dass es Umwelteinflüsse zu geben scheint, die auf die Entwicklung von Arten, auf das Fortbestehen oder das Aussterben einen Einfluss haben. Beide nannten diesen Faktor Natürliche Auslese (Natural Selection). Was ist Darwins Evolutionstheorie? - Die Welt unterliegt einem andauernden Veränderungsprozess. - Alle Lebewesen stammen von gemeinsamen Vorfahren ab. - Evolution erfolgt fortlaufend, immer in kleinen Schritten. - Das am besten angepasste Individuum zeugt am meisten Nachkommen und verdrängt die schlechter angepassten (Englisch: Survival of the fittest & Natural Selection). Was kaum jemand weiss: Darwin schrieb 1875 ein Buch über fleischfressende Pflanzen, in dem er zeigte, dass sich zahlreiche Pflanzen wie Sonnentau und Kannenpflanze von Insekten ernähren. Dieses Buch ist bis heute ein Standardwerk zum Thema. Natur-Museum Luzern „Happy Birthday! 200 Jahre Charles Darwin“ Tipps und Anregungen für Lehrpersonen 7 Zusätzliche Informationen zum Thema Charles Darwins Leben 12. Februar 1809 Charles Robert Darwin wird als fünftes von sechs Kindern des Arztes Robert Darwin in Shrewsbury (England) geboren. Als Darwin acht Jahre alt ist, stirbt seine Mutter und seine drei älteren Schwestern übernehmen die Betreuung von Charles. Bereits als Kind beginnt Charles Darwin, Muscheln, Siegel, Münzen, Mineralien und Insekten zu sammeln. 1825 Da Darwins schulische Leistungen nur mässig sind, nimmt ihn sein Vater 1825 vorzeitig von der Schule. Noch im gleichen Jahr beginnt er an der Universität von Edinburgh Medizin zu studieren. Mit Ausnahme der Chemievorlesungen langweilen ihn die Vorlesungen aber. In den Sommermonaten geht er jeweils auf Exkursionen, im Herbst auf die Jagd. 1827 Darwin wechselt an die Universität von Cambridge, wo er Theologie studiert, daneben besucht er Vorlesungen in Geographie. Darwin bezeichnet die Schulzeit sowie die Studienjahre in Edinburgh und Cambridge in seiner Autobiographie als „vergeudete Zeit“. 27. Dezember 1831 – 9. Oktober 1836 Reise auf der HMS Beagle: Ziel der Expedition sind Patagonien und Feuerland an der Südspitze Südamerikas sowie die Küsten Chiles, Perus und einige Südseeinseln, um die bereits begonnenen kartographischen Arbeiten fortzusetzen. Während der Reise konzentriert sich Darwins Interesse besonders auf die Geologie. Aus den ursprünglich geplanten zwei Jahren werden schlussendlich ganze fünf. In seiner Autobiographie bringt Darwin die Bedeutung der Reise mit der HMS Beagle auf den Punkt: „Die Reise mit der Beagle war das bei weitem bedeutendste Ereignis in meinem Leben und hat meinen gesamten Werdegang bestimmt“. 1838 Die Lektüre von Thomas Malthus’ „Essay on the Principle of Population“ bringt ihn auf die Idee der „natürlichen Zuchtwahl. 1839 Darwin heiratet seine Cousine Emma Wedgwood. Seine Reisetagebuch „Die Beagle“ erscheint. 18. Juni 1858 Darwin erhält ein Manuskript des Naturforschers Alfred Russell Wallace, in dem dieser seine unabhängig entwickelte Theorie der natürlichen Auslese (Selektion) vorstellt. 1. Juli 1858 Die Thesen von Wallace und Darwin werden in der Linnean Society in London präsentiert. Die Theorie der natürlichen Auslese stösst zunächst auf wenig Echo. 24. November 1859 Das Hauptwerk von Charles Darwin, das Buch „Die Entstehung der Arten“ (On the Origin of Species) erscheint. Von 1868 bis 1872 folgen weitere Werke, unter anderem „Die Abstammung des Menschen, und die natürliche Zuchtwahl“ (The Descent of Man, and Selection in Relation to Sex). 1877-1881 Darwin wendet sich verstärkt der Botanik zu. In seinem 1875 erschienenen Buch „Insectivorous Plants“ konnte er beispielsweise nachweisen, dass gewisse Pflanzen tatsächlich fleischfressend sind. Das letzte Buch Darwins behandelt die Regenwürmer: Er widerlegte die damals weit verbreitete Meinung, dass Regenwürmer schädlich für den Pflanzenbau seien. 19. April 1882 Charles Darwin stirbt im Alter von 73 Jahren. Er wird in der Westminster Abbey in London beigesetzt. Natur-Museum Luzern „Happy Birthday! 200 Jahre Charles Darwin“ Tipps und Anregungen für Lehrpersonen 8 Wissenshäppchen Charles Darwin • Darwin studierte Theologie in Cambridge und schloss das Studium auch ab – im Gegensatz dazu hat er sein vorher in Edinburgh angefangenes Medizinstudium nicht zu Ende geführt. • Darwins Vater war zuerst sehr gegen die Reise seines Sohnes auf der Beagle und meinte zu Charles „Wenn du auch nur einen Mann mit gesundem Menschenverstand findest, der dir rät, mitzufahren, dann will ich meine Zustimmung geben“. Charles Darwin lehnte darauf das Angebot, auf der Beagle mitzureisen, ab. Ein Onkel Darwins bestand aber darauf, dass es für Darwin gut wäre, das Angebot anzunehmen, und sprach darauf mit Darwins Vater. Da dieser immer betont hatte, dass der Onkel einer der vernünftigsten Menschen sei, gab er sofort seine Zustimmung zur Reise. (Auszug aus Darwins Autobiographie). • Die Galápagos-Inseln wurden am 10. März 1535 zufällig von Spaniern entdeckt. Die Inseln sind vulkanischen Ursprungs und liegen im Pazifischen Ozean, rund 1000 km westlich des südamerikanischen Staates Ecuador, zu dem sie gehören. Die Inselgruppe besteht aus 14 grösseren Inseln und über 100 kleineren bis winzigen Inseln; fünf Inseln sind besiedelt. Der Name Galápago (spanisch u. a. für Wulstsattel) bezieht sich auf die Riesenschildkröte, deren Panzer von seiner Form her an einen Sattel erinnert. • Während der Beagle-Reise stellte Darwin 1835 auf den Galápagos-Inseln Unterschiede und Ähnlichkeiten zwischen Spottdrossel-Arten (Mimus spp.) fest. Den später berühmt gewordenen Darwinfinken hatte er damals weniger Aufmerksamkeit geschenkt und sammelte während seines Aufenthalts auf den Galápagos-Inseln relativ wenige. Darwin war mit der Beschriftung der Finken ziemlich nachlässig und konnte sie deshalb nach seiner Abreise kaum ihren Herkunftsinseln zuordnen; er musste die Zuordnung nach seiner Rückkehr in England durch Vergleiche mit anderen Sammlungen rekonstruieren. • Der Begriff „Darwinfinken“ wurde erstmals 1936 vom Englischen Ornithologen Percy Lowe verwendet. In den 1940er Jahren schrieb der Englische Ornithologe David Lack das Buch „Darwin’s Finches“, was dem Begriff zum Durchbruch verhalf. • Während seines fünfwöchigen Aufenthalts auf den Galápagos-Inseln sah Darwin auch die Riesenschildkröten (Geochelone nigra). Die Tiere wurden damals an Bord von Schiffen als – zunächst noch lebender – Proviant genutzt. Darwin brachte einige erst wenige Jahre alte Riesenschildkröten auch nach England. Eine davon soll es in einen Australischen Zoo verschlagen haben – „Harriet“ verstarb erst 2006 mit rund 175 Jahren und galt als ältestes Tier der Welt. Darwin hatte die grosse Variabilität der Riesenschildkröten auf Galápagos zunächst kaum beachtet. Insgesamt gab es 14 verschiedene Riesenschildkröten-Arten (da sie sich miteinander kreuzen können werden sie z.T. auch als Unterarten eingestuft); heute sind drei mit Sicherheit ausgestorben. Von einer Unterart (Geochelone nigra ssp. abingdoni) wurde 1971 auf der im Norden des Archipels gelegenen Insel Pinta das letzte lebende Exemplar entdeckt – die männliche Riesenschildkröte wird „Lonesome George“ genannt. • 1833 wurde Darwin auf der Beagle ein gebratener Vogel zum Weihnachtsessen vorgesetzt. Während der Mahlzeit realisierte er, dass es sich um eine noch unbekannte Vogelart handelte. Er konnte die Speisereste aufbewahren und nach England schicken. Dort wurde die neue Vogelart nach ihm Rhea darwinii genannt. • Während der Beagle-Reise hat Darwin insgesamt 12 Kataloge seiner Sammlungen erstellt; seine zoologischen Notizen umfassten 368 Seiten, diejenigen über Geologie waren 1383 Seiten dick. Zusätzlich hatte er 770 Seiten seines Reisetagebuchs gefüllt. Insgesamt konservierte er 1529 Arten in Alkohol und brachte 3907 Häute, Felle, Knochen, Pflanzen etc. nach England. • Übrigens: „HMS“ Beagle bedeutet “His or Her Majesty's Ship” und ist sozusagen der “Vorname” für Flottenschiffe der Britischen Monarchie. Natur-Museum Luzern „Happy Birthday! 200 Jahre Charles Darwin“ Tipps und Anregungen für Lehrpersonen 9 • Darwin hat nach seiner Rückkehr von der fünfjährigen Forschungsreise England nie mehr verlassen. • Sechs Monate nach der Reise mit der Beagle skizzierte Darwin erstmals seine Idee eines evolutionären Stammbaumes (siehe Abbildung rechts), der Entstehung von Arten durch Aufspaltung; übertitelt mit „I think“ (Ich denke,…): „I think Case must be that one generation then should be as many living as now. To do this & to have many species in same genus (as is) requires extinction. Thus between A & B immense gap of relation. C & B the finest gradation, B & D rather greater distinction. Thus genera would be formed. — bearing relation”… • Das Buch „Die Entstehung der Arten“, welches Darwin 1859 veröffentlichte, war zweifellos die wichtigste Arbeit seines Lebens und war von Anfang an ein grosser Erfolg. Die erste kleine Auflage von 1250 Exemplaren war am Tag des Erscheinens schon ausverkauft und die zweite Auflage – 3000 Exemplare – bald darauf ebenfalls. • Darwin zog in seinem Gewächshaus in England eine Komet-Orchidee (Angraecum sesquipedale) aus Madagaskar. Die Orchidee besitzt eine crèmefarbene Blüte und einen rund 30 cm langen Sporn. Darwin sagte voraus, dass ein Nachtfalter mit einem genügend langen Rüssel die Orchidee in ihrer Heimat Madagaskar bestäuben müsse. Darwin hat Recht bekommen – der Schwärmer Xanthopan morgani praedicta, welcher einen 22 cm langen Rüssel besitzt und die Komet-Orchidee bestäubt, wurde 30 Jahre nach Darwins Tod in Madagaskar entdeckt. Aber erst 1994, also 132 Jahre nach Darwins Voraussage, wurde ein Falter dieser Art, der an der Rüsselbasis Klebsekret des Pollens dieser Orchideenart trug, in Madagaskar gefangen und das Blütenbesuchsverhalten beobachtet und dokumentiert. • Darwin hat in seinem Aufsatz „Über die beiden Formen oder den dimorphen Zustand bei Primula“ als erster beschrieben, dass Schlüsselblumen (Primula spp.) zwei verschiedene Blütentypen ausbilden: Entweder sind die Staubblätter kurz und der Griffel lang – oder umgekehrt, die Staubblätter lang und der Griffel kurz. Mit Abstand am meisten Samen produzieren diejenigen Pflanzen, welche von Pollen des anderen Blütentyps bestäubt wurden. • Dass es Pflanzen gibt, die Tiere fangen und „fressen“, klingt beinahe unglaubwürdig. Als im ausgehenden 18. Jahrhundert dem grossen Botaniker Carl von Linné zum ersten Mal von der Venusfliegenfalle (Dionaea muscipula) berichtet wurde, urteilte er, das sei „gegen die gottgewollte Ordnung der Natur“. 1860 beobachtete Darwin Sonnentau-Arten (Drosera spp.), welche mit ihren Blättern Insekten fingen. Zusätzlich machte er zahlreiche Experimente und „fütterte“ seinen Sonnentaupflanzen u.a. Eiweiss, kleine Stückchen von englischem Käse, Asche, Glas- und Holzsplitter. 15 Jahre später erschien sein Buch zum Thema der fleischfressenden Pflanzen – als erster lieferte er darin wissenschaftliche Belege dafür, dass diese Pflanzen tatsächlich kleine Insekten fangen und verdauen. • Darwin beobachtete sein erstes Kind von Anfang an sehr genau und machte Notizen über die ersten Anzeichen der verschiedenen Ausdrucksformen. Diese und zahlreiche weitere Beobachtungen flossen in sein Werk „Ausdruck der Gemüthsbewegungen beim Menschen und bei den Thieren“ (1872) ein. • Emma Darwin, die Frau von Charles, zitierte gern folgenden Ausspruch ihres Mannes: „Logisches Denken ist ein fataler Fehler während der Beobachtung, aber ebenso notwendig vorher wie nützlich danach“. Natur-Museum Luzern „Happy Birthday! 200 Jahre Charles Darwin“ Tipps und Anregungen für Lehrpersonen 10 • Während acht Jahren erforschte Darwin die Rankenfusskrebse (Cirripedien). Diese Tiere gehören zur Ordnung der Krebstiere und umfassen rund 1000 verschiedene Arten. Alle Rankenfusskrebse sind freilebende oder parasitische Meeresbewohner; nur wenige Arten leben im Süsswasser. Alle Arten – auch die Nichtparasiten – führen als Erwachsene eine festsitzende Lebensweise. Zu den Rankenfusskrebsen zählen beispielsweise die Seepocken und die sogenannten Entenmuscheln. • In seiner Autobiographie beschreibt Charles Darwin, dass sich seine geistige Einstellung in der zweiten Hälfte seines Lebens stark geändert habe: Während er früher viel Freude an Gedichten, Gemälden und Musik hatte, beklagt er sich später über den „Verlust der höheren ästhetischen Empfindungen“. Über einen Versuch, mit über 60 Jahren wieder einmal Shakespeare zu lesen, schreibt Charles Darwin in seiner Autobiographie „Kürzlich habe ich versucht, Shakespeare zu lesen, und fand das so langweilig, dass mir übel wurde“. … „Wenn ich mein Leben noch einmal zu leben hätte, dann würde ich es mir zur Regel machen, mindestens einmal in der Woche ein wenig Lyrik zu lesen und etwas Musik zu hören; vielleicht wären die jetzt verkümmerten Teile meines Gehirns dann, durch ständigen Gebrauch, aktiv geblieben“. • Zeit seines Lebens musste sich Darwin kaum Sorgen ums Geld machen: Er selbst stammte aus einer wohlhabenden Familie, er hatte eine reiche Frau geheiratet und seine Bücher verkauften sich gut. • Apropos Darwin: Jährlich werden im Internet die satirischen „Darwin Awards“ an Personen vergeben, die „den Genpool verbesserten, indem sie sich selbst daraus entfernten“. Wissenshäppchen Evolutionstheorie • Das Konzept der Evolution existierte bereits vor Darwin. Er war aber (zusammen mit Alfred Russel Wallace) der entscheidende Forscher, der die Evolution mit natürlicher Selektion erklärte. • Der Ausdruck „survival of the fittest“ wurde vom Ökonom Herbert Spencer erstmals verwendet – Darwin hat den Ausdruck von ihm übernommen. Das englische „fit“ bedeutet u.a. „geeignet“ – „survival of the fittest“ entspricht also „Überleben der Geeignetsten“. Achtung: Die Geeignetsten können je nach Umweltbedingungen auch mal die Kleinsten oder Dicksten sein, nicht die Grössten und Stärksten! • Im Buch „Die Entstehung der Arten“, welches Darwin 1859 veröffentlichte, vertrat er mehrere Hypothesen, auf denen seine Evolutionstheorie aufgebaut ist: 1. Alle Organismen stammen von gemeinsamen Vorfahren ab. 2. Die Welt ist nicht stabil, sondern unterliegt einem stetigen Veränderungsprozess. 3. Die Evolution erfolgt allmählich durch Varietätsbildung und anschliessende (natürliche) Selektion. 4. Individuen, welche am besten angepasst sind, zeugen am meisten Nachkommen, wodurch schlechter angepasste verdrängt werden. • Die Evolution beruht auf drei Begebenheiten: 1. Die Arten produzieren in jeder Generation mehr Nachkommen, als überleben können; es entsteht in der Folge Konkurrenz. 2. Alle Individuen sind untereinander verschieden. Natur-Museum Luzern „Happy Birthday! 200 Jahre Charles Darwin“ Tipps und Anregungen für Lehrpersonen 11 3. Die Unterschiede sind – zumindest teilweise – erblich. • Eines der grössten Problem von Darwins Zeitgenossen bestand darin, dass der Mensch auch zur Familie des Lebens gehört und sehr nahe mit dem Affen verwandt ist – d.h. nicht die Krone der Schöpfung darstellt. Biologisch gesehen sind wir unseren nächsten Verwandten sogar so ähnlich, dass – wie es der Autor Jared Diamond einmal formulierte – „ein Zoologie von einem fremden Stern nicht zögern würde, den Menschen als dritte Schimpansenart zu klassifizieren“ (dies neben dem Zwerg- und dem Gewöhnlichen Schimpansen). Einige Biologen plädieren aus diesem Grund auch dafür, den wissenschaftlichen Namen des Menschen entsprechend anzupassen: aus Homo sapiens würde dann Pan sapiens. • Die wahren Herrscher der Erde sind aber die Bakterien: Sie tauchten bereits vor 3.5 Milliarden Jahren auf, sie weisen die grösste Vielfalt auf und haben die extremsten Lebensräume erobert – und ihre Biomasse ist grösser als die aller anderen Lebewesen zusammen. • Der amerikanische Evolutionsbiologe Theodosius Dobzhansky brachte es 1973 mit seinem berühmten Satz auf den Punkt: «Nothing in Biology makes sense, except in the light of evolution.» «Nichts in der Biologie ergibt einen Sinn ausser im Licht der Evolution.» • Die Evolutionstheorie wurde von ganz verschiedenen Seiten missverstanden oder „uminterpretiert“. Der amerikanische Evolutionsbiologe Steve Jones sagte dazu: „Evolution ist ein politisches Sofa, das sich stets an die Hinterbacken der letzten Person anschmiegt, die darauf gesessen hat“. Natur-Museum Luzern „Happy Birthday! 200 Jahre Charles Darwin“ Tipps und Anregungen für Lehrpersonen 12 Ausgewählte Artikel zu Darwin Aus: Heureka! Das Wissenschaftsmagazin im Falter, Beilage zu Falter Nr. 51/08 „200 Jahre Charles Darwin, Sein Leben – Seine Theorie – Seine Theorien“; Wien Natur-Museum Luzern „Happy Birthday! 200 Jahre Charles Darwin“ Tipps und Anregungen für Lehrpersonen 13 Natur-Museum Luzern „Happy Birthday! 200 Jahre Charles Darwin“ Tipps und Anregungen für Lehrpersonen 14 Natur-Museum Luzern „Happy Birthday! 200 Jahre Charles Darwin“ Tipps und Anregungen für Lehrpersonen 15 Natur-Museum Luzern „Happy Birthday! 200 Jahre Charles Darwin“ Tipps und Anregungen für Lehrpersonen 16 Natur-Museum Luzern „Happy Birthday! 200 Jahre Charles Darwin“ Tipps und Anregungen für Lehrpersonen 17 Natur-Museum Luzern „Happy Birthday! 200 Jahre Charles Darwin“ Tipps und Anregungen für Lehrpersonen 18 Natur-Museum Luzern „Happy Birthday! 200 Jahre Charles Darwin“ Tipps und Anregungen für Lehrpersonen 19 Natur-Museum Luzern „Happy Birthday! 200 Jahre Charles Darwin“ Tipps und Anregungen für Lehrpersonen 20 Die Darwinfinken – Evolution im Zeitraffer NZZ, 12. Juli 2006 Erkenntnisse eines britischen Ehepaares aus mehr als 30 Jahren Forschung auf den Galápagosinseln Seit 1973 studiert das Forscherpaar Rosemary und Peter Grant die Darwinfinken auf den Galápagosinseln. Mit ihrer Arbeit konnten sie unter anderem zeigen, dass Evolution viel schneller abläuft, als Darwin meinte. Dieses Tempo lässt sich möglicherweise mit den Artvermischungen erklären, die die Grants immer wieder beobachtet haben. Charles Darwin wurde unter anderem durch die Tierwelt der Galápagosinseln zu seiner Evolutionstheorie inspiriert. Sie selbst erforschen die dort heimischen Darwinfinken seit nunmehr 33 Jahren. Was ist so besonders an diesen Vögeln? Rosemary Grant: Ein Forscher namens David Lack hatte 1947 in einem Buch beschrieben, dass Schnabelgrösse und Körpergrösse innerhalb einer Darwinfinken-Population extrem schwanken können – wäre die Körpergrösse von Menschen ähnlich variabel, so würden wir zwischen 1,5 und 2,5 Meter gross. Peter Grant: Die Frage für einen Evolutionsbiologen war daher, warum innerhalb mancher Darwinfinken-Populationen so grosse Unterschiede auftreten, während sich die Individuen anderer Populationen nicht so stark voneinander unterscheiden. Rosemary G.: Ausserdem interessierten wir uns für die Aufspaltung einer Art in verschiedene Arten, die sogenannte adaptive Radiation. Bei den Darwinfinken hatte diese Aufspaltung in 14 Arten vermutlich erst vor relativ kurzer Zeit stattgefunden, und keine der Arten war aufgrund menschlicher Einflüsse ausgestorben. Die Situation war also so natürlich wie nur möglich. Konkurrenz um Nahrung Was wusste man über die Darwinfinken, als Sie 1973 ihre Forschung begannen, und was wusste schon Darwin? Peter G.: Darwin hat die Galápagosinseln 1835 nur während fünf Wochen besucht und die Finken nicht direkt erforscht, sondern lediglich Exemplare für Museen gesammelt. In England wurden diese Exemplare dann von einem Systematiker namens John Gould untersucht, und erst durch dessen Arbeit erkannte Darwin, wie viele verschiedene Finken-Arten er auf den Galápagosinseln gesammelt hatte. Zu dieser Zeit hatte Darwin nur eine vage Vorstellung von evolutionärem Wandel. Er formulierte deshalb vorsichtig, die Abstufung der Schnabelgrösse bei den verschiedenen Finken-Arten könne einen fast auf den Gedanken bringen, hier sei eine Art in verschiedene Richtungen verändert worden. Diese Erkenntnis spielte eine Rolle bei der Entwicklung seiner Evolutionstheorie. Ende der 1930er Jahre hat dann David Lack beobachtet, dass sich zwei bestimmte Arten von Darwinfinken im Hinblick auf die Schnabelgrösse stark unterscheiden, wenn sie beide auf derselben Insel vorkommen. Auf Inseln des Archipels, auf denen nur eine der beiden Arten lebt, variiert die Schnabelgrösse dieser Vögel hingegen zwischen dem für diese Art «normalen» Mass und der Schnabelgrösse der fehlenden Art.Lack vermutete deshalb, dass sich die zwei Arten das Nahrungsangebot aufteilten, wenn sie gemeinsam auf einer Insel lebten. So spezialisiere sich eine Art auf grosse Samen und entwickle grosse Schnäbel, die andere auf kleine Samen und habe entsprechend kleinere Schnäbel. In Abwesenheit eines Konkurrenten falle diese Spezialisierung dagegen weg, und die allein auf der Insel lebende Art nutze das gesamte Nahrungsangebot von kleinen bis zu grossen Samen und zeige die entsprechende Bandbreite an Schnabelmassen. Das war allerdings nie wirklich erforscht worden, man hatte die Nahrung der verschiedenen Arten nur aus ihrer Schnabelgrösse abgeleitet. Die Hypothese war also, dass die unterschiedliche Schnabelgrösse der zwei Arten auf gemeinsam bewohnten Inseln eine evolutionäre Anpassung an die Konkurrenz um Nahrung darstelle? Peter G.: Genau. Ein Grossteil unseres Wissens über Konkurrenz und ihre Rolle in der Evolution stammt aus solch indirekten Beobachtungen. Evolution in Wirbeltieren, so war schon Darwin überzeugt, sei ein derart langsamer Prozess, dass man ihn gar nicht wahrnehmen könne. In Experimenten mit zwei MäuseArten hatte ich jedoch klare Hinweise darauf gefunden, dass diese beiden Arten in der Natur um Lebensraum konkurrierten. Die Schlussfolgerung daraus war, dass man Konkurrenz zwischen wildlebenden Wirbeltier-Arten sehr wohl auch in der Gegenwart beobachten kann. Deshalb wollten wir die Darwinfinken und ihre Nahrung im Detail untersuchen - zuvor hatte man die Nahrung der verschiedenen Arten nämlich nur aus ihrer Schnabelgrösse abgeleitet. Natur-Museum Luzern „Happy Birthday! 200 Jahre Charles Darwin“ Tipps und Anregungen für Lehrpersonen 21 Anpassung an die Umwelt Was war Ihre konkrete Fragestellung? Rosemary G.: Wir wollten wissen, wie genau verschiedene Arten aus einer einzigen entstehen. Peter G.: Laut der in der Biologie üblichen Definition werden zwei Populationen, die sich auseinander entwickelt haben, dann als zwei Arten betrachtet, wenn sie sich zwar noch gelegentlich vermischen, dabei aber als zwei getrennte Populationen bestehen bleiben. Natürlich können wir nicht den gesamten Prozess studieren, denn das dauert zu lange - niemand weiss, wie lange. Rosemary G.: Aber wir bekommen eine Vorstellung davon, wie sich die Darwinfinken bei der Besiedlung der verschiedenen Galápagosinseln an die jeweils herrschenden Umweltbedingungen angepasst haben, wenn wir eine Darwinfinken-Population über die Zeit verfolgen. Auf dem Galápagos-Archipel wechseln sich nämlich niederschlagsreiche Jahre ab mit Perioden extremer Trockenheit, in denen die Vögel nicht brüten und ein Grossteil der Population stirbt. Die Umweltbedingungen ändern sich also auch hier, nur eben im Laufe der Zeit, nicht mit der Ausbreitung von Insel zu Insel. Das war ein anderer Grund, warum sich der Galápagos-Archipel so gut für unsere Forschung geeignet hat. Welche Veränderungen haben Sie beobachtet? Rosemary G.: Wir haben mehrmals Wechsel von grösseren zu kleineren und wieder zu grösseren Schnäbeln gesehen, und wir wissen auch, warum diese Veränderungen stattgefunden haben, weil wir ja gleichzeitig das Nahrungsangebot gemessen haben. Wir konnten also evolutionäre Anpassungen einer Wirbeltier-Population an sich verändernde Umweltbedingungen dokumentieren; das hatte zuvor als unmöglich gegolten. Peter G.: Falls wir bisher also irgendeinen Einfluss auf die Evolutionstheorie hatten, dann indem wir gezeigt haben, dass Evolution in Wirbeltieren sehr schnell geschehen kann, innerhalb nur einer FinkenGeneration. Und die Hypothese ist, dass Artbildung auch nach diesem Muster abläuft? Peter G.: Ja. Wir haben einen kleinen Teil von diesem Prozess gesehen. Rosemary G.: Eine andere wichtige Frage im Hinblick auf die Entstehung neuer Arten ist, was geschieht, wenn Populationen, die sich - etwa auf verschiedenen Inseln - auseinander entwickelt haben, wieder aufeinander treffen. Was hindert sie daran, sich wieder zu vermischen und zu einer grossen Population zu verschmelzen? Hinweise auf einen solchen Isolationsmechanismus verdanken wir einzelnen Individuen, die bei der Partnerwahl einen «Fehler» machen und sich mit einem Mitglied der anderen Population paaren. Wie kann man sich das konkret vorstellen? Rosemary G.: Kaktus-Grundfinken übernehmen manchmal ein Nest von Mittel-Grundfinken. Normalerweise werfen sie dann alle Eier aus dem Nest, doch ab und zu übersehen sie eines. Dann wächst ein Mittel-Grundfink in einem Kaktus-Grundfinken-Nest auf und lernt von seinem Stiefvater den «falschen» Gesang - die Gesänge der beiden Arten unterscheiden sich sehr. Wir konnten solche Vögel über Jahre beobachten, und es stellte sich heraus, dass sie sich bei der Partnerwahl nach dem Gesang richteten, nicht nach dem Aussehen und sich deshalb mit Kaktus-Grundfinken statt mit MittelGrundfinken paarten. Der Gesang fungiert also als Isolationsmechanismus zwischen diesen beiden Arten. Und so entstehen Mischformen der zwei Arten? Rosemary G.: Ja, unter anderem. Das passiert aber sehr selten, in weniger als einem Prozent der Fälle, und in den ersten 10 Jahren unserer Studie haben diese Hybriden nicht überlebt. Sie hatten nämlich mittelgrosse Schnäbel, mit denen sie die harten Samen, die die Mittel-Grundfinken mit ihren grossen Schnäbeln frassen, nicht knacken konnten, und brauchten etwa dreimal so lang, um die Samen zu öffnen, von denen sich die Kaktus-Grundfinken ernährten. Das Einzige, was sie fressen konnten, waren kleine, weiche Samen, und von denen gab es damals nur sehr, sehr wenige. Aber 1983 war ein El-NiñoJahr, wir hatten enorm viel Regen, und die Insel war voller kleiner weicher Samen. Unter diesen Bedingungen überlebten die Hybriden und paarten sich mit Tieren der Art, deren Gesang sie gelernt hatten. Dadurch flossen Gene von einer Art in die andere. Diesen Genfluss zwischen Arten nennt man Introgression. Peter G.: Eine unserer Fragen zu Beginn war ja gewesen, warum manche Populationen der Darwinfinkengenetisch so variabel sind. Eine der Antworten lautet nun: Durch gelegentliche Introgression, denn dieser Genfluss kommt nur unter bestimmten Umweltbedingungen vor. Wir glauben ausserdem, dass eine gelegentliche Introgression im frühen Stadium der Artbildung sehr wichtig ist. Denn wenn sich zwei Populationen ein Stück auseinander entwickelt haben und beide schon über neue Natur-Museum Luzern „Happy Birthday! 200 Jahre Charles Darwin“ Tipps und Anregungen für Lehrpersonen 22 Eigenschaften verfügen, es aber trotzdem hin und wieder Hybride gibt, dann fliesst eine enorme Menge an neuem genetischem Material von einer Population in die andere. Rosemary G.: Auf diese Weise können neue Eigenschaften schneller erworben werden, als wenn die Veränderung nur durch Mutationen stattfindet. Die Bedeutung der Introgression für die Geschwindigkeit der Evolution wird allerdings erst langsam erkannt. Dabei konnten wir mit DNA-Analysen zeigen, dass dieser Prozess nicht nur bei den von uns beobachteten Darwinfinken auf der Insel Daphne Major vorkommt, sondern auch bei anderen Arten von Darwinfinken; ausserdem kennt man das Phänomen von Buntbarschen und Pflanzen. Was haben sie noch aus den DNA-Analysen gelernt? Peter G.: Zum Beispiel, wer der Vater eines Kükens ist. Wer die Mutter ist, kann man zuverlässig aus Beobachtungen schliessen, aber das Männchen, das die Küken füttert, ist in rund 15 Prozent der Fälle nicht der biologische Vater. Ausserdem haben wir ein besseres Verständnis der Entstehung der verschiedenen Arten im Laufe der Evolution bekommen. Systematiker wie John Gould hatten die Darwinfinken ja rein nach ihrer äusseren Erscheinung, dem sogenannten Phänotyp, in Arten eingeteilt und später auch einen Stammbaum erstellt. Jetzt machen wir das über DNA-Vergleiche; das ist viel zuverlässiger, weil sich auch sehr verschiedene Arten in die gleiche Richtung entwickeln können, was eine nähere Verwandtschaft vortäuscht. Tatsächlich unterscheidet sich der Stammbaum, der aufgrund von DNA-Analysen erstellt wurde, in einigen wichtigen Details von dem, der nach dem äusseren Erscheinungsbild erstellt worden war. Anhand der Unterschiede im Erbgut der Darwinfinken und ihrer Verwandten auf dem südamerikanischen Festland konnten wir zudem ableiten, dass die gemeinsamen Vorfahren aller Darwinfinken vor 2 bis 3 Millionen Jahren auf den Archipel gekommen sein müssen. Damals sah der Galápagos-Archipel allerdings anders aus als heute. Das Klima war wärmer und feuchter, und es gab noch nicht so viele Inseln - noch heute entstehen neue Inseln im Archipel. Rosemary G.: Mit den DNA-Analysen konnten wir auch zeigen, dass die Zahl der Finken-Arten mit der Zahl der Inseln zugenommen hat. Peter G.: Die Vorfahren der Darwinfinken fanden also keine Welt der unbegrenzten Möglichkeiten vor, als sie am Galápagos-Archipel ankamen, sondern die Möglichkeiten nahmen im Laufe der letzten 2 bis 3 Millionen Jahre zu, und parallel dazu entwickelten sich die Darwinfinken und nutzten diese Möglichkeiten. Darwinfinken sind nämlich bemerkenswert flexibel in ihrem Verhalten. Besonders die Jungvögel probieren viel aus und erkunden verschiedene Futterquellen. Das könnte in ihrer Evolution wichtig gewesen sein, denn einige Darwinfinken verhalten sich für Vögel sehr ungewöhnlich. Der Spechtfink etwa löst einen Stachel von einem Kaktus und stochert damit in Löchern in der Baumrinde nach Maden. Ein anderer Darwinfink ernährt sich vom Blut eines Seevogels, des Tölpels, indem er mit dem Schnabel an den Ansatz von dessen Flügelfedern hackt und den austretenden Blutstropfen trinkt. Ähnliche Situation auf Hawaii Bedeutet das, dass sich eine andere Vogelart auf den Galápagosinseln nicht in ebenso viele neue Arten aufgespalten hätte? Ich dachte, es gibt nur deshalb so viele verschiedene Arten von Darwinfinken, weil deren Vorfahren auf eine mehr oder weniger leere Insel kamen und es so viele Nischen gab, die sie besetzen konnten. Peter G.: Das ist die Erklärung, die man in einem Grossteil der Literatur findet, vor allem in Lehrbüchern. Aber das ist nicht alles. Zum Beispiel sind die Spottdrosseln etwa gleich lang auf den Inseln wie die Darwinfinken, und von ihnen gibt es nur 4 Arten. Irgendetwas hat ihre Veränderung limitiert. Eine ähnliche Situation findet man übrigens auf Hawaii, wo sich rund 50 Arten von Kleidervögeln entwickelt haben, aber nur 2 Arten von Drosseln - dabei kamen die Vorfahren der Drosseln nicht so viel später dort an als die der Kleidervögel. Es gibt also einen immanenten Unterschied zwischen verschiedenen Gruppen von Vögeln, der dafür sorgt, dass einige eher eine Aufspaltung in unterschiedliche Arten durchlaufen als andere. Was diesen Unterschied ausmacht, davon haben wir Biologen leider nur ein rudimentäres Verständnis. Gibt es noch weitere offene Fragen? Peter G.: Wir wissen beispielsweise noch nicht, was am Gesang der Schlüssel für die Erkennung der eigenen Art ist. Ist es die Zahl der Wiederholungen der einzelnen Töne, die Spannbreite der Frequenz von tiefen bis hohen Tönen oder etwas ganz anderes, das wir aus irgendeinem Grund nicht erfassen können? Diese Frage wird wahrscheinlich in den nächsten Jahren geklärt werden. Ausserdem wissen wir nur sehr wenig über die Umstände, die zu Artvermischungen führen. Schliesslich ist auch unser Verständnis dafür, wie 14 Arten von Darwinfinken aus einer einzigen Art entstehen konnten, noch nicht vollständig - und ich glaube auch nicht, dass es sich in näherer Zukunft deutlich verbessern wird. Interview: Vera Bettenworth Natur-Museum Luzern „Happy Birthday! 200 Jahre Charles Darwin“ Tipps und Anregungen für Lehrpersonen 23 Rund um die Ausstellung – Ideen und Gesprächsanregungen • Die Ausstellung ist relativ klein (etwas weniger als 20 m2!) – d.h. 20 Personen können nicht gleichzeitig die Ausstellung entdecken und die Texte lesen. • Es lohnt sich deshalb, eine Einführung ins Thema entweder in der Schule oder im Museum (beispielsweise vor der Darwin-Ausstellung im 1. Stock) zu machen und anschliessend die permanenten Ausstellungen des Museums für kleine Forschungsaufträge zu nutzen (Vorschläge siehe unten) oder in der Darwin-Ausstellung das Kreuzworträtsel oder das Darwin-Rätsel beantworten zu lassen. Vorschläge für Aktivitäten in der Ausstellung • Das Kreuzworträtsel oder das Darwin-Rätsel in der Ausstellung mit Hilfe der Texte ausfüllen resp. beantworten lassen. • Forschungs-Aufträge an kleine Gruppen verteilen: beispielsweise o Fleischfressende Pflanzen: Aussehen der Pflanze beschreiben, evtl. ein Blatt abzeichnen. Welche Experimente könnten durchgeführt werden um herauszufinden, ob die Pflanze tatsächlich fleischfressend ist? o Vogelschnäbel – Anpassung an Nahrung: Im 2. Stock können bei den Wasservögeln die unterschiedlichen Schnabelformen sehr gut beobachtet werden. Welche Arten fressen wohl was? Wie sieht der typische Schnabel eines Fischfressers aus? Gibt es überhaupt einen typischen Fischfresser-Schnabel? Welche Art ernährt sich vermutlich hauptsächlich von Wasserpflanzen? o Die Abbildung der Darwinfinken in der Ausstellung genauer anschauen, evtl. Schnabelformen abzeichnen. Welche Art ernährt sich wohl von was? Unter welchen sich verändernden Umweltbedingen hätten gewisse Schnabelformen einen Vorteil? o Wo finden sich in der Dauerausstellung „Wunderwelt Insekten“ (3. Stock) Beispiele für Variation innerhalb einer Art oder Beispiele für Anpassung? Unter welchen Umständen könnte sich das eine oder andere Aussehen lohnen? o In der Ausstellung Wunderwelt Insekten läuft im roten Zimmer der Film „While Darwin sleeps..:“ von Paul Bush (2004, 5 Minuten). Was könnte der Film aussagen? Was hat der Film mit Darwin zu tun? Anschliessend gemeinsam die Aufträge besprechen. Gesprächsanregungen: • In welcher Zeit lebte Darwin? Was war damals die vorherrschende Meinung was die Artenvielfalt betraf? Welche Entdeckungen und Erfindungen wurden damals gemacht (evtl. einzelne Erfindungen etc. einordnen auf einem Zeitstrahl, „vor“ resp. „nach“ Darwin). • Was waren die neuen, fast „revolutionären“ Ideen Darwins? Weshalb stiessen sie auf Widerstand? Vorbereitung oder weiterführende Aktivitäten • Ohne Vorwissen einen Stammbaum des Lebens zeichnen lassen. Wie könnte der aussehen? Wo ist der Mensch, wo sind die Affen? Sind sie mit dem Menschen näher verwandt? Vergleichen mit den Stammbäumen zu Darwins Zeit (Mensch als Krone der Natur-Museum Luzern „Happy Birthday! 200 Jahre Charles Darwin“ Tipps und Anregungen für Lehrpersonen 24 Schöpfung) und heutigen. Kann sich die Mehrheit der Klasse hinter einen Stammbaum stellen? • Thema „sexuelle Selektion“: Wie hat Darwin das Vorhandensein von – auf den ersten Blick – sinnlosen & unpraktischen Federn, Hörnern etc. erklärt? Beispielsweise anhand des Auerhuhns oder Pfaus erklären (ein Auerhuhn-Paar findet sich auch im NaturMuseum in der Dauerausstellung im 2. Stock). • Wie könnten die Fossilien, welche Darwin auf seiner Weltreise gesammelt hat, datiert werden? Welche Datierungsmöglichkeiten stehen uns heute zur Verfügung? (Informationen zur Altersbestimmung und zur Fossilisation befinden sich auch im NaturMuseum in der erdgeschichtlichen Ausstellung im 1. Stock). • Welche Tier- und Pflanzenarten wurden nach Darwin benannt? Eine Recherche in der Systematik-Literatur und auf dem Internet bringt eine ganze Reihe Arten und Gattungen ans Licht, die nach Darwin benannt sind (in der Schweiz kommen keine nach Darwin benannten Arten vor). Botanik: Darwins Berberitze (Berberis darwinii), Darwins Wachsblume (Hoya darwinii), Maihueniopsis darwinii (Kaktus-Art), Tiquilia darwinii, Darwins Feigenkaktus (Opuntia darwinii), Darwins Sauerklee (Oxalis darwinii), Darwins Rispengras (Poa darwiniana), Darwins Sauerampfer (Rumex darwinianus), Darwins Brennessel (Urtica darwinii), Gattungen Darwinia und Darwiniothamnus… Zoologie: Darwinfinken, Darwin-Fuchs (Pseudalopex fulvipes), Darwin-Nandu (Pterocnemia pennata), Darwinfrosch (Rhinoderma darwinii), Darwinsteisshuhn (Nothura darwinii), Darwin-Frosch (Rhinoderma darwinii), Darwin-Galápagos-Maus (Nesoryzomys darwini), Rhea darwinii… • Nach einer Einführung zu Darwin oder dem Besuch der Ausstellung ein Mindmap zu Darwin zeichnen lassen. Riesenschildkröten Darwinfinken Umfangreiche Sammlungen Galápagos HMS Beagle Ehefrau Emma (Cousine) Weltreise Vater Robert Darwin (Arzt) 5 Jahre Familie Darwin Fleischfressende Pflanzen 10 Kinder Forschung Evolutionstheorie, natürliche Selektion Buch „Entstehung der Arten“ Alfred Russel Wallace Abstammung des Menschen Autobiographie Natur-Museum Luzern „Happy Birthday! 200 Jahre Charles Darwin“ Tipps und Anregungen für Lehrpersonen 25 Darwin-Rätsel in der Ausstellung Die Fragen können alle in der Darwin-Ausstellung beantwortet werden. Pro Frage ist eine Antwort richtig. 1. K R S E Darwin hatte in jungen Jahren eigentlich mal vor, diesen Beruf zu wählen: Sänger Pastor Dichter Wissenschaftlicher Zeichner 2. i e s r Auf welchem Schiff reiste Darwin 5 Jahre um die Welt? HMS Beagle HMS Eagle SMS Beagle HMS Beads 3. u p f e Wo studierte Darwin welches Fach? In London Geologie In Cambridge Biologie In Oxford Theologie In Edinburgh Medizin 4. a d s v Wo liegen die berühmten Galápagos-Inseln? Vor Australien Vor Madagaskar Vor Ecuador Vor Portugal 5. Wie alt war Darwin, als er sein berühmtestes Buch „Die Entstehung der Arten“ veröffentlichte? a 35 Jahre n 45 Jahre e 50 Jahre i 60 Jahre 6. Welchem Fachgebiet wendete sich Darwin während seiner letzten Lebensjahre vermehrt zu? n Pflanzenkunde (Botanik) f Insektenkunde (Entomologie) p Vogelkunde (Ornithologie) t Systematik der Rankenfusskrebse 7. Wie alt war Darwin, als er mit einem britischen Vermessungsschiff auf eine 5jährige Weltreise ging? f 17 Jahre s 22 Jahre o 25 Jahre u 30 Jahre 8. b c d e m Wo kam Darwin auf seiner Weltreise nicht vorbei? Tierra del Fuego (Feuerland) Grönland Patagonien (Südamerika) Australien Südafrika 9. h n v i Wo wurde Darwin beigesetzt? In der Westminster Abbey in London In der Kirche von Down Bei der Kapelle von Shrewsbury Auf den Galápagos-Inseln Natur-Museum Luzern „Happy Birthday! 200 Jahre Charles Darwin“ 26 10. Wo hat Darwin die „Darwinfinken“ gefunden? e Auf den Azoren i Auf Galápagos u In Kapstadt a Auf Mauritius 11. Die Idee der Evolution existierte bereits vor Darwin. Neu an seiner Theorie war aber die folgende Erklärung: n Evolution durch Anpassung der Eltern-Generation t Evolution durch künstliche Auslese m Evolution durch grosse Entwicklungsschritte l Evolution durch natürliche Auslese (Selektion) 12. Darwin veröffentlichte 1875 ein Buch über fleischfressende Pflanzen. Er beschreibt darin seine Erkenntnisse, dass unter anderem folgende Pflanze fleischfressend ist: d Sonnentau p Dickblatt e Monstera i Canibala 13. Gleichzeitig mit Darwin hat ein anderer Naturforscher die gleiche Evolutionstheorie entwickelt. Wer war das? u John Gould k Alfred Russel Wallace f Thomas Malthus o John Wedgewood 14. Bereits in jungen Jahren interessierte sich Darwin vor allem für… t Eisenbahnen s Chirurgie r Insekten, Vögel, Pflanzen... v Fotographie 15. Was war die Aufgabe von Darwin während der Weltreise auf dem Vermessungsschiff? ö Wissenschaftlicher Begleiter ä Koch ü Kapitän v Reporter 16. Charles Darwin heiratete 1839. Wen? t Seine Cousine Emma Wedgewood p Seine Schulfreundin Fiona Hooker f Seine Nichte Anne Flynn s Seine Nachbarin Dora Wallace 17. Darwin hat die „Darwinfinken“ nicht selbst beschrieben und bestimmt, sondern überliess die Arbeit jemand anderem. Wem? i Rosemary Grant e John Gould a Henry Mills o Joseph Banks Lösungswort 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 … wurde von Charles Darwin auf den Galápagos-Inseln bewundert – und während der Weiterfahrt auf dem Schiff verspiesen. Natur-Museum Luzern „Happy Birthday! 200 Jahre Charles Darwin“ 27 Lösungen Darwin-Rätsel 1. Darwin hatte in jungen Jahren eigentlich mal vor, diesen Beruf zu wählen: R Pastor 2. Auf welchem Schiff reiste Darwin 5 Jahre um die Welt? i HMS Beagle 3. Wo studierte Darwin welches Fach? e In Edinburgh Medizin 4. Wo liegen die berühmten Galápagos-Inseln? s Vor Ecuador 5. Wie alt war Darwin, als er sein berühmtestes Buch „Die Entstehung der Arten“ veröffentlichte? e 50 Jahre 6. Welchem Fachgebiet wendete sich Darwin während seiner letzten Lebensjahre vermehrt zu? n Pflanzenkunde (Botanik) 7. Wie alt war Darwin, als er mit einem Britischen Vermessungsschiff auf eine 5jährige Weltreise ging? s 22 Jahre 8. Wo kam Darwin auf seiner Weltreise nicht vorbei? c Grönland 9. Wo wurde Darwin beigesetzt? h In der Westminster Abbey in London 10. Wo hat Darwin die „Darwinfinken“ gefunden? i Auf Galápagos 11. Die Idee der Evolution existierte bereits vor Darwin. Neu an seiner Theorie war aber die folgende Erklärung: l Evolution durch natürliche Auslese (Selektion) 12. Darwin veröffentlichte 1875 ein Buch über fleischfressende Pflanzen. Er beschreibt darin seine Erkenntnisse, dass folgende Pflanze fleischfressend ist: d Sonnentau 13. Gleichzeitig mit Darwin hat ein anderer Naturforscher die gleiche Evolutionstheorie entwickelt. Wer war das? k Alfred Russel Wallace 14. Bereits in jungen Jahren interessierte sich Darwin vor allem für… r Insekten, Vögel, Pflanzen, etc. 15. Was war die Aufgabe von Darwin während der Weltreise auf dem Vermessungsschiff? ö Wissenschaftlicher Begleiter 16. Charles Darwin heiratete 1839. Wen? t Seine Cousine Emma Wedgewood 17. Darwin hat die „Darwinfinken“ nicht selbst beschrieben und bestimmt, sondern überliess die Arbeit jemand anderem. Wem? e John Gould R I E S E N S C H I L D K R Ö T Natur-Museum Luzern „Happy Birthday! 200 Jahre Charles Darwin“ E 28 Ein Kreuzworträtsel Die Fragen können alle in der Darwin-Ausstellung beantwortet werden. ä als AE / ö als OE / ü als UE schreiben 2 ↓ 5 → 12 ↓ 4 ↓ 11 ↓ 9 → 3 → 10 → 7 → 1 → 8 → 6 → 1. Name des Britischen Schiffes, auf welchem Darwin als Naturforscher mitreiste. 2. In seinen letzten Lebensjahren beschäftigte sich Darwin stark mit botanischen Fragen. Er veröffentlichte auch ein Buch über ____ Pflanzen. 3. Darwin schenkte ihnen verhältnismässig wenig Beachtung, als er sie auf den GalápagosInseln fand. Zurück in England bestimmte er sie nicht selbst, sondern überliess diese Arbeit einem anderen Ornithologen (Vogelspezialisten). Um welche Tiere handelt es sich? 4. Mit 16 Jahren geht Darwin nach Edinburgh, um an der Universität ___ zu studieren. Zwei Jahre später bricht er aber bereits sein Studium ab. 5. Der Name des Schiffes, auf welchem er während 5 Jahren um die Welt reiste, gab auch seinem ____ den Namen. 6. Zu welchem Land gehören die Galápagos-Inseln? 7. Ein früherer Berufswunsch von Charles Darwin. Natur-Museum Luzern „Happy Birthday! 200 Jahre Charles Darwin“ 29 8. Das Britische Schiff, auf welchem Darwin um die Welt reiste, hatte den Auftrag, Vermessungen ferner Länder weiterzuführen. Welches war eines der Ziele? 9. Zeitgleich mit Darwin hatte ein anderer Forscher die gleichen Theorien zur Evolution aufgestellt. Wie war sein Nachname? 10. Auf seiner Weltreise sammelte Darwin neben Tieren, Pflanzen und Bodenproben auch zahlreiche ____ . 11. Die Weltreise, welche schlussendlich fünf Jahre dauerte, war ursprünglich kürzer geplant und sollte „nur“ ____ Jahre dauern. 12. Ein Hobby Darwins, dem er vor allem in seiner Jugend nachging. Natur-Museum Luzern „Happy Birthday! 200 Jahre Charles Darwin“ 30 Lösung Kreuzworträtsel 2 ↓ F L 5 → R E I S E T A G E B U C H I 9 → W 12 ↓ 4 ↓ S 11 ↓ J M C Z C E H W 3 → D A L L A G D 10 → F O S S I L A R W I N F I R Z E I E N 7 → P A N S I N K E N I T O R A G L E C U A D S 1 → B E N 8 → F E U E R L A N D 6 → E Natur-Museum Luzern „Happy Birthday! 200 Jahre Charles Darwin“ O R 31 Medienliste Alle aufgeführten Bücher mit Ausnahme der Lehrmittel liegen in der Leseecke der DarwinAusstellung auf. Fachliteratur Charles Darwin: Mein Leben. Die vollständige Autobiographie. insel taschenbuch. 2008. ISBN 978-3-458-35070-5 Æ Im Alter von 67 Jahren schrieb Charles Darwin seine Autobiographie – „für meine und deren Kinder“. Das Taschenbuch liest sich leicht und gibt einen guten Überblick über sein Leben und seine wissenschaftlichen Werke. Im Anhang, der fast so seitenstark ist wie die eigentliche Autobiographie, finden sich v.a. zahlreiche verschiedene Briefe. Charles Darwin – Das Lesebuch. Herausgegeben, eingeleitet und mit Begleittexten 80 versehen von Julia Voss. S. Fischer. 2008. ISBN 978-3-10-010232-4 Æ Das Lesebuch gibt einen sehr guten Überblick über die wichtigsten Schriftstücke von Charles Darwin. Nach einer allgemeinen Einleitung stellt die Herausgeberin den Auszügen aus den wichtigsten Werken jeweils eine Zusammenfassung voraus, welche spannende Hintergrundinfos enthält und den Text in den Kontext von Darwins (Forscher-)Leben stellt. Das Lesebuch wird durch einzelne ausgewählte schwarz-weiss Illustrationen aus Darwins Werk ergänzt, so auch seinen ersten berühmten Skizzen eines Stammbaumes (Notizbuch B, 1837-1839). Charles Darwin: Die Entstehung der Arten. NIKOL Verlag, 2008. ISBN 978-3-86820-002-7 Æ Diese Neuauflage des wichtigsten Werks von Charles Darwin ist – in dieser gebundenen Form – stolze 589 Seiten stark. Es eignet sich kaum als „Lesebuch“, wohl aber als Buch um darin zu schmöckern. Textstellen, Begriffe etc. sind aber einfacher in der online-Ausgabe des Werkes zu finden (siehe Link unten „The complete work of Charles Darwin online“). Ernst Peter Fischer: Das grosse Buch der Evolution. Fackelträger. 2008. ISBN 978-3-7716-4373-7 Æ Ein wunderschöner, gut strukturierter und reich bebilderter Band über die Evolution. Beginnend bei Darwin und seinen Vordenkern werden u.a. die politischen Folgen der Evolutionstheorie, der Untergang der Dinosaurier, die Welt der Farben, die Rolle des Zufalls und die Abstammung des Menschen behandelt. Das Buch lädt zum Blättern, Schmöckern und Häppchenweise lesen ein. Desmond, A., Moore, J., Browne, J.: Charles Darwin – kurz und bündig. Spektrum Akademischer Verlag. 2008. ISBN 978-3-8274-2031-2 Æ Das Taschenbuch gibt – wie es der Titel verspricht – einen kurzen Überblick und eignet sich gut als Einführung in Darwins Leben und Werk. Charles Darwin: Die Fahrt der Beagle. marebuch, 2006. ISBN 978-3-596-17589-5 Æ Das Taschenbuch ist fast 700 Seiten dick und umfasst alle Tagebücher, welche Darwin im Laufe der fünfjährigen Forschungsreise geschrieben hat. Unterrichtshilfen Lehrmittel „Evolution verstehen“ Æ Das Lehrmittel, bestehend aus einem Magazin und einer Lernumgebung, wird von Markus Wilhelm (PHZ Luzern) entwickelt. Das Magazin erklärt Evolution anschaulich anhand von zahlreichen Beispielen aus der Natur-Museum Luzern „Happy Birthday! 200 Jahre Charles Darwin“ Tipps und Anregungen für Lehrpersonen 32 Biologie und wird ab 19. Februar 2009 erhältlich sein. Die umfassendere Lernumgebung wird knapp 2 Monate später erhältlich sein. Bestellt werden kann das Lehrmittel im Schulverlag Bern (www.schulverlag.ch). Unterrichtseinheit Evolutionstheorien Æ Die PHZ-Studentin Isabella Herger hat eine Unterrichtseinheit zusammengestellt, die verschiedene historische Evolutionstheorien beleuchtet. Sie stellt ihre Unterlagen freundlicherweise auf der Homepage des Natur-Museums Luzern ab ca. April 2009 zum Download zur Verfügung. Literatur für Kinder Mosbrugger, V., Traxler, H., Darwin für Kinder und Erwachsene – Die ungeheure Verschiedenartigkeit der Pflanzen und Tiere. Insel Verlag. 2008. ISBN 978-3-458-17412-7 Æ Die Auszüge aus Darwins Autobiographie, aus seinen Tagebüchern, Briefen und Werken werden mit Illustrationen zu seinem Leben und seinen Entdeckungen abgerundet. Nicht ganz leicht verdaulich, für Kinder ab ca. 12 Jahren geeignet. Peter Sis: Der Baum des Lebens. Ein Bilderbuch über das Leben von Charles Darwin – Naturforscher, Geologe und Denker. Carl Hanser Verlag. 2003. ISBN 3-446-20523-3 Æ Das Buch führt mit detaillierten Bildern, Tagebuchblättern, Karten und einem grossen Ausklappbogen in die Welt und das Werk Darwins ein. Viel Text, nicht für kleine Kinder, dafür durchaus auch eine Entdeckung für Erwachsene. Rothballer, M.: Das Geheimnis der Dracheninsel – Ein Ratekrimi um Charles Darwin. Tatort Forschung, Loewe. 2007. ISBN 978-3-7855-5923-9 Æ Ein spannender Ratekrimi rund um Darwins Aufenthalt auf den Galápagos-Inseln während der Reise mit der Beagle um die Welt. Während Darwin auf den Inseln u.a. Riesenschildkröten und grosse Echsen untersucht, beginnen zwei Schiffsjungen eine abenteuerliche Schatzsuche. Kipling, R., Geschichten für den allerliebsten Liebling. Zeitverlag, 2008. ISBN 978-3-938899-37-3 Æ „Evolution“ einmal ganz anders: Mit viel Phantasie erzählt Kipling (1865-1936; erhielt 1907 den Literaturnobelpreis), wie der Leopard seine Flecken und das Kamel seinen Höcker bekam – und er beantwortet die Frage, wer dem Elefanten seinen langen Rüssel verpasste. Web-Links http://dasmagazin.ch/index.php/was-darwin-wirklich-meinte/ Æ Artikel des Tages-Anzeiger Magazins: „Was Darwin wirklich meinte – Die Evolutionstheorie ist die einfachste schwierige Theorie der Welt, immer wieder wird sie missverstanden. Anlässlich des Darwin-Jahres 2009 listen wir die elf populärsten Irrtümer auf“. Gibt einen guten Überblick, lesenswert ist auch die Blog-Diskussion. http://www.darwin-online.org.uk/ Æ The Complete Work of Charles Darwin Online: Auf dieser (englischen!) Seite können die allermeisten Publikationen Darwins durchsucht, gelesen – oder als gesamte pdfDokumente gespeichert werden. Mit der Suchfunktion („search“ oben rechts) können beispielsweise seine Werke nach Stichwörtern oder ganzen Sätzen durchsucht werden (beispielsweise: „The tree of life should perhaps be called the coral of life“ oder „The sight of a feather in a peacock’s tail, whenever I gaze it, makes me sick!“). Natur-Museum Luzern „Happy Birthday! 200 Jahre Charles Darwin“ Tipps und Anregungen für Lehrpersonen 33 http://www.darwinproject.ac.uk/ Æ Darwin Correspondence Project – Darwins gesammelte Briefe: Auf der (englischen!) online Daten-Bank (Æ advanced search) können tausende von Briefe, die Darwin selbst geschrieben oder die er erhalten hat, durchsucht werden. Eine Suche nach Sätzen oder Stichworten lohnt sich (z.B. nach „at the present moment, I care more about Drosera than the origin of all the species in the world”). http://www.faz.net/s/Rub9D229D57C7F947129665399BB3D3BB9B/Tpl~Ecommon~Sresso rt.html Æ Zahlreiche spannende Artikel finden sich auf der Homepage der Frankfurter Allgemeinen Zeitung – nicht nur zu Darwin sondern auch zu hochaktuellen Forschungsresultaten. http://www.rolls-royce.com/education/schools/resources/darwin/darwin.htm Æ Darwins Reise um die Welt: Online-Spiel für 7-11 Jährige – leider nur in Englisch!! (die Venusfliegenfalle, engl. Venus Flytrap, kommt übrigens nicht aus Australien sondern aus Nordamerika). Natur-Museum Luzern „Happy Birthday! 200 Jahre Charles Darwin“ Tipps und Anregungen für Lehrpersonen 34 „Darwin“ für Lehrpersonen Jahreszeiten-Veranstaltung für Lehrpersonen Für Lehrpersonen findet am folgenden Abend eine Einführungsveranstaltung zur neuen Sonderausstellung „Darwin“ statt: „Who the hell is Darwin?“ Dienstag, 24. März 2009 Diese Veranstaltung dauert von 17.30-19.00 Uhr und ist kostenlos. Bitte melden Sie sich bis drei Tage vor der Veranstaltung telefonisch (041 228 54 11) während unseren Öffnungszeiten oder rund um die Uhr per E-Mail ([email protected]) an! Workshops für Oberstufen-Schulklassen Eintauchen in Darwins Reise-, Forschungs- und Gedankenwelt. Die Workshops werden ab 12. Februar 2009 auf Anfrage angeboten, Dauer 2 h, Kosten 100.- & Eintrittsgebühr. Bitte melden Sie sich telefonisch (041 228 54 11) während unseren Öffnungszeiten oder rund um die Uhr per E-Mail ([email protected]) an! Öffentliche Mittagsführungen Donnerstag, 19. März 2009: „Darwins Finken“ Donnerstag, 28. Mai 2009: „Darwin und die Beagle“ Donnerstag, 17. September 2009: „Darwins Finken“ Donnerstag, 19. November 2009: „Darwin und die Beagle“ Jeweils 12.15 – 13 Uhr, Eintrittsgebühr, Führung frei, Natur-Museum Luzern Natur-Museum Luzern „Happy Birthday! 200 Jahre Charles Darwin“ Tipps und Anregungen für Lehrpersonen 35 Das Lehrpersonen-@bo Liebe Lehrerin, lieber Lehrer Möchten Sie in Zukunft stets und ganz automatisch auf dem Laufenden sein, was die Aktivitäten im Natur-Museum Luzern betrifft? Wir schicken Ihnen die Informationen (Infos über neue Sonderausstellungen und die Daten der Veranstaltungen für Lehrpersonen), die wir ca. drei- bis viermal jährlich an alle Schulhäuser des Kantons Luzern versenden, auch gerne direkt zu Ihnen nach Hause. Per E-Mail. Schnell, kostenlos, praktisch .... und erst noch recht ökologisch! Sind Sie an diesem Service interessiert? Senden Sie einfach ein E-Mail mit Ihrer Mail-Adresse und dem Vermerk „Mail-Service für Lehrpersonen“ an [email protected] und schon sind Sie dabei. Natürlich können Sie ihre Adresse auch jederzeit wieder von dieser Verteilerliste streichen lassen .... das versteht sich von selbst! Ein E-Mail genügt! Kopieren und Weiterverwenden für schulische Zwecke mit Quellenangabe erlaubt und erwünscht. mb, Februar 2009 Natur-Museum Luzern „Happy Birthday! 200 Jahre Charles Darwin“ Tipps und Anregungen für Lehrpersonen