Hil­gen­dorf

Leh­rer­in­for­ma­tio­nen

Je nach Größe des Kur­ses be­ar­bei­ten die Schü­le­rin­nen und Schü­ler das Pro­jekt in Grup­pen à 2-3 Per­so­nen.

Für die ein­zel­nen Ar­beits­schrit­te vor­ge­se­he­ner Zeit­rah­men:

Ar­beits­schritt Zeit­rah­men 1 15 Min 2 30 Min 3 15 Min 4 20 Min 5 10 Min

Im 1. Ar­beits­schritt in­for­mie­ren sich die Schü­le­rin­nen und Schü­ler an­hand des In­fo­blatts selbst­stän­dig über die Per­son Franz Hil­gen­dorf und die Ent­ste­hung des Stein­hei­mer Be­ckens. Statt­des­sen wäre auch eine Ein­füh­rung in das Thema durch den Leh­rer oder eine In­ter­net­re­cher­che denk­bar. Für wei­te­re In­for­ma­tio­nen sei hier auf die Pu­bli­ka­tio­nen von Heiz­mann und Reiff (2002), Reiff und Heiz­mann (2007) und Men­sink (1984) ver­wie­sen (siehe    Li­te­ra­tur­lis­te ).

Der 2. Ar­beits­schritt sieht vor, dass die Schü­le­rin­nen und Schü­ler die Schne­cken der Se­di­ment­pro­be sor­tie­ren.

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler müs­sen dabei ent­schei­den, wel­che mor­pho­lo­gi­schen Merk­ma­le sie dabei ver­wen­den. Dabei müs­sen sie auch fest­le­gen in wel­chem Maße sie mor­pho­lo­gi­sche Un­ter­schie­de als in­ner­art­li­che Va­ria­bi­li­tät oder als art­tren­nend an­er­ken­nen. Dies ist, wie in der Wis­sen­schaft auch, eine rein sub­jek­ti­ve Ent­schei­dung. Ihre Ent­schei­dung tra­gen die Schü­le­rin­nen und Schü­ler in die Ta­bel­le des Ar­beits­blatts ein. Im An­schluss daran stel­len die Schü­le­rin­nen und Schü­ler die Er­geb­nis­se ihrer Ta­bel­le und die dar­auf fu­ßen­de Hy­po­the­se zur Ein­tei­lung der Schne­cken dar (siehe 3. Ar­beits­schritt).

Abb. 1: Ty­pi­sche For­men von G. sul­ca­tus in 10-fa­cher Ver­grö­ße­rung. Auf­fäl­lig sind die fla­che Ge­häu­se­form und der Wulst auf der Ober­sei­te (Pfeil), der dazu führt, dass die Win­dun­gen rin­nen­ar­tig ver­tieft sind Quel­le: Men­sink, 1984
Abb. 2: Ty­pi­sche For­men der Über­gangs­form G. sul­ca­tus à tro­chi­for­mis in 10-fa­cher Ver­grö­ße­rung. Kenn­zeich­nend sind die Ver­rin­ge­rung des Wuls­tes und die all­mäh­li­che Zu­nah­me in der Ge­häu­se­hö­he Quel­le: Men­sink, 1984

Die Pro­ben stam­men aus den Sul­ca­tus -Schich­ten, d.h. aus den Schich­ten 9-20, höchst­wahr­schein­lich aus den Schich­ten 14-18. Die häu­figs­ten Schne­cken aus die­sen Pro­ben sind Gy­rau­lus sul­ca­tus (Abb. 1), eine Über­gangs­form Gy­rau­lus sul­ca­tus à G. tro­chi­for­mis (Abb. 2), sowie Radix di­lata­ta (Abb. 3). Die ers­ten bei­den ge­hö­ren zur Fa­mi­lie der Tel­ler­schne­cken (Plan­or­bi­dea), wäh­rend R. di­lata­ta eine Schlamm­schne­cke (Lym­nai­dea) re­prä­sen­tiert. Neben die­sen Haupt­for­men kön­nen wei­te­re Tel­ler­schne­cken vor­kom­men.

Die Haupt­for­men der Pro­ben sind re­la­tiv leicht zu iden­ti­fi­zie­ren: G. sul­ca­tus zeich­net sich durch eine fla­che Form (plan­spi­ra­le Ge­häu­se­form) aus, die deut­li­che Ril­len (Scha­len­wuls­te) auf­wei­sen. G. sul­ca­tus er­scheint da­durch „ecki­ger“ und scharf­kan­ti­ger als die an­de­ren For­men. Die Über­gangs­form G. sul­ca­tus à tro­chi­for­mis hin­ge­gen zeigt kei­nen deut­li­chen Wulst mehr (die Win­dun­gen sind glatt und rund) und man kann eine deut­li­che Er­hö­hung der Scha­le er­ken­nen (Be­ginn der Ent­wick­lung zur tro­chi­spi­ra­len Schne­cken­form).

In der Probe herrscht eine re­la­tiv große Va­ria­bi­li­tät be­züg­lich der Ge­häu­se­mor­pho­lo­gie, da sich der Ge­stalt­wan­del von G. sul­ca­tus zu G. tro­chi­for­mis und G. oxysto­ma voll­zieht. Diese Ge­stalt­wand­lung ist durch den Ver­lust des Ge­häu­se­wuls­tes und der Er­hö­hung des Ge­häu­ses zu er­ken­nen.

Abb. 3: Ty­pi­sche For­men von R. di­lata­ta in 10-fa­cher Ver­grö­ße­rung Quel­le: Men­sink, 1984

Die Schlamm­schne­cke Radix di­lata­ta un­ter­schei­det sich von den Gy­rau­lus-Arten durch eine kom­plett un­ter­schied­li­che Mor­pho­lo­gie: Diese Art ist schrau­big auf­ge­wun­den, be­sitzt aber im Ver­gleich zur eher ko­ni­schen G. tro­chi­for­mis keine brei­te Basis. Au­ßer­dem nimmt die Größe der Win­dun­gen zur Spit­ze (Apex) stär­ker ab als bei G. tro­chi­for­mis .

Es hat sich als hilf­reich her­aus­ge­stellt wäh­rend des Ar­beits­schrit­tes 2 eine ein­deu­ti­ge No­men­kla­tur der Schne­cken­merk­ma­le vor­zu­stel­len und zu dis­ku­tie­ren (ver­glei­che Datei 332 Schne­cken­merk­ma­le ).

Nach den Prä­sen­ta­tio­nen der Schü­ler­grup­pen soll an­hand fol­gen­der Leit­fra­gen der 3. Ar­beits­schritt , eine ge­mein­sa­me Be­spre­chung im Ple­num, durch­ge­führt wer­den.

Frage 1:	Nach wel­chen Kri­te­ri­en/Merk­ma­len haben die Schü­ler die Schne­cken sor­tiert? Wel­che Kri­te­ri­en/Merk­ma­le davon sind sinn­voll?
Frage 2:	Wel­che Pro­ble­me sind beim Sor­tie­ren auf­ge­tre­ten?
Frage 3:	Warum kommt es (wahr­schein­lich) zu ver­schie­de­nen Ein­tei­lun­gen in­ner­halb des Kur­ses?
Frage 4:	Wie ge­langt man zur „rich­ti­gen“ Ein­tei­lung?

 

Mög­li­che Ant­wor­ten zu den Leit­fra­gen:

1. Äu­ße­re Merk­ma­le, Mor­pho­lo­gie der Schne­cken
   
   

   Brei­te: Ø	- sinn­voll, da un­ter­schied­li­che Arten oft ver­schie­den groß sind - aber:  jün­ge­re Schne­cken sind klei­ner als äl­te­re der­sel­ben Art
   Höhe: Ø	- sinn­voll, da es ei­ner­seits spi­ral­för­mi­ge hohe (ke­gel­för­mig) und an­de­rer­seits fla­che Schne­cken gibt - aber: klei­ne­re Schne­cken haben auch eine ge­rin­ge­re Höhe, es ist daher sinn­voll, ein Höhen-Brei­ten-Ver­hält­nis zu be­rech­nen
   Ver­hält­nis Höhe/Brei­te	- sinn­voll, da die­ses Maß un­ab­hän­gig von der Ge­samt­grö­ße der Schne­cken ist
   Ecki­ge/runde Kan­ten Wulst	- deut­li­cher For­mun­ter­schied cha­rak­te­ris­tisch für ver­schie­de­ne Arten ( G. sul­ca­tus und G. sul­ca­tus à G. tro­chi­for­mis ) - ohne (→ glatt), ein­fach (→ wirkt kan­tig, nur außen oder nur innen), dop­pelt (→ außen und innen, G. sul­ca­tus )
   Farbe	- hier keine deut­li­chen Un­ter­schie­de sicht­bar
   Dreh­sinn	- alle Schne­cken haben den glei­chen Dreh­sinn, also ist der Dreh­sinn kein Un­ter­schei­dungs­merk­mal
   Zu­sätz­li­che Merk­ma­le	- Form der Mund­öff­nung

   
   
2. Die Schne­cken sehen sich z.T. sehr ähn­lich. Wie un­ter­schei­det man adul­te von ju­ve­ni­len Schne­cken? Wel­che Kri­te­ri­en könn­ten art­tren­nend ge­deu­tet wer­den? Hin­weis: Va­ria­bi­li­tät bzw. Art­tren­nung an­hand mor­pho­lo­gi­scher Merk­ma­le ist evtl. nur durch sta­tis­ti­sche Aus­wer­tung der Merk­mals­va­ria­ti­on mög­lich.
   
   
3. Die sub­jek­ti­ve Be­wer­tung der Merk­ma­le durch die Schü­le­rin­nen und Schü­ler führt ge­ge­be­nen­falls zu un­ter­schied­li­chen Er­geb­nis­sen.
   
   
4. Es gibt nicht DIE rich­ti­ge Ein­tei­lung. Stamm­bäu­me stel­len Hy­po­the­sen dar, die be­grün­det sein müs­sen. Bei der Iden­ti­fi­zie­rung von fos­si­len Arten ste­hen le­dig­lich mor­pho­lo­gi­sche Merk­ma­le zur Ver­fü­gung. Mor­pho­lo­gi­sche Ähn­lich­kei­ten zwi­schen In­di­vi­du­en kön­nen auf­grund von Ver­wandt­schaft oder ähn­li­cher Um­welt­be­din­gun­gen vor­lie­gen. Po­pu­la­tio­nen oder Arten las­sen sich dabei oft nur schwer be­stim­men oder von­ein­an­der ab­gren­zen. Hilf­reich sind dabei vor allem sta­tis­ti­sche Me­tho­den. Eine Ein­tei­lung mit Hilfe des bio­lo­gi­schen Art­be­griffs ist na­tur­ge­mäß nicht mög­lich. Be­stim­mend ist also die sub­jek­ti­ve Ein­schät­zung der Wer­tig­keit be­stimm­ter Merk­ma­le. Bei die­ser Ein­schät­zung spielt die Er­fah­rung und das Wis­sen des For­schers eine ent­schei­den­de Rolle.

An­schlie­ßend lei­tet der Leh­rer zum 4. Ar­beits­schritt über. Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler sol­len nun mit Hilfe von Schne­cken­ab­bil­dun­gen ver­schie­de­ner Schich­ten einen Stamm­baum legen und dabei mög­li­che Ent­wick­lungs­li­ni­en iden­ti­fi­zie­ren. Die Zahl auf den Kärt­chen gibt an, in wel­cher Schicht die Schne­cken ge­fun­den wur­den.

Je tie­fer die Schicht, desto älter sind die Schne­cken und desto wei­ter unten im Stamm­baum ist die Schne­cke an­zu­ord­nen. Be­gon­nen wird daher am bes­ten mit der Schne­cken­ab­bil­dung, die mit der Zahl Null ge­kenn­zeich­net ist, da diese Schne­cken in der un­ters­ten Schicht vor­zu­fin­den sind. Diese Schne­cken ge­hö­ren zu der Art Gy­rau­lus klei­ni und stel­len ver­mut­lich die Stam­mart dar, aus der sich die üb­ri­gen „Arten“ ent­wi­ckelt haben. Nach auf­stei­gen­den Zah­len wird der Stamm­baum an­schlie­ßend er­wei­tert. Zu be­ach­ten ist, dass es ver­schie­de­ne Ver­zwei­gun­gen des Stamm­baums geben kann und dass auch ein Aus­ster­ben von ver­schie­de­nen „Arten“ mög­lich ist. „Arten“ mit der glei­chen Zahl be­fin­den sich also auf glei­cher Höhe im Stamm­baum, je­doch in un­ter­schied­li­chen Ent­wick­lungs­li­ni­en. Die Ab­bil­dun­gen wur­den so­weit ver­grö­ßert, dass die mor­pho­lo­gi­schen Merk­ma­le deut­li­cher zu er­ken­nen sind. Daher sind die Schne­cken in un­ter­schied­li­chen Maß­stä­ben ab­ge­bil­det. Die Länge des Stri­ches auf jeder Karte ent­spricht je­weils zwei Mil­li­me­ter. Um das an­schlie­ßen­de Be­spre­chen der Er­geb­nis­se zu ver­ein­fa­chen, wur­den die Kärt­chen mit rö­mi­schen Zah­len durch­num­me­riert.

Das Ziel die­ses 4. Ar­beits­schritts ist es, dass sich die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­wusst mit den Pro­ble­men der Stamm­bau­mer­stel­lung aus­ein­an­der­set­zen. Inner- und zwi­schen­art­li­che Va­ria­bi­li­tät muss ab­ge­schätzt wer­den und die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­stim­men die Aus­wahl und Ge­wich­tung der Merk­ma­le, die ihrer Stamm­baum­hy­po­the­se zu­grun­de lie­gen. Die­ses Vor­ge­hen muss dann auch im letz­ten Ar­beits­schritt ge­gen­über dem Ple­num be­grün­det wer­den.

Ar­beits­schritt 5 be­inhal­tet eine ge­mein­sa­me Be­spre­chung der Schü­ler­stamm­bäu­me. Dabei stel­len die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ihren Stamm­baum dem Ple­num vor, er­läu­tern und be­grün­den ihn. Eine ge­mein­sa­me Be­wer­tung der Schü­ler­stamm­bäu­me mit Hilfe des Prin­zips der spar­sams­ten Er­klä­rung (Par­si­mo­nie) ist an die­ser Stel­le mög­lich. Zum Ab­schluss kön­nen die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ihre Stamm­bäu­me mit dem mo­men­tan ak­tu­ells­ten Er­geb­nis wis­sen­schaft­li­cher For­schung über die Ver­wandt­schafts­be­zie­hun­gen fos­si­ler Gy­rau­lus-Schne­cken des Stein­hei­mer Be­ckens ver­glei­chen (Men­sink, 1984). Der Stamm­baum nach Men­sink (1984) weist le­dig­lich die Haupt­ent­wick­lungs­li­ni­en auf. Es ist also mög­lich, dass die Schü­le­rin­nen und Schü­ler in ihren Pro­ben zu­sätz­lich Schne­cken ge­fun­den haben, die im Stamm­baum von Men­sink (1984) nicht dar­ge­stellt sind.

Die Schü­ler­stamm­bäu­me kön­nen auf­ge­klebt oder ab­fo­to­gra­fiert wer­den.

Ein­füh­rung

Was die Schü­ler mit­neh­men sol­len

Er­gän­zun­gen

Ma­te­ria­li­en

Quel­len

In­fo­blatt

Ar­beits­blatt

Hil­gen­dorf: Her­un­ter­la­den [pdf] [642 KB]

Hil­gen­dorf: Her­un­ter­la­den [docx] [32,3 MB]