Hilgendorf

Infobox

Diese Seite ist Teil einer Materialiensammlung zum Bildungsplan 2004: Grundlagen der Kompetenzorientierung. Bitte beachten Sie, dass der Bildungsplan fortgeschrieben wurde.

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:

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

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.
Die subjektive Bewertung der Merkmale durch die Schülerinnen und Schüler führt gegebenenfalls zu unterschiedlichen Ergebnissen.
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

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