VORSCHAU. zur Vollversion. Verwandt und doch verschieden Wirbeltiere im Vergleich. Das Wichtigste auf einen Blick

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1 III Tiere Beitrag 16 Wirbeltiere im Vergleich (Klasse 7/8) 1 von 22 Verwandt und doch verschieden Wirbeltiere im Vergleich Ein Beitrag von Gerd Rothfuchs, Etschberg Mit Illustrationen von Julia Lenzmann, Stuttgart Zum Stamm der Wirbeltiere gehören Säugetiere, Vögel, Fische, Lurche und Kriechtiere. Sie sind also miteinander verwandt. Neben der Wirbelsäule, die aus vielen Wirbelknochen zusammengesetzt ist, gibt es weitere gemeinsame Merkmale. Zwischen den einzelnen Großgruppen bestehen aber auch große Unterschiede. In dieser Einheit erfahren Ihre Schüler mehr über die Großgruppen der Wirbeltiere, erstellen Steckbriefe ausgewählter Tiere und lernen so die Gemeinsamkeiten, Unterschiede sowie die Vielgestaltigkeit der einzelnen Gruppen kennen. Klasse: 7/8 Dauer: 5 Stunden (Minimalplan: 3) Kompetenzen: Die Schüler Mit einem beschreiben die Baumerkmale und die Lebensweise der fünf Großgruppen der Wirbeltiere. erläutern die Gemeinsamkeiten und Unterschiede der Wirbeltiergruppen. stellen die Ergebnisse ihrer Gruppenarbeit in der Klassengemeinschaft vor. Lassen sie Ihre Schüler die Welt der Wirbeltiere erkunden. Würfelspiel! Das Wichtigste auf einen Blick Aus dem Inhalt: Welche Großgruppen zählt man zu den Wirbeltieren? Welche Gemeinsamkeiten und Unterschiede zeigen die Grundbaupläne der fünf Wirbeltiergruppen auf? Wie leben ausgewählte Vertreter der Wirbeltiergruppen? Welche Gemeinsamkeiten und Unterschiede gibt es in der Lebensweise der Wirbeltiergruppen? Foto: Thinkstock/iStock

2 2 von 22 Wirbeltiere im Vergleich (Klasse 7/8) Tiere Beitrag 16 II Rund um die Reihe Warum wir das Thema behandeln Nach der Orientierungsstufe kennen die Schülerinnen und Schüler* die fünf Großgruppen der Wirbeltiere. Auch deren Kennzeichen oder Merkmale sind ihnen bekannt. Wie die Erfahrung aber zeigt, sind nur die wenigsten Schüler in der Lage, diese den Säugetieren, Vögeln, Fischen, Amphibien und Reptilien richtig zuzuordnen. Auch fehlt die Einsicht, dass die Wirbeltiere in wesentlichen Merkmalen übereinstimmen, sich in Einzelmerkmalen aber auch stark unterscheiden können. Um dieses Wissen zu festigen und einprägsamer zu gestalten, ist ein gewisses Maß an Systematik notwendig und sinnvoll. So werden in dieser Unterrichtsreihe auch Grundlagen für den Folgeunterricht gelegt, wenn eine vertiefte Vermittlung der Artenkenntnis angestrebt wird, Bestimmungsübungen durchgeführt oder die Vorgänge der Evolution verstanden werden sollen. * Im weiteren Verlauf wird aus Gründen der besseren Lesbarkeit nur Schüler geschrieben. Was Sie zum Thema wissen müssen Die Kennzeichen der Wirbeltiere Tiere mit einer Wirbelsäule aus einzelnen Knochen und Wirbeln nennt man Wirbeltiere. Es sind die am höchsten entwickelten Tiere. Ihr Körper ist in Kopf, Rumpf und Schwanz gegliedert. Sie besitzen ein Rückenmark, ein Gehirn und ein Herz. Ihr Blutkreislauf ist geschlossen und sie verfügen über hochentwickelte Sinnesorgane. Zum Stamm der Wirbeltiere gehören die Säugetiere, Vögel, Fische, Lurche und Kriechtiere. Sie umfassen insgesamt über Arten. Kennzeichen der Säugetiere Die Säugetierarten leben an Land, in der Luft oder im Wasser. Sie besitzen vier Beine, die auch zu Flügeln oder Flossen umgewandelt sein können. Der Körper der gleichwarmen Tiere ist mit einem isolierenden Haarkleid (Fell) bedeckt. Das Herz der Säugetiere ist in zwei Herzhälften mit je einer Vor und Hauptkammer getrennt. Dadurch ist auch der Körperkreislauf vom Lungenkreislauf vollkommen getrennt. Sie atmen durch Lungen. Säugetiere sind lebendgebärend. Bei ihnen indet eine innere Befruchtung statt. Die Embryonalentwicklung erfolgt in der Gebärmutter. Die Jungen werden von der Mutter gesäugt. Kennzeichen der Vögel Auf der Erde gibt es über Vogelarten. Ihr Lebensraum ist die Luft, das Land und das Wasser. Ein schützendes Federkleid hält ihre Körpertemperatur gleichwarm auf etwa 40 C. Ihre Vordergliedmaßen sind zu Flügeln umgestaltet und ermöglichen den Tieren das Fliegen. Mit Luft gefüllte Röhrenknochen verringern das Körpergewicht. Vögel haben zwei getrennte Herzhälften mit je einer Vor und einer Herzkammer. Körperkreislauf und Lungenkreislauf sind vollkommen getrennt. Sie atmen durch Lungen mit Luftsäcken. Alle Vögel legen nährstoffreiche Eier mit einer schützenden Kalkschale. In einem Nest brüten sie die Eier aus. Nesthocker werden noch eine Zeit lang gefüttert, Nestlüchter verlassen gleich nach dem Schlüpfen das Nest. Kennzeichen der Fische Der Lebensraum der Fische, der artenreichsten Gruppe mit über Arten, ist das Wasser. Sie atmen durch Kiemen. Ihr Herz besteht aus einer Kammer und einer Vorkammer; der Blutkreislauf ist einfach. Ihr Körper ist stromlinienförmig. Die paarigen Gliedmaßen sind als Flossen entwickelt. Sie dienen der Fortbewegung, der Steuerung oder zum Halten des Gleichgewichts. Die Schwanzlosse treibt den Körper an. Die Haut ist schuppig und schleimbedeckt.

3 III Tiere Beitrag 16 Wirbeltiere im Vergleich (Klasse 7/8) 3 von 22 Kennzeichen der Amphibien Die über Amphibienarten (Lurche) sind wechselwarme Wasser oder Freilufttiere. Sie besitzen vier Beine, vorne mit vier, hinten mit fünf Zehen. Ihre Haut ist nackt, stark durchblutet, drüsenreich und mit Schleim bedeckt. Sie haben einen doppelten Kreislauf. Das Herz hat zwei Vorkammern und eine Herzkammer ohne Scheidewand. Die Eiablage und Entwicklung der Larven indet vorwiegend im Wasser statt. In ihrer Entwicklung durchlaufen die Tiere eine Umwandlung (Metamorphose), bei der die Jungtiere durch Kiemen atmen, die Erwachsenen dann über die Lunge und über die Haut. Kennzeichen der Reptilien Die Wirbeltiergruppe der Kriechtiere (Reptilien) umfasst weltweit mehr als Arten. Sie bevorzugen warme und trockene Lebensräume an Land oder im Wasser. Kriechtiere sind vierbeinig oder ihre Beine sind zurückgebildet. Die Haut der wechselwarmen Tiere ist drüsenarm, trocken und mit Hornschuppen bedeckt. Alle Reptilienarten atmen durch Lungen. Sie haben einen doppelten Kreislauf. Das Herz besteht aus einer Herzkammer mit einer unvollständigen Scheidewand und zwei Vorkammern. Bis auf wenige Ausnahmen legen die Reptilien Eier, die sich an Land unter Einwirkung der Sonnenstrahlen entwickeln. Vorschläge für Ihre Unterrichtsgestaltung Voraussetzungen der Lerngruppe Das bisher erworbene Wissen der Schüler aus der Grundschule und Orientierungsstufe über die Wirbeltiere reicht für eine aktive Mitarbeit in dieser Unterrichtseinheit aus. Haustiere, Nutztierhaltung, Raubtiere auf der Jagd, die Metamorphose des Frosches oder die Anpassung der Fische an das Wasser sollten Unterrichtsschwerpunkte gewesen sein, die bestimmte Aspekte in Einzelbildern exemplarisch behandelten. Die Einheit geht davon aus, dass übergreifende Phänomene im Biologieunterricht bisher selten vermittelt wurden und eine Zusammenschau oder Vernetzung der Erkenntnisse nicht oder nur oberlächlich angestrebt wurde. Aufbau der Reihe Die Folie M 1, auf der aus jeder der fünf Großgruppen der Wirbeltiere (Säugetiere, Vögel, Fische, Amphibien und Reptilien) je zwei Tierarten zu sehen sind, stimmt die Schüler auf die Unterrichtseinheit ein. Die Schüler kommentieren den Titel We are family!? und stellen Vermutungen über eine mögliche Verwandtschaft unter den Tieren an. Die Verwandtschaftsverhältnisse werden in einem Unterrichtsgespräch und, falls verfügbar, mithilfe von Skelettmodellen erarbeitet und die Erkenntnisse daraus in einem Tafelanschrieb festgehalten. In der Gruppenarbeit M 3 M 7 (3. 5. Stunde) widmen sich die Schüler den fünf Großgruppen der Wirbeltiere. Aus jeder Gruppe wird eine Art mit einem schülergerechten Text vorgestellt, der speziell auf die Belange und Zielsetzung dieser Unterrichtsreihe abgestimmt und ausgerichtet ist. Die Gruppen fassen ihre Erkenntnisse im Arbeitsblatt M 2 tabellarisch zusammen und stellen anschließend ihre Ergebnisse im Plenum vor. Nach einer kurzen Aussprache und Kontrolle werden die Ergebnisse auf Arbeitsblatt M 8 zusammengefasst. Das Würfelspiel M 10 M 12 ruft das erworbene Wissen nochmals spielerisch ab.

4 4 von 22 Wirbeltiere im Vergleich (Klasse 7/8) Tiere Beitrag 16 II Der Einsatz von Tieren und Stopfpräparaten im Unterricht Versuchen Sie, die Erkenntnisgewinnung durch die Begegnung mit lebenden Objekten oder, wenn dies nicht möglich ist, mit Stopfpräparaten zu unterstützen. Im Klassenzimmer benötigen Sie dann von jeder Großgruppe zumindest einen Vertreter. Um das Verwandtschaftsmerkmal Wirbelsäule zu beweisen, sollte auch von jeder Großgruppe ein Skelettmodell oder eine gute Abbildung davon zur Verfügung stehen. Halten Sie sich beim Einsatz von lebenden Tieren unbedingt an die gesetzlichen Vorgaben: Schulgesetze der einzelnen Bundesländer, Artenschutzgesetz, Tierschutzgesetz, Bundesseuchengesetz oder auch die Rote Liste. Werden lebende Tiere mehrere Tage im Klassenzimmer geplegt, benötigen Sie möglicherweise die Genehmigung der Naturschutzbehörde und auf jeden Fall die Ihrer Schulleitung. Beim Umgang mit älteren oder geschädigten Stopfpräparaten ist zu beachten, dass diese meist chemisch gegen Insektenfraß und Bakterienbefall behandelt wurden und deshalb von den Schülern nicht angefasst werden dürfen. Sie selbst sollten Schutzhandschuhe tragen. Wollen Sie beispielsweise die Vielfalt (Reptilien: Schildkröten, Eidechsen, Schlangen; Amphibien: Froschlurche, Schwanzlurche) auch im Klassenzimmer präsentieren, können Sie Hilfe bei Experten außerhalb der Schule suchen, etwa bei einem Besitzer eines Terrariums. Vielleicht lässt sich auch ein Zoobesuch einplanen. Dort kann dann eine zielgerichtete Führung oder ein entsprechender Vortrag organisiert werden, sodass das gesamte Spektrum Wirbeltiere mit allen seinen Variationen betrachtet werden kann. Diese Kompetenzen trainieren Ihre Schüler Die Schüler beschreiben die Baumerkmale und die Lebensweise jeweils eines Vertreters der fünf Großgruppen der Wirbeltiere. erläutern die Gemeinsamkeiten und Unterschiede der fünf Großgruppen der Wirbeltiere. deuten und analysieren die verwandtschaftlichen Zusammenhänge, aber auch die Vielfalt innerhalb der Wirbeltiergruppen. erklären die Angepasstheit der Wirbeltiergruppen bezüglich ihres Baus und ihrer Lebensweise. ordnen Wirbeltiere anhand von Merkmalen ihrer Großgruppe richtig zu. stellen die Ergebnisse ihrer Gruppenarbeit in der Klassengemeinschaft vor.

5 6 von 22 Wirbeltiere im Vergleich (Klasse 7/8) Tiere Beitrag 16 II Die Reihe im Überblick Fo = Folie Ab = Arbeitsblatt LK = Lösungskarte LEK = Lernerfolgskontrolle = Zusatzmaterial auf CD Stunde 1: Einstieg Material M 1 (Fo) M 2 (Ab) (Karten) Thema und Materialbedarf We are family!? Wirbeltiere im Vergleich Aufgaben für die Gruppenarbeit Bildkarten zur Gruppenindung Stunden 2 4: Gruppenarbeit Wirbeltiere verwandt und doch verschieden Material M 3 (Text) M 4 (Text) M 5 (Text) M 6 (Text) M 7 (Text) M 8 (Ab) M 9 (LK) (Bilder) Thema und Materialbedarf Gruppe A: Der Feldhase ein Vertreter der Säugetiere Gruppe B: Der Habicht ein Vertreter der Vögel Gruppe C: Der Huchen ein Vertreter der Fische Gruppe D: Die Gelbbauchunke ein Vertreter der Amphibien Gruppe E: Die Sumpfschildkröte ein Vertreter der Reptilien Die Großgruppen der Wirbeltiere Zusammenfassung r evtl. lebende Tiere r evtl. Stopfpräparate Stunde 5: Lernerfolgskontrolle Material M 10 (LEK) M 11 (LEK) M 12 (LEK) r evtl. Skelettmodelle r Bildkarten der fünf vorgestellten Tierarten Lösungsblatt: Die Großgruppen der Wirbeltiere Bildkarten der fünf vorgestellten Tierarten Thema und Materialbedarf Findet die Merkmale! Würfelspiel zu den Merkmalen der Wirbeltiergruppen Findet die Merkmale der Wirbeltiere Sammelstreifen Findet die Merkmale der Wirbeltiere Merkmalskarten Minimalplan Aufgrund ihrer Vorkenntnisse aus der Grundschule und Orientierungsstufe dürfte das Wissen der Schüler über die Wirbeltiere nach dem Ausfüllen von Arbeitsblatt M 8 gefestigt sein. Das Würfelspiel M 10 kann daher entfallen und in einer Folgestunde oder einer Vertretungsstunde nachgeholt werden. Steht Ihnen sehr wenig Zeit zur Verfügung, können Sie nach dem Einstieg direkt das Würfelspiel folgen lassen und die Ergebnisse nochmals ausführlich besprechen. Allerdings müssten dann die Tierbeschreibungen außen vor bleiben.

6 III Tiere Beitrag 16 Wirbeltiere im Vergleich (Klasse 7/8) 7 von 22 We are family!? H C O V S R 8 10 Fotos: 2) Colourbox, alle anderen Fotos: Thinkstock/iStock 9 U A M1

7 III Tiere Beitrag 16 Wirbeltiere im Vergleich (Klasse 7/8) 9 von 22 Wirbeltiere im Vergleich Aufgaben für die Gruppenarbeit Obwohl die Wirbeltiere miteinander verwandt sind, gibt es neben den vielen Gemeinsamkeiten auch Unterschiede. In dieser Gruppenarbeit lernt ihr sie kennen. Welche Wirbeltiergruppe bearbeitet ihr? Kreuzt an. M 2 A) Säugetiere C) Fische E) Reptilien B) Vögel D) Amphibien So geht ihr vor 1. Lest den euch zugeteilten Info-Text in Stillarbeit durch und notiert euch die wichtigsten Aussagen im Text. 2. Tauscht euch in der Gruppe über die wichtigsten Informationen aus. Sprecht bitte leise! 3. Welche zusätzlichen Hinweise geben die Fotos unterhalb des Info-Textes? Bringt sie mit dem Text in Verbindung. 4. Ergänzt anschließend den folgenden Steckbrief. Körperbedeckung Körpertemperatur Atmung Gliedmaßen Befruchtung der Tierart Fortpflanzung/Entwicklung Lebensraum Welche zusätzlichen Hinweise liefern euch die Fotos unter dem Text?

8 III Tiere Beitrag 16 Wirbeltiere im Vergleich (Klasse 7/8) 11 von 22 Der Habicht ein Vertreter der Vögel Mit ihren Flügeln zählen Vögel zu der am weitesten reisenden Tierart der Welt. Aber auch bei der Nahrungssuche sind die meisten Vögel auf ihre Flügel angewiesen. Findet hier heraus, wie der Habicht auf Jagd nach seiner Beute geht. M4 B Aufgabe Lest euch den Info Text durch. Bearbeitet dann die Aufgaben auf eurem Laufzettel und füllt den Steckbrief aus Tagen sind diese lügge und von nun an selbstständig. Sie verlassen dann ihre Eltern. 30 O V Kleine Flügel, plumper Körper liegen kann der Strauß nicht. U A Im kommenden Frühjahr suchen sich die jungen Männchen eine Partnerin. Die Tiere kann man dann bis in den März hinein bei ihren faszinierenden Balzlügen beobach ten. Hat sich das Paar gefunden, begattet das Männchen das Weibchen. Dabei ent leert es seinen Samen in die Kloake des Weibchens, es indet eine innere Befruch tung statt. Nach der Verschmelzung mit einer Samenzelle wächst das Ei heran. H C S R Das wesentlich größere Weibchen sitzt daneben auf dem Gelege, das aus vier grünlichweißen und runden Eiern besteht. Etwa 35 bis 40 Tage lang bebrütet es die Eier und kümmert sich nach dem Schlüpfen um die Jungvögel. Nach etwa 35 Auch im bevorstehenden Winter sind die Habichte aktiv und manchmal bei ihren Beutezügen auf Meisen, Amseln, Eichel häher, Hasen oder Kaninchen zu sehen sowie an ihren typischen Rufen zu erken nen Der scheue Habicht ist ganzjährig geschützt und leicht mit dem kleineren Sperber zu verwechseln. Beide gehören zu den etwa 16 Greifvogelarten, die in Deutschland vorkommen. Fliegen, schwimmen, tauchen für diese Stockente kein Problem. Fotos: links: Colourbox, Mitte: Thinkstock/ istock, rechts: Thinkstock/Stockbyte 5 Seit wenigen Sekunden schwebt das etwa 50 cm große Habichtmännchen elegant in luftiger Höhe. Sein graubraunes Geieder leuchtet in der Sonne. Mit seinen schar fen Augen hat der Greifvogel ein Beutetier am Boden erspäht, bleibt über der Beute stehen und rüttelt. Er presst Atemluft aus seinen Lungen und Luftsäcken und stürzt plötzlich senkrecht nach unten, die kurzen Flügel angelegt. Wenige Meter über dem Boden verlangsamt er den Fall. Der Habicht streckt seine kräftigen Zehen aus und die spitzen Krallen ergreifen das kleine Reb huhn. Er verharrt kurz am Boden, erhebt sich in die Luft und liegt zu seinem Horst, dem Nest der Greifvögel, in der Krone einer alten Eiche am Waldrand. Dort rupft und zerreißt er die Beute mit seinem kräf tigen, hakenförmig gebogenen Schnabel. Pinguine sind Vögel, die perfekt an das Wasserleben angepasst sind.

9 Beispiele für Tierarten Äußerliche Merkmale der Gruppe Körpertemperatur Fortpflanzungsmerkmale Atmung Lebensraum Die Großgruppen der Wirbeltiere Zusammenfassung Hier fasst ihr alles zusammen, was ihr arbeitsteilig über die fünf Großgruppen der Wirbeltiere erfahren habt. A) Säugetiere B) Vögel C) Fische D) Amphibien E) Reptilien III Tiere Beitrag 16 Wirbeltiere im Vergleich (Klasse 7/8) 15 von 22 M 8

10 III Tiere Beitrag 16 Wirbeltiere im Vergleich (Klasse 7/8) 19 von 22 Findet die Merkmale der Wirbeltiere ein Würfelspiel Seid ihr fit, wenn es um die Eigenschaften der fünf Großgruppen der Wirbeltiere geht? Mit diesem Spiel könnt ihr euer Wissen testen. M 10 Das benötigt ihr r 1 Wirbeltier Würfel r 5 Sammelstreifen: o Vögel o Amphibien o Säugetiere o Fische o Reptilien r 40 Merkmalskarten o 35 Karten richtige Merkmale o 5 Karten falsche Merkmale r 1 Stoppuhr r 1 Lösungsblatt So führt ihr das Spiel durch 1. Bildet eine Gruppe aus fünf Spielern und teilt die fünf Sammelstreifen untereinander auf. Ein Schüler erhält zusätzlich eine Stoppuhr und ist der Spielleiter. Legt die Merkmalskarten aufgedeckt vor euch auf den Tisch, sodass jede Karte zu sehen ist. 2. Es wird reihum gewürfelt. Hat ein Spieler das Symbol seiner Wirbeltiergruppe auf dem Sammelstreifen gewürfelt, darf er eine passende Merkmalskarte aussuchen und auf seinen Sammelstreifen legen. Hierfür hat er 15 Sekunden Zeit. Hat der Spieler seine Auswahl getroffen, überprüft der Spielleiter anhand des Lösungsblatts. Wurde die richtige Merkmalskarte gewählt, darf der Spieler diese behalten. Wurde die falsche gewählt, wird sie zurückgelegt. Dann darf der Spieler erneut würfeln. Würfelt der Spieler eine falsche Wirbeltiergruppe, gibt er den Würfel an den nächsten Spieler weiter und dieser ist an der Reihe. Würfelt der Spieler den Joker, darf er nochmals würfeln. 3. Sieger ist, wer als Erster seinen Sammelstreifen mit den typischen Kennzeichen seiner Wirbeltiergruppe gefüllt hat. Knickstellen Klebelächen Joker: Colourbox