Zur Entwicklungsgeschichte der Saurier

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1 Jürgen Reichen u.a. Zur Entwicklungsgeschichte der Saurier Lernangebot zum Werkstattunterricht 4./5. Klasse HEINEVETTER VERLAG HAMBURG SCOLA VERLAG ZÜRICH

2 Lehrmittelreihe Werkstattunterricht Verfasser: Bearbeitung: Zeichnungen: Druck und Verarbeitung: Jürgen Reichen Katja Reichen-Gerth in Zusammenarbeit mit einer Lehrergruppe Werner Klopfer Hendrik und Jörg Schumacher Richard Haberthür bearbeitet von Werner Klopfer format offset, Hamburg Copyright 2011 by HEINEVETTER VERLAG HAMBURG Art. Nr ISBN Vertrieb in der Schweiz: SCOLA VERLAG ZÜRICH Art. Nr. 02xx ISBN xx-x Printed in Germany Das Werk einschließlich aller Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung ist ohne Zustimmung des Verlages unzulässig. Dies gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen.

3 Lektionen und Lernangebote INHALT Einleitung und Phasenplan I. Gemeinsame Einführung 1. Einführungslektion Der Trilobit Die Entwicklung des Tierreichs II. Werkstattphase A: Die Entstehung der Echsen 3. Alles Leben entstand im Meer Aus dem Wasser ans Land Vom Fisch zum Molch Die Entstehung der Reptilien Fisch Molch Eidechse III. Gemeinsamer Zwischenteil 8. Wie aus dem Molch eine Echse wurde IV. Werkstattphase B: Die Hohe Zeit der Saurier 9. Von der Echse zur Riesenechse Aus Skeletten lässt sich vieles ablesen Wie sich Saurier unterscheiden Vor Sauriern braucht man keine Angst zu haben Sprachübung: Steigerungen Zwei Angst-Träume Lebensbedingungen waren auch für Dinosaurier unterschiedlich Saurier zeichnen Ein Kampf auf Leben und Tod Saurier-Puzzle Saurier basteln Weiterführende Fragen Warum starben die Saurier aus? Jirkas Theorie zum Aussterben der Saurier Säugetiere - die kleinen Sieger V. Gemeinsamer Abschluss 24. Offene Fragen / Evaluation des Unterrichts Saurier-Quiz Reise in die Urwelt / Abenteuerfilm Die geologische Zeittafel, Teil 1 (Phanerozoikun) Die geologische Zeittafel, Teil 2 (Präkambrium) Auftragskarten und Arbeitsblätter befinden sich im Innenteil des Heftes als Einhefter (zwischen den Seiten 12 und 13) und sollten zum besseren Kopieren aus den Klammern entfernt werden.

4 Einleitung Das Thema Saurier erfreut sich bei Schülern aller Altersstufen vom Kindergarten bis ins Gymnasium eines großen Interesses. Die Vorstellung einer längst versunkenen Tier- und Pflanzenwelt, in der es noch keine Menschen gab, übt offensichtlich eine große Faszination aus. Das Thema gibt damit der Phantasie reiche Nahrung, aufgrund seiner wissenschaftlichen Aspekte eignet es sich aber auch sehr gut für kognitive Problemstellungen. Problematisch ist höchstens, dass stets mit Theoriemodellen gearbeitet werden muss, die bislang nicht eindeutig sind. Die Frage, ob jede These, die hier vorgelegt wird, richtig bzw. wahr sei, ist daher müßig. Grundsätzlich gibt es in der Evolutionslehre zwei verschiedene Erklärungsmodelle: 1. Mutation Das Erbgut jeder Art mutiert ständig, was dazu führt, dass bestimmte, zufällig entstandene genetische Veränderungen das Überleben unter anderen Umweltverhältnissen erleichtern. ( Plötzlich bekommt ein Fisch Lungen, kann dadurch an Land überleben und zum Molch werden.) 2. Anpassung Jede Art passt sich veränderten Umweltverhältnissen an, um so ihr Überleben zu sichern. (Weil Fische einer bestimmten Art in regelmäßig austrocknenden Gewässern immer wieder verenden, bilden einzelne Individuen Lungen und können dadurch auch an Land überleben.) Diese beiden Erklärungsmodelle sind wissenschaftlich als gleichwertig anzusehen, da es bisher keinen überzeugenden empirischen Beleg gibt, welcher das eine Erklärungsmodell als wahrer als das andere ausweisen würde. Auch hier stößt das Nachdenken zuletzt wieder auf die Frage vom Huhn und vom Ei. Beim Mutationsmodell verändern einige Tiere zuerst durch Mutationen einige Eigenschaften. Später ändern sich die Unweltverhältnisse und die Tiere überleben, weil ihre neuen Eigenschaften zu den neuen Umweltverhältnissen passen. Beim Anpassungsmodell ändern sich zuerst die Umweltverhältnisse und nachher verändern sich einige Tiere in Entsprechung zu diesen neuen Umweltverhältnissen. In der Wissenschaft hat in zyklischen Wechseln mal die eine und mal die andere Grundannahme Oberhand. Da aber in beiden Modellen davon ausgegangen wird, dass nur Individuen und Arten überleben, die sich in bestimmten Umweltbedingungen arrangieren können und für die Denkweise von Elementarschülern das Anpassungsmodell einsichtiger ist, folgen die nachstehenden Lernangebote der Anpassungstheorie. Eine sachgerechte Behandlung des Themas ist auch unter diesen Voraussetzungen noch erschwert, da man die Schüler fast nicht dazu bringen kann, einzusehen, dass sich ein evolutionärer Entwicklungsprozess über Jahrmillionen erstreckt. In inhaltlicher Hinsicht folgt die Werkstatt einer Rahmengeschichte, die sich an den tschechischen Jugendabenteuerfilm Reise in die Urwelt nach einem Roman von Jules Verne anlehnt. Dies ist der Grund für die tschechische Namengebung der Hauptpersonen Frau Prof. Dombrowski, Jirka, Petr, Jenda und Tonik. (Näheres zum Film siehe Lektion 26.) Phasenplan I. Gemeinsame Einführung (Lektionen 1-2) II. Werkstattphase A: Die Entstehung der Echsen (Lektionen 3-7) III. Gemeinsamer Zwischenteil (Lektion 8) IV. Werkstattphase B: Die Hohe Zeit der Saurier (Lektionen 9-23) V. Gemeinsamer Abschluss (Lektionen 24-26) 4

5 Die geologische Zeitskala Das Phanerozoikum (vor 542 Mio. Jahren bis heute) Ära Periode Epoche vor Mio.Jahren 0-24h Wichtige Ereignisse Kanäozoikum Quartär Holozän 0,01-0 0,2 s Neuzeit, historische Zeit (Erd-Neuzeit) Pleistozän 0,01-2, s Eiszeitalter, Mensch (Homo sapiens) Neogen Pliozän 5-2, s Vormenschen (Jung-Tertiär) (Australopithecus) Miozän 23, :07 Ausbreitung der Säuger und Angiospermen (Bedecktsamern) Paläogen Oligozän 34-23,03 00:10 Größere Vielfalt der Säuger (Alt-Tertiär) (Pferde, Wale, Elefanten) Eozän :18 zunehmende Vorherrschaft der Angiospermen, Enstehung der meisten Säuger (Paarhufer, Raubkatzen) Palozän 65, :20 kleine Säugetiere, Vögel, Insekten Mesozoikum Kreide 145,5-65,5 00:45 Blütenpflanzen; Dinosaurier und (Erd-Mittelalter) alle großen Tiere sterben aus Jura 199,6-145,5 01:02 Dinosaurier dominant, Nacktsamer, erste Vögel Trias ,6 01:18 erste Dinosaurier und Säugetiere Nacktsamer Paläozoikum Perm :33 (Erd-Altertum) Karbon 359, :52 Reptilien, weitere Insekten, Aussterben vieler mariner wirbelloser Arten erste Reptilien, Amphibien Wälder aus Gefäßpflanzen, erste Samenpflanzen Devon ,2 02:10 erste Amphibien (Lurche) und Insekten Silur 443, :19 kieferlose Wirbeltiere, Gliederfüßer, erste Landpflanzen Ordovizium 488,3-443,7 02:32 erste Fische (Agnathen), Algen Kambrium ,3 02:49 marine Wirbellose und Pflanzen 5

6 Die geologische Zeitskala Das Präkambrium (vor bis 542 Mio. Jahren) Ära Periode Epoche vor Mio.Jahren 0-24h Wichtige Ereignisse Proterozoikum Neo- Ediacarium :18 Entstehung der ersten Tiere Proterozoikum (marine Wirbellose) (Neues Proterozoikum) Cryogenium :26 Tonium :13 Meso- Stenium :15 Proterozoikum (Mittleres Proterozoikum) Ectasium :18 Calymmium :20 Paläo- Statherium :23 Proterozoikum (Frühes Proterozoikum) Orosirium :41 Rhyacium :00 Siderium :02 Ansammlung von Sauerstoff in der Atmosphäre Archaikum Neo :36 Archaikum Meso :40 Archaikum Paläo :47 älteste bekannte Fossilien Archaikum (Prokaryoten, Algen) Eo :52 Archaikum Hadaikum :00 Entstehung der Erde (Zeitschätzung) 6

7 I. Gemeinsame Einführung Einführungslektion / Der Trilobit (Einzel- und/oder Partnerarbeit) Arbeitsblatt Der rätselhafte Fund (Bildgeschichte), einige Versteinerungen zum Vorzeigen, Schreibpapier Der Schüler erkennt den Sinnzusammenhang der Bildgeschichte und schreibt einen entsprechenden Aufsatz. Das Lernziel ist erreicht, wenn der Schüler die 5 Hauptteile der Bildgeschichte erwähnt: (1) Vier Knaben suchen in einem Steinbruch Versteinerungen. (2) Aus Langeweile hänselt der eine den anderen, indem er ihn mit Steinchen bewirft und dann vor ihm auf einen Felsbrocken flieht. Dabei reißt er im Hochklettern einen Stein los und stürzt. (3) Im Ärger über den Stein tritt er diesen, worauf der Stein aufspringt und eine den Knaben unbekannte Versteinerung freigibt. (4) Die Knaben tragen die Versteinerung nach Hause und fragen ihre Mutter resp. den Lehrer, was es sein könnte, bekommen aber keine Auskunft. (5) Daraufhin gehen sie ins Museum, um sich dort zu informieren. a) Der Lehrer eröffnet der Klasse, dass heute mit der Behandlung eines neuen Lernthemas begonnen wird: Den Namen des Themas möchte ich noch nicht bekannt geben. (Der Ausdruck Saurier sollte noch nicht ins Spiel gebracht werden. Weil der Unterrichtsvorschlag aus systematischen Gründen zunächst auf die evolutionäre Vorgeschichte der Saurier eingeht, die Schüler aber am Thema Dinosaurier brennend interessiert sind, würde ihre Ungeduld auf eine harte Probe gestellt.) Ich kann nur soviel verraten, dass es zunächst die Erlebnisse von vier Knaben betrifft, von Versteinerungen (Fossilien) handelt und was man aus diesen ableiten kann. Weiß jemand, was eine Versteinerung ist? Lektion 1 Material Lernziel Durchführungsvorschlag b) Kurzes Unterrichtsgespräch über Versteinerungen. Evtl. Beispiele zeigen und erklären, was Versteinerungen sind und wie sie entstanden, z.b. Versteinerungen/Fossilien (früher auch Petrefakte genannt) sind Stein gewordene, vorweltliche Lebewesen der erdgeschichtlichen Vergangenheit. Die wichtigsten Grundformen sind: Körperfossilien: Ein Lebewesen (oder Teile von ihm) versteinerte durch das Eindringen mineralischer Lösungen (z.b. kalkhaltiges Wasser) in den Leichnam. Steinkerne: Ein Hohlraum, den ein verwester Leichnam gebildet hat, ist mit der Zeit durch einen Steinkern aufgefüllt worden. Spurenfossilien: Spuren eines Lebewesens, z.b. Fußabdruck, Kot, Nest Einschlüsse in Bernstein: Ein Lebewesen (oder ein Teile von ihm) wurde in Baumharz eingeschlossen. c) Überleiten zur Bildgeschichte: Solche Versteinerungen wie ich sie hier habe, kann man an bestimmten Stellen auch heute noch finden. Es gibt Leute, die solche Versteinerungen sammeln. Ich weiß auch von vier Knaben sie heißen Jirka, Petr, Jenda und Tonik, die Versteinerungen sammeln, und möchte euch nun darüber berichten, was ihnen letzthin bei der Suche widerfuhr. (Das Arbeitsblatt 1 mit der Bildgeschichte Der rätselhafte Fund austeilen/holen lassen.) d) Bildgeschichte falls erforderlich kurz besprechen und dann von den Schülern aufschreiben lassen. e) Nachbesprechung, Korrektur, Reineintrag. 7

8 Der rätselhafte Fund MUSTER 8 HEINEVETTER VERLAG HAMBURG SCOLA VERLAG ZÜRICH ZUR ENTWICKLUNGSGESCHICHTE DER SAURIER Lektion 1: Arbeitsblatt Heinevetter/Hamburg Scola/Zürich 2011 by Heinevetter Lehrmittel GmbH

9 Die Entstehung der Reptilien (Einzel-/Partnerarbeit) 15 Einzelbildchen vom Ausschneideblatt (Bildchen evtl. vergrößert ausschneiden, auf Karton kleben und mit durchsichtiger Folie überziehen.) Ausschneideblatt Die Entstehung der Reptilien, Leim, Schere, Schreibpapier für Reinschrift 9 der 15 Bildchen zeigen, wie sich im Verlauf der Zeiten aus den Molchen die Eidechsen entwickelten. Du sollst diese 9 Bildchen herausfinden. Arbeite so: 1. Lege die Bildchen von 1-15 in eine Reihe. Dann nimmst du die 6 Bildchen weg, die nicht dazugehören. Die verbliebenen Bildchen zeigen, warum einige Molche zu Eidechsen wurden. 2. Klebe dann die 9 richtigen Bildchen untereinander auf ein Blatt und schreibe daneben einen kleinen Bericht, der erklärt, wie es kam, dass im Verlauf von Millionen von Jahren aus Molchen mit der Zeit Eidechsen wurden. 2/R Es gab einmal eine Zeit, da war das Klima feucht und warm. Überall entstanden Sümpfe und Tümpel und die Molche hatten ideale Lebensbedingungen, so dass sie Riesenformen bildeten. 4/E Dann wurde es heißer und die Tümpel trockneten langsam aus. 6/P Zuletzt waren viele Tümpel völlig ausgetrocknet. 7/T Die Molche, welche ohne Feuchtigkeit nicht leben konnten, trockneten ebenfalls aus. 10/I Nur kleinere Formen konnten im spärlichen Schatten von Gräsern und Steinen überleben. 12/L Sie lernten dann die Sonne auszuhalten, ohne zu vertrocknen, indem sie ihre Haut veränderten. 13/I Sie umgaben ihre Eier mit einer harten Schale und konnten sie so in den Sand legen. 14/E Die Jungen schlüpften vollentwickelt und waren nicht mehr auf Wasser angewiesen. 15/N Damit waren die Echsen entstanden, die nun langsam immer größere Formen annahmen. Die richtig aneinandergereihten 9 Bildchen bilden mit ihren Kennbuchstaben das Lösungswort REPTILIEN. Lektion 6 Material pro Klasse pro Schüler Auftrag Lösung 9

10 Die Entstehung der Reptilien 1 E 2 R 3 I 4 E 5 D 6 P 7 T 8 E 9 CH MUSTER 10 I 11 S 12 L 13 I 14 E 15 N 10 ZUR ENTWICKLUNGSGESCHICHTE DER SAURIER Lektion 6: Ausschneideblatt Heinevetter/Hamburg Scola/Zürich 2011 by Heinevetter Lehrmittel GmbH

11 Verschiedene Saurier Pterodactylus Rhamphorhynchus Apatosaurus (auch: Brontosaurus) Struthiomimus Tyrannosaurus Pteranodon Elasmosaurus Protoceratops Tylosaurus MUSTER Styracosaurus Anatosaurus (vormals: Trachodon) Ankylosaurus ZUR ENTWICKLUNGSGESCHICHTE DER SAURIER Lektion 11: Ausschneideblatt Heinevetter/Hamburg Scola/Zürich 2011 by Heinevetter Lehrmittel GmbH

12 Lektion 21 Material Warum starben die Saurier aus? (Einzel-/Partnerarbeit) Bildgeschichte Warum die Saurier aussterben mussten mit 6 Saurier-Bildchen Auftrag Lösungen Jahre lang waren die Dinosaurier die Herren der Erde gewesen. Dann aber, am Ende des Erdmittelalters, starben sie in kurzer Zeit völlig aus. Nur ihre Skelette erinnern noch daran, dass sie einmal da waren. Warum die Saurier ausstarben, wissen die Forscher nicht. Sie vermuten nur, dass wahrscheinlich mehrere Gründe wirksam waren. 1. Betrachte die 6 Bilder genau und versuche daraus abzulesen, welchen möglichen Grund für das Aussterben der Saurier das Bild zeigt. 2. Überlege, welche möglichen Ursachen die wahrscheinlichsten waren, und schreibe dann einen kurzen Bericht darüber. Diesen darfst du mit einer Zeichnung illustrieren. (1) Die Saurier wurden dezimiert, weil ihr Nachwuchs ausblieb. Säuger und kleine Raubsaurier fraßen den großen Sauriern, die keine Brutpflege betrieben, die Eier. Diese Ansicht ist falsch, denn viele Saurier betrieben Brutpflege und 100 Mio. Jahre lebten Saurier und Säuger zusammen. (2) Das Bild zeigt, wie die Saurier durch Menschen ausgerottet wurden. Dieser Grund ist falsch, weil Menschen und Saurier keine Zeitgenossen waren. (3) Der Apatosaurus verhungert: Infolge Klimaveränderung hatte sich die Pflanzenwelt verändert. Die Futterpflanzen der Saurier verschwanden, es entstanden (uns auch heute bekannte) Blütenpflanzen und Bäume und viele waren für den Saurier giftig. (4) Die kaltblütigen Saurier konnten sich vor der klimatischen Abkühlung nicht schützen und verendeten bei Schneefall. Diese Ansicht ist falsch, da es am Ende der Saurierzeit keine Eiszeit gab. Manche Saurier waren wahrscheinlich Warmblüter. (5) Es brachen viel mehr Vulkane aus als sonst. Die Asche und die giftigen Gase der Vulkane zerstörten viele Lebensräume der Saurier. (6) Ein gewaltiger Meteorit (oder Komet) aus dem All schlug auf der Erde ein. In Folge vernichteten weltweite Erdbeben, Flutwellen, Feuersbrünste und monatelange Dunkelheit 75% allen Lebens. 12

13 Warum die Saurier aussterben mussten (1) (2) (3) (4) MUSTER (5) (6) 13 ZUR ENTWICKLUNGSGESCHICHTE DER SAURIER Lektion 21: Bildgeschichte Heinevetter/Hamburg Scola/Zürich 2011 by Heinevetter Lehrmittel GmbH

14 Lektion 26 Abenteuerfilm Reise in die Urwelt Da der Film einen systematischen Einblick in die Erdgeschichte vermittelt und das in der Unterrichtseinheit Erarbeitete anschaulich illustriert, ist seine Vorführung in der Klasse sehr zu empfehlen, kann er doch dazu beitragen, Unklarheiten zu beseitigen, offene Fragen zu beantworten und weiterführende Fragen anzuregen. Reise in die Urwelt (Cesta do pravìku) Tschechischer Kinderfilm über das Abenteuer von vier Jungen, die in die tiefste Vergangenheit reisen. Die jungen Forscher machen sich Gedanken über versteinerte Urtiere. Der Jüngste würde gerne so ein Tier sehen und hat keine Vorstellung von dem Zeitraum, der vergangen ist, seit dieses Meerestier gelebt hat. Deswegen wollen die drei älteren Jungen mit ihm eine Reise auf dem Fluss unternehmen, der in eine Höhle fließt. Und der Fluss bringt sie tatsächlich zunächst in die letzte Eiszeit zurück. Je weiter sie den Fluss herunterfahren, desto mehr fahren sie in der Erdgeschichte zurück, bis sie schließlich am Urmeer angekommen sind. In jeder Zeitepoche begegnen ihnen dabei die verschiedensten Tiere und Pflanzen, die in den jeweiligen Epochen gelebt haben. Dieser Abenteuerfilm nach dem gleichnamigen Roman von Jules Verne ist als DVD erhältlich und in vielen Videotheken ausleihbar, evtl. auch unter dem Titel Reise in die Urzeit. Regie: Karel Zeman FSK: ab 6 Jahren Laufzeit: 80 Minuten Bildformat: 1,33:1 Tonformat: Mono Sprachen: Deutsch, Tschechisch Extras: Laufzeit Bonusmaterial 5 Minuten mit Dokumentation über den Regisseur Karel Zeman Die Zauberwelt des Karel Zeman Internet: Bei der Suche nach Reise in die Urwelt erhalten Sie viele Informationen, u.a. Achtung Als der Film gedreht wurde, hatte man noch andere Vorstellungen von der Urwelt als heute. So tauchen in dem Film einige Tiere auf, die es damals bestimmt noch nicht gab. Andere sind zeitlich nicht richtig eingeordnet. Die Kinder können die Fehler, die sie bemerken, aufschreiben. 14