Pflanzenkunde Samenausbreitung

Transkript

1 Interaktion & differenziertes Arbeitsmaterial Didaktische FWU-DVD Pflanzenkunde Samenausbreitung Biologie Klasse 5 7 Trailer ansehen

2 Schlagwörter Ameisen; Amsel; Anemochorie; Artenvielfalt; Autochorie; analyse; Biodiversität; Blütenpflanzen; Duftstoff; Eichen; Eichhörnchen; Elaiosom; Experiment; Filmanalyse; Forstwirtschaft; Fortpflanzung; Frucht; Gleitflieger; Haarflieger; Hemerochorie; Herbst; Hydrochorie; Kartoffel; Klatschmohn; Löwenzahn; Lupine; Mutterpflanze; Nagetiere; Naturlandschaft; Ökologie; Ökosystem; Propellerflieger; Regenwurm; Samen (Pflanzen); Samenausbreitung; Schirmflieger; See; Semachorie; Springkraut; Sumpfdotterblume;Tanne; Topinambur; Wachstum (Biologie); Wald; Wasserpflanzen; Wiese; Wild; Wind; Zoochorie Systematik Biologie Geographie Botanik Blütenpflanzen Zoologie Gestalt und Bau; Verhalten Ökologie Biodiversität, Artenvielfalt Biogeographie Vegetationsgeographie 2

3 Zum Inhalt Samenausbreitung (Film 11 min) In den Wissensblöcken werden die verschiedenen Themen anschaulich und tiefer gehend erklärt. Das Ziel des Films ist es, den Schülerinnen und Schülern die verschiedenen Möglichkeiten der Samenausbreitung bei Blütenpflanzen näherzubringen und ihre Gemeinsamkeiten sowie Unterschiede aufzuzeigen. Besonders wird die Ausbreitung durch Tiere und den Menschen angesprochen, aber auch andere Strategien, zum Beispiel durch Wasser, den Wind oder mithilfe der Pflanze selbst, werden dargestellt. Grundsätzlich wird auch die Frage geklärt, warum es für die Natur- und Kulturlandschaft unabdingbar ist, dass sich Samen möglichst weit entfernt von der Mutterpflanze ausbreiten müssen. Filmsequenzen Warum müssen sich Samen ausbreiten? (1:00 min) Diese erste Filmsequenz zeigt anhand einiger herbstlicher er die Welt der Pflanzen gegen Ende des Fortpflanzungszyklus. Samen und Früchte sind nun reif. Würden sie einfach unter der Mutterpflanze zu Boden fallen und auskeimen, würden sie miteinander und mit der Mutterpflanze um Platz, Licht, Wasser und Mineralstoffe konkurrieren. Aufgrund der räumlichen Nähe wäre es überdies wahrscheinlich, dass sich die Pflanzen gegenseitig bestäuben und befruchten, was zur Verringerung der genetischen Variabilität (Inzucht) führen würde. Die während der Evolution entstandene Strategie, sich von der Mutterpflanze zu entfernen, nennt man Ausbreitung. Ausbreitung durch Tiere (3:30 min) Große, nährstoffreiche Samen und Früchte sind für Nagetiere, z. B. Eichhörnchen, interessant. Diese sammeln Nüsse und legen in Verstecken einen Wintervorrat an. Nicht alle Nüsse werden wieder gefunden, sodass die Samen keimen und zu neuen Pflanzen heranwachsen können. Eher unbekannt, aber sehr wichtig ist die Ameisenausbreitung (Myrmekochorie) vieler Pflanzen, z. B. des Lerchensporns. Angelockt von Duftstoffen, z. B. der Ricinolsäure, schleppen Ameisen den Samen dieser Pflanzen zu ihrem Bau. Diese Samen tragen ein fetthaltiges Anhängsel, das Elaiosom, welches die Ameisen fressen oder verfüttern. Manchmal verlieren sie die Samen auf der Ameisenstraße 3

4 oder fressen das Elaiosom auf dem Weg zum Bau und lassen den Samen einfach liegen. Wesentlich bekannter ist das Fressen der Früchte und Ausscheiden der unverdaulichen Samen mit dem Kot an Stellen entfernt von der Mutterpflanze (Endozoochorie). Neben Vögeln sind hier wild lebende Säugetiere die Hauptakteure. Rotwild kann Samen so über viele Kilometer verbreiten. Bei den standorttreuen Vögeln sind die Ausbreitungsdistanzen weit geringer und gehen kaum über 50 Meter hinaus. Auch Regenwürmer spielen bei dieser Ausbreitungsart eine wichtige Rolle. Sie sind extrem zahlreich und durchwühlen ständig den Boden. Dabei fressen sie und scheiden die Samen mit ihren Kothäufchen wieder aus. Eine weitere Möglichkeit ist die Anhaftung (Epizoochorie) der Samen und Früchte an Fell. Hierzu dienen Widerhaken, Grannen und Borsten. Sehr gut geeignet ist hierzu das Schaffell. Ausbreitung durch den Wind (1:30 min) Die Sequenz zeigt zunächst das wohl bekannteste Phänomen der Windausbreitung, die Pusteblume und die fliegenden Früchte des Löwenzahns. Doch nicht nur Schirmflieger nutzen den Wind als Transportmedium, es reicht bereits, leicht zu sein und ein Büschel weicher Haare zu haben. So werden Weidensamen sehr weit ausgebreitet. Viele Bäume bilden Samen mit Tragflächen oder Flügeln. Als Beispiele werden die Propellerfrüchte des Ahorns gezeigt. Birken dagegen produzieren Gleitflieger Samen mit zwei Tragflächen, die sich wie ein Segelflugzeug verhalten. Selbstausbreitung (1:00 min) Lupinen besitzen nicht nur sehr auffällige Blüten- und Fruchtstände, auch die Ausbreitung ihrer Samen durch explodierende Hülsen ist nicht unspektakulär. Die Spannung der Hülse oder Kapsel der Lupine steigt mit der Trockenheit an. Neben diesen Austrocknungsstreuern gibt es auch Saftdruckstreuer wie das Springkraut. Reifen solche Früchte heran, wird der Druck des Zellsafts in den Zellen der Fruchtwände größer. Schließlich sind sie so angeschwollen, dass sie explosionsartig aufreißen und dadurch ihre Samen wegschleudern. 4

5 Die reifen Samen des Klatschmohns befinden sich in Kapseln, die sich oben wie ein Salzstreuer öffnen. Wenn die Kapseln an langen Stängeln sitzen und hohe Windstärken herrschen, können Mohnsamen bis zu drei Metern ausgestreut werden. Ausbreitung durch Wasser (0:50 min) Pflanzen, die im oder am Wasser leben, besitzen häufig schwimmfähige Samen oder Früchte. Die Gelbe Teichrose besitzt Samen, die von lufthaltigem Schleim umgeben sind und durch Wasser ausgebreitet werden. Regenschwemmlinge wie die Sumpfdotterblume, die in Sumpfwiesen wächst, lassen ihre Samen durch die einfallenden Regentropfen einfach wegschwemmen. Ihre Samen schwimmen, weil sie lufthaltig sind. Ausbreitung durch den Menschen (2:00 min) Menschen haben durch die Vegetation die Erde grundlegend beeinflusst. Sie handelten schon vor langer Zeit mit Samen und Früchten aus anderen Teilen der Erde. Diese bauten sie als Nahrungspflanzen, Heilpflanzen oder Futterpflanzen an. Manche dieser Pflanzen haben die ursprüngliche Bedeutung verloren, sich hier aber als Wildkräuter etabliert. Eine aus Nordamerika eingeführte Pflanze ist der Topinambur, der als Kohlenhydrat-Quelle angebaut und immer noch genutzt wird. Seine Rolle als Nahrungsquelle hat er allerdings an die aus Peru und Chile eingeführte Kartoffel verloren, welche wesentlich ergiebigere Knollen liefert. Bei der Einführung und dem Handel mit Saatgut kam es auch zu blinden Passagieren, unerwünschten Saatgutbegleitern z. B. dem Klatschmohn. Die Samen der Wegeriche, die man auf vielen Wegen findet, werden bei Nässe klebrig und haften an Schuhen oder Autoreifen. Auch moderne Verkehrsmittel sind rollende Sähmaschinen. Züge führen immer Samen mit sich, zum Beispiel die des Storchschnabels. Auch an Autoreifen haften Samen und Früchte. Funktion der Samenausbreitung (0:30 min) Diese Sequenz fasst zum Schluss nochmals die wichtigsten und verschiedenen Samenausbreitungsarten zusammen und weist auf die Bedeutung in der Naturund Kulturlandschaft hin. 5

6 Interaktion Welche Samen kann der Wind ausbreiten? Diese Interaktion ermöglicht den Schülerinnen und Schülern, die unterschiedlichen Ausbreitungsarten von Samen durch den Wind und die individuelle Angepasstheit der Pflanzen daran kennenzulernen. er Ausbreitung durch Säugetiere (3 er) Auf diesen ern sind äsende Rehe, ein Nüsse vergrabendes Eichhörnchen sowie Samen im Fell eines Schafs zu erkennen. Ausbreitung durch Vögel () Dieses zeigt eine Ebereschenfrüchte fressende Amsel. Ausbreitung durch Ameisen (3 er) Auf den ersten beiden ern kann man Samen mit dem Elaiosom sehen, zuerst ohne, dann mit Beschriftung (Info ein). Im dritten transportiert eine Waldameise einen Samen zu ihrem Nest. Ausbreitung durch den Wind: Löwenzahn Schirmflieger () Dieses zeigt die Frucht des Löwenzahns mit seinen Schirmchen, die durch den Wind ausgebreitet werden. Ausbreitung durch den Wind: Weide Haarflieger () Dieses zeigt Weidesamen mit ihren Haaren, die durch den Wind ausgebreitet werden. Ausbreitung durch den Wind: Ahorn Propellerflieger () Dieses zeigt Ahornfrüchte am Baum, die aufgrund ihrer Flügel wie Propeller vom Baum zum Boden trudeln. Ausbreitung durch den Wind: Birke Gleitflieger () Dieses zeigt Birkensamen am Baum, die mit kleinen Flügeln langsam vom Baum zum Boden segeln. Ausbreitung durch den Wind: Tanne Gleitflieger (2 er) Diese er zeigen Samen der Tanne, einmal noch als Zapfen am Baum zusammenhängend und einmal nachdem sie einzeln mit kleinen Flügeln langsam vom Baum zum Boden gesegelt sind am Boden liegend. Selbstausbreitung: Schleudermechanismus Lupine (3 er) Die drei er der Lupine zeigen den Verlauf von einer blühenden Lupine über reife Fruchthülsen bis zu aufgeplatzten 6

7 Fruchthülsen mit darin enthaltenen Samen zum Ausbreiten über den Schleudermechanismus. Selbstausbreitung: Schleudermechanismus Springkraut (2 er) Die zwei er des Springkrauts zeigen den Verlauf vom blühenden Springkraut zur aufgeplatzten Fruchthülse mit darin enthaltenen Samen zum Ausbreiten über den Schleudermechanismus. Selbstausbreitung: Streumechanismus Klatschmohn (3 er) Die drei er des Klatschmohns zeigen den Verlauf von einer Mohnblüte über reife Mohnkapseln bis zu den über den Streumechanismus ausgebreiteten Samen. Ausbreitung durch Wasser: Schwimmende Samen () Auf diesem sind im Wasser schwimmende Samen dargestellt. Ausbreitung durch den Menschen: Storchschnabel () Dieses zeigt den Storchschnabel, eine typische Pflanze, deren Samen von Zügen als rollende Sähmaschinen ausgebreitet werden und somit teilweise weit entfernt vom Ursprungsort auskeimen. Ausbreitung durch den Menschen: Autoreifen als Träger von Samen () Anhand dieses s lässt sich erkennen, dass an Autoreifen Samen, zum Beispiel die des Wegerichs, haften bleiben und so ausgebreitet werden können. Bezug zu Lehrplänen und ungsstandards Die Schülerinnen und Schüler erklären die Notwendigkeit der Ausbreitung von Samen und Früchten für den Erhalt der Blütenpflanzen; erläutern die Beziehungen zwischen Struktur und Funktion der einzelnen Teile der jeweiligen Ausbreitungseinheit; systematisieren die Vielfalt der Samenund Fruchttypen, indem sie morphologische Merkmale vergleichen, Gemeinsamkeiten und Unterschiede entdecken und den Ausbreitungsmechanismen zuordnen; vergleichen die verschiedenen Ausbreitungsmechanismen miteinander und erläutern die Unterschiede hinsichtlich der Angepasstheit von Pflanzen an verschiedene Umweltbedingungen; 7

8 vergleichen verschiedene Samenbzw. Fruchttypen und stellen den Zusammenhang zwischen Struktur und Funktion von Früchten und Samen für die Ausbreitung dar; wenden die naturwissenschaftlichen Arbeitsweisen des Betrachtens, Beobachtens und Vergleichens im Rahmen der Zuordnung von Samen und Früchten an die verschiedenen Ausbreitungsarten an; planen einfache Experimente zu verschiedenen Ausbreitungsmechanismen, führen diese durch und stellen die Ergebnisse fachgerecht dar; werten Informationen aus verschiedenen Quellen (Film, Schemazeichnung, Realobjekte) aus und wenden sie zur Erläuterung der Fortpflanzung und Entwicklung von Pflanzen an; erarbeiten sich eine Modellvorstellung von den charakteristischen Kennzeichen verschiedener Angepasstheiten der Samen und Früchte an die Ausbreitungsmedien und setzen diese in Struktur- oder Funktionsmodelle um; nehmen ihre Umwelt mit der Vielfalt der heimischen Pflanzenwelt als schützenswerten Lebensraum wahr. Didaktische Hinweise Die vorliegende Produktion Samenausbreitung ist überwiegend für den Einsatz in der Unterstufe (Mittel-, Realschule oder Gymnasium) konzipiert. Adressatengerecht aufgearbeitet wurde die Produktion für die Altersklasse der 5. bis 7. Jahrgangsstufe. Die Produktion kann im Rahmen der folgenden Themenschwerpunkte eingesetzt werden: Notwendigkeit und Funktion der Samenausbreitung für den Erhalt von Blütenpflanzen Vergleich der Formen der Samenausbreitung mit unterschiedlicher Anpassung der Pflanzen an verschiedene Umweltbedingungen Ausbreitung durch Tiere Ausbreitung durch Wasser Ausbreitung durch Wind Verschiedene Arten von windausgebreiteten Samen Ausbreitung durch menschliches Handeln Selbstausbreitung durch Schleuderund Streumechanismen Schutz von Blütenpflanzen in ihrer Umgebung 8

9 Arbeitsmaterial Als Arbeitsmaterial steht Ihnen im ROM- Teil ein umfangreiches Angebot an ergänzenden Materialien zur Verfügung (siehe Tabelle). Die Arbeitsblätter liegen als PDF- und Word-Dateien vor. Die Word-Dateien können bearbeitet und so individuell an die Unterrichtssituation angepasst werden. Ordner Didaktische Hinweise Arbeitsblätter (mit Lösungen) Materialien Hinweise zum Einsatz des Films, der Filmsequenzen, der Interaktion und der er sowie den ergänzenden Arbeitsmaterialien 1.1) Das große Krabbeln 1.2) Das große Krabbeln (für Experten) 2) Flugfrüchte 3.1) Was kann die Frucht des Löwenzahns? 3.2) Was kann die Frucht des Löwenzahns? (für Experten) 4.1) Wer macht was? 4.2) Wer macht was? (für Experten) 5) Sei kreativ! Interaktion Welche Samen kann der Wind ausbreiten? er Filmtext Programmstruktur Weitere Medien Produktionsangaben Ausbreitung durch Säugetiere, Vögel und Ameisen (7 er) Ausbreitung durch den Wind (6 er) Selbstausbreitung Schleudermechanismus bei Lupine und Springkraut (5 er) Selbstausbreitung Streumechanismus beim Klatschmohn (3 er) Ausbreitung durch Wasser: Schwimmende Samen () Ausbreitung durch den Menschen (2 er) Filmtext zum Film als PDF-Dokument Übersicht über den Aufbau der DVD Informationen zu ergänzenden FWU-Medien Produktionsangaben zur DVD und zum Film 9

10 Pflanzenkunde: Programmstruktur Pflanzenkunde Samenausbreitung Programmstruktur Hauptmenü Untermenüs Samenausbreitung Samenausbreitung Ausbreitung durch Tiere Ausbreitung durch den Wind Selbstausbreitung Ausbreitung durch Wasser Ausbreitung durch den Menschen Arbeitsmaterial Pflanzenkunde Samenausbreitung Film 11 min Sequenzen Sequenz/er Sequenz/er Sequenz/er Sequenz/ Sequenz/ Samenausbreitung Warum müssen sich Samen ausbreiten? 1:00 min Funktion der Samenausbreitung 0:30 min Ausbreitung durch Tiere Ausbreitung durch Tiere 3:30 min Ausbreitung durch Säugetiere und Vögel 4 er Ausbreitung durch Ameisen 2 er Ausbreitung durch den Wind Ausbreitung durch den Wind 1:30 min Löwenzahn Schirmflieger Weide Haarflieger Ahorn Propellerflieger Birke Gleitflieger Selbstausbreitung Arbeitsmaterial Didaktische Hinweise 5 Arbeitsblätter 1 Interaktion 24 er Filmtext Programmstruktur Weitere Medien Produktionsangaben Selbstausbreitung 1:00 min Schleudermechanismus Lupine 3 er Schleudermechanismus Springkraut 2 er Streumechanismus Klatschmohn 3 er Ausbreitung durch Wasser Ausbreitung durch Wasser 0:50 min Schwimmende Samen Ausbreitung durch den Menschen Ausbreitung durch den Menschen 2:00 min Autoreifen als Träger von Samen 10

11 Produktionsangaben Pflanzenkunde: Samenausbreitung (DVD) Produktion FWU Institut für Film und, 2017 DVD-Konzept Susanne Oberleitner DVD-Authoring und Design TV Werk GmbH im Auftrag des FWU Institut für Film und, 2017 nachweise Coverbild: istock / BrianAJackson weitere er: FWU Institut für Film und Arbeitsmaterial Dr. Christine Fischer Begleitheft Susanne Oberleitner Pädagogische Referentin im FWU Susanne Oberleitner Produktionsangaben zum Film Samenausbreitung Produktion Blockhaus Filmproduktion im Auftrag des FWU Institut für Film und, 2017 Buch, Regie, Kamera & Schnitt Malte Blockhaus Sprecher Wolfgang Berger Ergänzende Aufnahmen, lizenziert durch Shutterstock Fachberatung Dr. Christine Fischer Wir bedanken uns bei allen Beteiligten für die freundliche Unterstützung, besonders bei Christian-Albrechts-Universität, Kiel; Botanischer Garten, Kiel; Schleswig-Holsteinische Landesforsten; Wildpark Eekholt; Bioland Hof Großholz; Schafhof Haby Dr. Martin Nickol; Sina Ehlers; Rainer Mertens; Peter Furck; Ilona Ebel Redaktion Susanne Oberleitner Nur stellen/medienzentren: öv zulässig 2017 FWU Institut für Film und in Wissenschaft und Unterricht gemeinnützige GmbH Geiselgasteig Bavariafilmplatz 3 D Grünwald Telefon (089) Telefax (089) info@fwu.de vertrieb@fwu.de Internet 11

12 Didaktische FWU-DVD Pflanzenkunde: Samenausbreitung Blütenpflanzen können nur dann neue Standorte besiedeln, wenn sich ihre Samen und Früchte möglichst weit von der Mutterpflanze weg ausbreiten. Diese Ausbreitung wird durch verschiedenste Tiere, den Wind, das Wasser oder durch spezielle Mechanismen der Pflanzen selbst gewährleistet. Auch der Mensch spielt hierbei eine wesentliche Rolle. Der Film vermittelt die Faszination der Ausbreitungsbiologie in unserer Natur- und Kulturlandschaft. Laufzeit 11 min Klasse 5 7 Sprache Film 1 Filmsequenzen 7 Arbeitsblätter 5 DE er 24 Interaktion 1 Kompetenzerwerb: Die Schülerinnen und Schüler erklären die Notwendigkeit der Ausbreitung von Samen und Früchten für den Erhalt der Blütenpflanzen; vergleichen die verschiedenen Ausbreitungsmechanismen miteinander und erläutern die Unterschiede hinsichtlich der Angepasstheit von Pflanzen an verschiedene Umweltbedingungen; vergleichen diverse Samen- bzw. Fruchttypen und stellen den Zusammenhang zwischen Struktur und Funktion von Früchten und Samen für die Ausbreitung dar. Ausführliche didaktische Hinweise finden Sie im Arbeitsmaterial. Lehrprogramm gemäß 14 JuSchG Themen Klasse 5 7 Warum müssen sich Samen ausbreiten? Ausbreitung durch Tiere Ausbreitung durch Wind Selbstausbreitung Ausbreitung durch Wasser Ausbreitung durch den Menschen Funktion der Samenausbreitung GEMAFREI FWU Institut für Film und in Wissenschaft und Unterricht ggmbh Bavariafilmplatz Grünwald Telefon +49 (0) Telefax +49 (0) info@fwu.de Bestell-Hotline: +49 (0) vertrieb@fwu.de