Module: Een nieuwe soort - v456. CC Naamsvermelding 3.0 Nederland licentie.

Transcriptie

1 Auteur VO-content Laatst gewijzigd 21 July 2016 Licentie CC Naamsvermelding 3.0 Nederland licentie Webadres Dit lesmateriaal is gemaakt met Wikiwijs Maken van Kennisnet. Wikiwijs Maken is een onderdeel van Wikiwijsleermiddelenplein, hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt, vergelijkt, maakt en deelt.

2 Inhoudsopgave Een nieuwe soort Intro Vooraf Eindproduct-Beoordeling Doelen-Concepten Kennisbank Werkwijze Verwerking Stap1 Stap2 Stap3 Stap4 Stap5 Stap6 Stap7 Antwoorden Verwerking Over dit lesmateriaal Pagina 1

3 Een nieuwe soort Intro Lesula 13 september 2012 Biologen beschreven in de afgelopen 24 maanden twee nieuwe apensoorten. Een unieke gebeurtenis, want in de afgelopen 28 jaar was dit nog niet eerder voorgekomen. De Lesula, die vandaag zijn wetenschappelijke naam kreeg, heeft zelfs wel iets weg van een veel bekender apensoort: de mens. Bekijk het filmpje: Met zijn lange, spitse neus en grote ogen is de Lesula een bijzondere verschijning. In 2007 werd de aap, waarvan de wetenschappelijke naam Cercopithecus lomamiens luidt, voor het eerst gezien in de oerwouden van Congo. Wetenschappelijk onderzoek Maar een vreemd uitziende aap direct kwalificeren als nieuwe soort is wetenschappelijk onverantwoord. In de jaren die volgden deden alle mogelijke experts dan ook grondig onderzoek naar de Lesula. Zij constateerden klein, maar statistisch significante verschillen in oogkas en schedel. Pagina 2

4 Welke argumenten hebben wetenschappers om organismen in te delen bij een bepaalde soort Welke kenmerken duiden op verwantschap Hoe construeren ze een stamboom Daarover gaat deze module. In de laatste stap ga je ook zelf een stamboom construeren. Wil je nog meer recent ontdekte soorten zien Bekijk het filmpje: En Linnaeus viert verjaardag met nieuwe soorten. Pagina 3

5 Vooraf Eindproduct-Beoordeling Eindproduct Aan het eind van de module stel je met een groepje een hypothese op over verwantschap en afstamming van een van geslacht hagedissen op de Antillen. Beoordeling Het resultaat van de opdracht wordt in de klas besproken. Doelen-Concepten Leerdoelen Aan het eind van deze module Kun je: beschrijven dat soorten groepen individuen zijn die reproductief van elkaar geïsoleerd zijn; uitleggen dat populaties divergeren door genetic drift, mutatie en selectie; uitleggen dat soorten ontstaan door reproductieve isolatie; uitleggen hoe de verwantschap en afstamming van soorten weergegeven kan worden in de vorm van een cladogram. Pagina 4

6 Deelconcepten Soort, geslacht, cladogram, clade, taxon, homologie, analogie, genetic drift, coevolutie, sympatrische en allopatrische soortvorming. Kennisbank KB: Eencelligen KB: Meercelligen KB: Ordening volgens Linnaeus KB: Verwantschap KB: Soortvorming Werkwijze De module 'Een nieuwe soort' bestaat uit een groot aantal opdrachten. Op bijgaand werkplan kun je invullen welke opdrachten je gedaan hebt. Zo houd je goed overzicht. Download hier het Werkplan 'Een nieuwe soort'. Werkvorm De stappen 1 t/m 6 verwerk je individueel. Je controleert je antwoorden via het scherm en vergelijkt je antwoorden met een klasgenoot. Zo nodig vul je jouw eigen antwoorden aan. Stap 7 is een opdracht voor viertallen. Het resultaat van de opdracht wordt klassikaal besproken. Benodigdheden: Werkblad Anolis Handleiding C14 Dating game Tijd Voor deze module heb je ongeveer 8 slu nodig. Pagina 5

7 Verwerking Stap1 Stambomen Opdracht 1 Ordening volgens Linnaeus In deze module gaan we uit van de ordening van soorten volgens Linnaeus. Lees daarom eerst in de kennisbank: KB: Ordening van soorten Misschien heb je een hond of een kat. Heb je je wel eens verdiept in de afstamming van je huisdier Rechts zie je een gedeelte van de afstammingslijn. Maar hoe lees je zo n stamboom eigenlijk Opdracht 2 Lezen van een stamboom Verwantschap wordt afgebeeld met behulp van een stamboom. Maak de oefening "Stambomen" onderaan de pagina. Opdracht 3 Het begrip clade Een clade is een groep die bestaat uit een gemeenschappelijke voorouder en al zijn afstammelingen. Geef van de volgende figuren aan of de aangegeven groep wel clade betreft. Opdracht 4 Verwantschap Een clade kan dus een paar soorten omvatten of duizenden. Stel dat we vijf soorten vinden: A,B,C,D en E. Hoe zou de verwantschap kunnen zijn Teken enkele mogelijkheden. Pagina 6

8 Opdracht 5 Afstamming Bekijk de volgende stamboom. a. Kun je zeggen dat de mens van de chimpansee afstamt I. ja II. nee b. Welke uitspraak kun je op grond van deze stamboom doen over mens en chimpansee De mens en de chimpansee delen... een gemeenschappelijke. I. wel II. niet Stambomen maken.wikiwijs.nl/p/questionnaire/standalone/ Stambomen Zet de woorden op de juiste plaats in de figuren. gemeenschappelijke voorouder gemeenschappelijke voorouder Pagina 7

9 unieke Beschikbare keuzes: van B en C, van A B en C, voorouder, voorouder van C, afsplitsing soort Stap2 Welke kenmerken kun je gebruiken Om een stamboom te bouwen, verzamelen biologen gegevens over een groot aantal kenmerken. Dat kunnen bijvoorbeeld kenmerken van de bouw zijn, van het gedrag of van het DNA. Niet alle kenmerken zijn even geschikt om verwantschap te bepalen. Opdracht 1 Kenmerken Welke kenmerken zijn geschikt Welke niet Vink de juiste antwoorden aan. Geschikt Minder geschikt Vachtkleur Aantal bloemen Aantal bloemblaadjes per bloem Aantal wervels Aantal ledematen Lichaamsgewicht Eeierleggend Wijze van voortbewegen Aanwezigheid van vleugels Aanwezigheid van kieuwen Pagina 8

10 Opdracht 2 Soorten We willen soorten indelen in groepen. Dan is het belangrijk te weten welke kenmerken ze gemeenschappelijk hebben en in welk kenmerk ze juist van elkaar verschillen. Amfibieën, schildpadden, hagedissen, krokodillen, vogels en zoogdieren hebben vier ledematen. Moderne slangen hebben dat niet, maar soms hebben ze nog wel rudimentaire ledematen. Bekijk de figuur. a. Op een bepaald moment in de evolutie zijn de vier ledematen ontstaan Welk lijntje geeft het juiste moment aan b. Is het kenmerk vier ledematen een goed kenmerk om de dieren binnen deze clade te onderscheiden I. ja II. nee Stap3 Homologie en analogie Pagina 9

11 Onderzoekers kunnen behoorlijk in verwarring gebracht worden door structuren die op elkaar lijken. Wijst overeenkomst in bouw altijd op verwantschap Bekijk de video: Video: Analogie en homologie Opdracht 1 Homoloog of analoog Zijn de volgende structuren Homoloog of analoog a. b. c. d. e. Vleugels van een vogel en van een vleermuis. Vleugels van een libelle en van een vlinder. Vleugels van een vlinder en van een vogel. Vinnen van dolfijnen en armen van een mens. Vinnen van haaien en van dolfijnen. Opdracht 2 Divergent of convergent Verdeel de vragen a t/m h over de klas. Zoek gegevens over de lichaamsbouw, de leefwijze en de afstamming twee genoemde diersoorten. Zoek ook hun wetenschappelijke naam en het geslacht waartoe ze horen. In hoeverre zijn deze dieren verwant Is er sprake van divergentie of convergentie a. b. c. d. e. f. g. h. de zeekoe en de walvis zeemeeuw en albatros pinguin en reuzenalk haas en konijn nandoe en struisvogel dromedaris en kameel kangoeroe en koala merel en lijster Opdracht 3 Poten van insecten Bekijk de figuur specialisaties poten van insecten. a. Zijn de getekende poten homoloog of analoog b. Probeer voor elk dier te achterhalen welke functie de poten hebben gekregen. Pagina 10

12 Is hier sprake van convergentie of divergentie Opdracht 4 De oerplant Maak de oefening "De oerplant" onderaan deze pagina. Opdracht 5 Samenvatting van deze stap Leg nu uit waardoor homologie en analogie zijn te verklaren. Gebruik daarbij ook de woorden convergent en divergent. De oerplant maken.wikiwijs.nl/p/questionnaire/standalone/ Kijk op de afbeelding goed waar wortel, stengel en blad op een knoop zitten. Welke letters zijn homoloog en analoog a = b = c = d = Stap4 Pagina 11

13 We willen niet alleen de afstammingslijnen weten, maar ook de tijd waarin zich de ontwikkeling heeft afgespeeld. Opdracht 1 De evolutie in vijf minuten Bekijk het fragment: Zet de video zonodig stil en noteer enkele gebeurtenissen met jaartallen. Opdracht 2 Stambomen Lees kennisbank: KB: Ontwikkeling van het leven Het tijdsverloop wordt in stambomen soms met de lengte van de lijnen aangegeven. Meestal wordt gekozen voor het aangeven van de relevante perioden in miljoenen jaren. Uitgestorven soorten worden aangegeven met een doodlopende tak. Opdracht 3 Afstamming van de olifant a. In hoeveel jaar speelde de evolutie van de paleomastodont tot de huidige olifanten zich af I. 33 miljoen jaar II. 38 miljoen jaar b. Is de mammoet de voorouder van de huidige olifant I. ja II. nee c. Horen de huidige olifanten tot dezelfde soort I. ja II. nee Zijn de volgende uitspraak juist of niet juist d. Zowel de Aziatische als de Afrikaanse olifant heeft zich ontwikkeld uit de Moeritherium. e. De Wolharige mammoet is uitgestorven in het Pleistoceen. Stap5 Pagina 12

14 Hoe meten we de tijd In drietallen. In de kennisbank heb je drie methoden leren kennen om de evolutionaire tijd te meten: vergelijken van aardlagen en de vondsten daarin de C14 methode de moleculaire klok. In deze stap bekijkt ieder een van de voorbeelden. Daarna leg je (evt aan de hand van de animatie) aan elkaar uit: wat de methode inhoudt wat de methode wel kan opleveren wat de beperkingen van de methode zijn. Opdracht 1 Vergelijken van aardlagen Bekijk tenminste de stappen 1 t/m 7 van de reeks. archserve.id.ucsb.edu Opdracht 2 C14 methode Gebruik deze link phet.colorado.edu Om de C14 methode uit te proberen. Download eerst de handleiding C14 Dating game Opdracht 3 De afstamming van de Neanderthaler Stamt de moderne mens af van de Neanderthaler Gebruik de animatie om deze vraag op te lossen. Stap6 Pagina 13

15 Opdracht 1 Soortvorming Bestudeer de kennisbank: KB: Soortvorming Opdracht 2 Hoofdluis en kleerluis Je hebt het vast ook wel eens meegemaakt in de klas: er heerst hoofdluis. Er worden allerlei maatregelen genomen en meestal is het leed weer snel geleden. In biologische termen gezegd: de parasiet is van zijn gastheer verdreven, de mens staat weer eventjes voor in de eeuwig durende wedstrijd tussen parasiet en gastheer. a. Parasiet en gastheer ontwikkelen zich in een voortdurende wedstrijd. Hoe noem je zo n gezamenlijke ontwikkeling I. adaptie II. aanpassing III. co-evolutie IV. selectie Op de foto's zie je twee luizen, de hoofdluis (Pediculis humanus capitis) en de kleerluis (Pediculis humanus humanus). De hoofdluis leeft vooral op de schedel en kan ongeveer een dag los van de mens overleven. De kleerluis leeft uitsluitend in kleding. Deze luis voedt zich zo nu en dan op een lichaam. De twee soorten zijn nauw verwant. Wetenschappers veronderstelden dat de kleerluis uit de hoofdluis is ontstaan toen de mensen kleren gingen dragen. Dat zou volgens deze wetenschappers ongeveer jaar geleden zijn gebeurd, toen de moderne mens zich vanuit Afrika over de rest van de wereld verspreidde. b. Is hier sprake van sympatrische of allopatrische soortvorming Leg uit. c. Om hun hypothese te toetsen, vergeleken ze het DNA van beide soorten. Als de soorten nauw verwant zijn, wat verwacht je dan te vinden in deze vergelijking Stel dat twee populaties van een soort van elkaar worden gescheiden en er in elke populatie X mutaties per 1000 jaar voorkomen. d. Hoeveel verschillen verwacht je dan tussen het DNA van beide populaties na jaar (Als we er even van uitgaan dat er niet twee mutaties op dezelfde plaats ontstaan.) De wetenschappers maakten op deze manier een berekening en concludeerden dat de hoofdluis en de kleerluis (plus/min ) jaar geleden nog identiek waren. e. Stemmen deze gegevens overeen met hun hypothese Het erfelijk materiaal van luizen uit Afrika toont onderling veel meer verschillen dan dat van luizen uit Pagina 14

16 de rest van de wereld. f. Komt dat overeen met de hypothese dat de mens zich vanuit Afrika verspreid heeft. Andere wetenschappers zijn vooral geïnteresseerd in het moment waarop de mens van een harig wezen veranderde in een kale variant. Zij toonden met dezelfde methode (de zogenaamde moleculaire klok) aan dat de mens zijn lichaamshaar ongeveer 1,2 miljoen jaar geleden verloor. Ze gebruikten daarvoor een gen voor de aanmaak van pigment dat beschermt tegen UV. Bij chimpansees is dat gen heel variabel, het maakt kennelijk niet uit welke variant de dieren hebben. g. Leg uit waardoor dat gen bij de chimpansee variabel is en bij de mens niet. Onder de bewoners van Afrika komt er weinig variatie in dit gen voor. h. Leg uit dat juist in Afrika de varianten van het gen die minder pigment opleveren, ongunstig zijn. Stap7 Afronding In deze laatste opdracht ga je een hypothese opstellen over verwantschap en afstamming van een geslacht van hagedissen op de Antillen. Download daarvoor hier het werkblad Anolis. Pagina 15

17 Antwoorden Verwerking Stap 1 Opdracht 3 Het begrip clade Opdracht 4 Verwantschap Opdracht 5 Afstamming a. b. II. nee I. wel Stap 2 Opdracht 1 Kenmerken Geschikt Minder geschikt vachtkleur Aantal bloemen Aantal bloemblaadjes per bloem Aantal wervels Aantal ledematen Lichaamsgewicht Eeierleggend Wijze van voortbewegen Aanwezigheid van vleugels Aanwezigheid van kieuwen Pagina 16

18 Opdracht 2 Soorten a. Zoals de onderste figuur met vijf lijntjes. Er is maar een goed (zie bovenste figuur). b. II. nee Stap 3 Opdracht 1 Homoloog of analoog a. Vleugels van een vogel en van een vleermuis. Homoloog b. Vleugels van een libelle en van een vlinder. Homoloog c. Vleugels van een vlinder en van een vogel. Analoog d. Vinnen van dolfijnen en armen van een mens. Homoloog e. Vinnen van haaien en van dolfijnen. Analoog Opodracht 3 Poten van insecten a. Homoloog. b. Convergentie. Opdracht 5 Samenvatting van deze stap Homologie is het gevolg van het hebben van dezelfde voorouder en dus dezelfde structuur. De ontwikkeling daarna is divergent. Analogie is het gevolg van de aanpassing van de soort aan bepaalde omstandigheden of leefwijze. De ontwikkeling is convergent. Stap 4 Opdracht 3 Afstamming van de olifant a. I. 33 miljoen jaar b. II. nee c. II. nee d. niet juist e. juist Pagina 17

19 Stap 6 Opdracht 2 Hoofdluis en kleerluis a. III. co-evolutie b. Sympatrisch, ze specialiseerden zich op verschillende manieren terwijl er geen sprake was van isolatie. c. Het DNA zal veel overeenkomsten vertonen. d. In beide populaties 50 X mutaties, dus 100 X verschillen. e. Ja, jaar ligt binnen de marge. f. Ja, de populaties in Afrika zijn ouder en er is dus meer tijd geweest om te muteren. g. Bij chimpansee treedt geen selectie voor dit gen op; hun vacht beschermt al voldoende tegen UV. h. In Afrika is UV sterk, er is dus selectie op voldoende bescherming door pigment. Pagina 18

20 Antwoorden Antwoorden: Stambomen 1 Stambomen Zet de woorden op de juiste plaats in de figuren. afsplitsing soort voorouder gemeenschappelijke voorouder van A B en C gemeenschappelijke voorouder van B en C unieke voorouder van C Aantal punten juist antwoord: 1 Antwoorden: De oerplant 1 Kijk op de afbeelding goed waar wortel, stengel en blad op een knoop zitten. Welke letters zijn homoloog en analoog Pagina 19

21 a = b = c = d = Juist antwoord: Pagina 20

22 Kijk op de afbeelding goed waar wortel, stengel en blad op een knoop zitten. Welke letters zijn homoloog en analoog a = analoog b = homoloog c = homoloog d = homoloog Aantal punten juist antwoord: 4 Pagina 21

23 Over dit lesmateriaal Colofon Auteur VO-content Laatst gewijzigd 21 July 2016 om 16:10 Licentie Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 3.0 Nederlands licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding vrij bent om: het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden. Meer informatie over de CC Naamsvermelding 3.0 Nederland licentie Aanvullende informatie over dit lesmateriaal Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar: Leerniveau VWO 6; VWO 5; Leerinhoud en Biologie; Verwantschap tussen soorten; Evolutie; Geschiedenis van het leven; doelen Eindgebruiker leerling/student Moeilijkheidsgraad gemiddeld Studiebelasting Pagina 22 8 uur en 0 minuten