OVER EVOLUTIE De theorie en haar betekenis voor ons Docentenhandleiding

Transcriptie

1 OVER EVOLUTIE De theorie en haar betekenis voor ons Docentenhandleiding TYPERING MODULE Ontwikkeld voor havo 5 en/of vwo 4 Leerstofgebied Biologische eenheid: organismen, biodiversiteit, evolutie Omvang 13 lessen van 50 minuten [plus een contexttoets] Didactische typering Leerlingen leren de kern (mutatie, variatie, selectie, soort en aanpassing) van de neodarwinistische evolutietheorie in zes contexten, waaronder de taxonoom, de paleontoloog, de museummedewerker, en een viskweker. Er is een leefwereldcontext over de evolutietheorie en betekenis daarvan voor de leerling zelf. Bijzondere werkvormen zijn simulaties (viskweker, selectiespel). Docentenhandleiding OVER EVOLUTIE Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap

2 Dit lesmateriaal is ontwikkeld door docenten van de Havo Notre Dame des Anges te Ubbergen. Auteurs: Rob van Woerkom, Horst Wolter en Marcel Kamp Disclaimer In het kader van de vernieuwing van het vak Biologie zijn door docenten van de volgende scholen met behulp van subsidie van het Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap en in samenwerking met de Commissie Vernieuwing Biologie Onderwijs (CVBO), modules ontwikkeld. Candea college CSG Dingstede Schoter Scholengemeenschap Havo Notre dame des Anges Cartesius Lyceum Jac. P. Thijsse College Segbroek College Het auteursrecht op de modules berust bij het Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap. OCW is derhalve de rechthebbende zoals bedoeld in de hieronder vermelde creative commons licentie. SLO (nationaal expertise centrum leerplanontwikkeling) heeft toestemming verkregen van OCW om de modules onder de hierna vermelde creative commons licentie te publiceren. SLO is niet verantwoordelijk voor de totstandkoming, inhoud en didactiek van de modules en om die reden aanvaardt SLO geen enkele aansprakelijkheid voor onjuistheden en/of onvolledigheden in de modules en/of enige schade, voortkomend uit (het gebruik van) deze modules. Bij de ontwikkeling van de modules is wellicht gebruik gemaakt van materiaal van derden. SLO aanvaardt geen enkele aansprakelijkheid voor eventuele inbreuk die op rechten van derden is gemaakt. Mochten er personen of instanties zijn die rechten menen te kunnen doen gelden op tekstgedeeltes, illustraties, enz. van een module, dan worden zij verzocht zich in verbinding te stellen met OCW. Voor deze module geldt de Creative Commons Licentie: Naamsvermelding-NietCommercieel-GeenAfgeleideWerken 3.0 Nederland ( Deze licentie houdt in dat een gebruiker het werk mag kopiëren, verspreiden en doorgeven mits de gebruiker de naam van de rechthebbende vermeldt, de gebruiker het werk niet voor commerciële doeleinden gebruikt en de gebruiker het werk niet bewerkt. Een gebruiker die het werk wil bewerken en/of verspreiden in bewerkte vorm al dan niet voor commerciële doeleinden dient zich in verbinding te stellen met OCW. Docentenhandleiding OVER EVOLUTIE Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap

3 INHOUD pagina 1. Kort overzicht van de lessenserie en de gebruikte contexten 3 2. Plaats in examenprogramma 5 3. Eindtermen 6 4. Benodigde voorkennis en -vaardigheden 6 5. Overzicht leerlingenmateriaal 6 6. Lesoverzicht 7 7. Rol van het boek 8 8. Bronnen van materiaal 8 9. Uitgebreide omschrijving van de lessen met didactische aanwijzingen 9 1. Kort overzicht van de lessenserie en de gebruikte contexten De lessenserie begint met een korte inleiding, waarin de centrale vraag van deze module wordt geformuleerd, gevolgd door 10 hoofdstukken plus een toetscontext. Negen hoofdstukken gaan uitsluitend over biologische zaken, kennis die nodig is om een redelijk goed beeld te krijgen van de huidige evolutietheorie. In deze hoofdstukken wordt een betrekkelijk groot aantal contexten gebruikt. Eén leefwereldcontext aan de start over het zien van variatie binnen een soort. Er worden drie onderzoekscontexten gebruikt: een (licht uitgewerkte) van de taxonoom, een van de paleontoloog en een van het inrichten van een museum, en één beroepscontext: een viskweker. Daarnaast zijn er bijzondere werkvormen in de vorm van simulaties (viskweker, kralenspel over natuurlijke selectie). Tenslotte komt de geschiedenis van de biologie aan de orde in een hoofdstuk over Darwin en Lamarck. Het tiende hoofdstuk is van een andere orde. Dit hoofdstuk laat leerlingen zien welke betekenis de evolutietheorie kan hebben voor hun kijk op hun bestaan, het leven. Leerlingen leren in deze leefwereldcontext zien wat de implicaties (kunnen) zijn van deze kennis. Docentenhandleiding OVER EVOLUTIE Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap

4 Hoofdstuk Concept(en) Korte inhoud van de les in de vorm van vragen (plus de contexten / bijzondere werkvormen) Centrale vraag Hier wordt de centrale vraag van deze module gesteld. 1 variaties Welke betekenis kan variatie in een leerlingenpopulatie hebben? (Context 1 Leefwereld) 2 biodiversiteit, soorten, aanpassingen. 3 variatie, selectie, soortsvorming Welke verschillende soorten dieren en planten vind je in je eigen omgeving? Hoe zou je een ordening daarin kunnen aanbrengen? (Context 2 Taxonoom) Hoe ontwikkel je kunstmatig nieuwe varianten? (Context 3 Viskweker) 4 fossielen Kun je aan de hand van een fossiel skelet en zijn vindplaats het leven van dit dier reconstrueren? (Context 4 Paleontoloog) 5 soorten, variatie, selectie, fossielen, biodiversiteit Hoe maak je een stamboom? (Vervolg Context 4) 6 variaties, selectie, Hoe verandert door selectie de varia- mutatie tiebreedte van een populatie? Wat is het effect van mutatie en variantenvorming voor een populatie? (Simulatiespel) 7 aanpassing Kun je de verschillende betekenissen van het concept aanpassing in verschillende situaties herkennen? (Betekenisonderhandeling) 8 soortsvorming Hoe luidt evolutietheorie van Lamarck, hoe luidt evolutietheorie van Darwin? Waarom denken veel mensen Lamarckiaans? (Geschiedenis van de biologie) 9 homologie Hoe hebben verschillende menselijke organen zoals ledematen, hart, hersenen, vruchtvliezen zich in de loop van de evolutie ontwikkeld? (Context 5: Museum) 10 mensheid Hoe kun je vanuit een evolutieperspectief kijken naar bijvoorbeeld de positie van de mens in de natuur? Waarom kunnen we wel van mensheid, nooit van dolfijnheid of hondheid spreken? (Context 6: Betekenis verlenen.) Lijn van de module In de komende vier hoofdstukken worden leerlingen geconfronteerd met verschijnselen verschillende vormen van biodiversiteit Leerlingen bestuderen variaties binnen een soort We zien een grote soortenrijkdom in de natuur. Kun je daarin een ordening aanbrengen? Waarop berust zo n ordening? Kunstmatige variatie en selectie, op weg naar een nieuwe soort? Soortenrijkdom in het verleden. Recapitulatie van vorige hoofdstukken en uitzicht naar volgende hoofdstukken. Leerlingen behandelen die vragen via het kralenspel dat in groepen gespeeld wordt. Leerlingen bekijken aan de hand van Powerpoint beelden verschillende situaties. De stap van variatie naar soortsvorming doen we doen door in een schakelles twee figuren naar voren te brengen: Lamarck en Darwin. Een tentoonstelling wordt gemaakt op basis van vergelijkend onderzoek. Het wordt duidelijk dat ook het menselijk bouwplan een lange historie kent. Kennis van de darwinistische evolutietheorie geeft een mogelijkheid op andere wijze naar een aantal zaken te kijken. We hebben hier dus te maken met een leefwereldcontext. Docentenhandleiding OVER EVOLUTIE Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap

5 2. Plaats in examenprogramma De belangrijkste concepten zijn GEEL gearceerd, de concepten die er ook bij betrokken worden zijn GRIJS gearceerd. De concepten die alleen voor vwo gelden zijn van een (v) voorzien. *: de module leent zich voor uitbreiding met dit concept SYSTEEMEIGENSCHAP Molecuul Biologische eenheid Zelfregulatie Zelforganisatie Interactie Reproductie Evolutie DNA Eiwitsynthese Genexpressie Genregulatie Interactie met (a-)biotische factoren DNA-replicatie Mutatie Recombinatie Variatie Cel Cel Homeostase Transport Assimilatie Dissimilatie Celdifferentiatie Celcommunicatie (v) Interactie met (a-)biotische factoren (v) Celcyclus Ontstaan van het leven (v) Orgaan (- systeem) Orgaan Ademhaling Vertering Uitscheiding Transport ORGANISATIENIVEAU Organisme Prokaryoot Eukaryoot Virus Homeostase Fotosynthese Ademhaling Vertering Uitscheiding Transport Afweer Beweging Hormonale regulatie Neurale regulatie Waarneming Levenscyclus Gedrag Interactie met (a-)biotische factoren Voortplanting Erfelijke eigenschap Populatie Populatie Gedrag Interactie met (a-)biotische factoren Variatie Selectie Soortvorming Ecosysteem Ecosysteem Energiestroom Kringloop Dynamiek Evenwicht Dynamiek Evenwicht Voedselrelatie Interactie met (a-)biotische factoren System Aarde Systeem Aarde Energiestroom (v) Kringloop Dynamiek (v) Evenwicht (v) Dynamiek (v) Evenwicht (v) Biodiversiteit Ontstaan van het leven (v) Docentenhandleiding OVER EVOLUTIE Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap

6 3. Eindtermen Vaardigheden Uit examenprogramma Meer specifiek benoemd A1.2 Communiceren Groepswerk A1.3 Reflecteren op leren Discipline om reflectievragen te maken en te bestuderen A2.1 Onderzoeken Fossiel reconstrueren, tentoonstelling opbouwen A2.4 Natuurwetenschappelijk Debat voeren,simulatiespel instrumentarium A2.5 Waarderen en oordelen Wat betekent kennis van evolutie voor mij persoonlijk A3.2 Vorm-functie denken Betekenis van adaptatie A3.4 Evolutionair denken Neodarwinistische evolutietheorie Vakinhoudelijke eindtermen met behulp van de concepten DNA, mutatie, recombinatie en variatie F.1 Selectie in contexten op het gebied van gezondheid en voedselproductie verklaren op welke wijze variatie in populaties tot stand komt. F.2 Soortvorming met behulp van de concepten populatie, variatie, selectie en soortvorming in contexten op het gebied van gezondheid en wereldbeeld verklaren op welke wijze nieuwe soorten kunnen ontstaan F.3 Biodiversiteit met behulp van het concept biodiversiteit in contexten op het gebied van duurzaamheid benoemen op welke wijze de diversiteit van populaties en ecosystemen binnen het systeem Aarde varieert 4. Benodigde voorkennis en -vaardigheden Veronderstelde voorkennis: DNA, en bij voorkeur ook genetica Botten en hart Ecologie: (a)biotische factoren Veronderstelde voorvaardigheden: Lezen, schrijven, luisteren, kijken Groepswerk Het maken van concept-maps 5. Overzicht leerlingenmateriaal Document Leerlingenhandleiding Bronnenboek Evolutie Beschrijving Beschrijving van de lessen en opdrachten Achtergrondinformatie te gebruiken bij lessen Docentenhandleiding OVER EVOLUTIE Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap

7 6. Lesoverzicht Hieronder staat een overzicht dat geordend is naar de hoofdstukken uit de leerlingenhandleiding. Dat spoort wel grotendeels, maar niet noodzakelijkerwijze met lessen. Het kan zijn dat sommige hoofdstukken meer of juist minder dan een les vragen. Hoofdstuk 1 & 2 (2 lessen) Context/doel Activiteiten in de les Thuis of tussenuur achteraf Centrale vraag en Context 1 Leefwereld. Leerlingen krijgen oog voor diversiteit binnen en tussen soorten. Context 2 Taxonoom Leerlingen leren indelen, zien verband met genetica. Leerlingen vragen zich af hoe de diversiteit tot stand is gekomen. 3 Context 3: Vissenkweker. Vragen komen aan de orde over kunstmatige selectie en of je op die manier ook nieuwe soorten kunt verkrijgen. Docent: - geeft korte inleiding op het thema evolutie, via: Waar kunnen leerlingen zelf de verscheidenheid in het leven ervaren (Context 1 leefwereld)? - laat een PP-presentatie zien met 36 verschillende Nederlandse organismen. Leerlingen: - hebben gesprek over de verscheidenheid - maken invuloefening Opdracht 1 - maken ordeningsschema a.d.h.v. de presentatie / overzicht van de 36 soorten: Opdracht 2. Docent: laat de presentatie Dierenwinkel De Vliegende Vis zien (let op: een zeer groot bestand, het openen neemt enige tijd in beslag). In deze presentatie zijn vragen verwerkt. Deze vragen kunnen klassikaal tijdens de presentatie worden beantwoord. N.B. Bij elke les kunnen als huiswerk bronnen uit het bronnenboek ter bestudering worden opgegeven. Bij deze les: Eventueel thuis ordeningsschema laten afmaken (Opdracht 2) en daarbij horende vragen (Opdracht 3). Reflectievragen in leerlingenhandleiding. 4 Context 4: Een paleontoloog vindt in de woestijn van Pakistan een fossiel. Hij wil dit fossiel reconstrueren: hoe zag het eruit en hoe leefde het? Hiervoor moet hij dit en andere fossielen grondig bestuderen. 5 Schakelles stambomen Aan de hand van Caminalculen maken leerlingen een stamboom en nog eens bespreking van een aantal al bestudeerde concepten. 6 (lessen) Practicum: kralenspel over kunstmatige selectie. Leerlingen zijn predatoren die op verschillende kleuren kralen jagen. De minst opvallende kralen overleven en krijgen nakomelingen. Leerlingen: Bekijken PowerPointpresentatie, maken vragen Docent start met deel 1 (tot dia 14) van de PP-presentatie Het Mysterieuze Fosssiel. Hierin krijgen de leerlingen de opdracht om een fossiel te reconstrueren: ze maken in groepjes een poster. Na enige tijd komt deel 2 (vanaf dia 15) van de PowerPoint: leerlingen krijgen extra bronneninformatie die ze kunnen gebruiken voor de reconstructie. Nadat alle groepjes een resultaat hebben gemaakt volgt de nabespreking (ook in PowerPoint). Docent: Geeft inleiding en instrueert de werkvorm Leerlingen: Groepswerk. Knippen de caminalculen uit, maken overzicht, ontwerpen stamboom, spreken de vragen daarbij na met de leraar. Docent: legt simulatiespel uit. Leerlingen: spelen spel, noteren gegevens en maken reflectievragen. Docent houdt nabespreking. Wat is het verschil in uitkomst van spel A met B? Daarna het maken van reflectievragen waarvoor ruim tijd genomen moet worden. De opdracht kan thuis worden afgemaakt. Leerlingen spelen de spelversies A en B. Docentenhandleiding OVER EVOLUTIE Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap

8 7 Schakelles: voorkennis wordt geactiveerd. Er wordt dieper ingegaan op het concept aanpassing. 8 Twee theorielessen over twee evolutietheorieën. 9 (2 lessen) Context 5: Museumopbouw. Een vergelijkend onderzoek naar hart, ei en ledematen. Leerdoel: Het menselijk bouwplan kent een lange historie kent. Het gaat ook om vorm functie patronen. 10 Twee discussies over de positie van de mens in het licht van neodarwinistische evolutietheorie. Docent: organiseert betekenisonderhandeling over het concept aanpassing. Toont PP-presentatie Aanpassingen evolutie en bespreekt de voorbeelden. Leerlingen: reflecteren en discussiëren over het concept aanpassing. Docent: bespreekt evolutietheorie van Lamarck en Darwin Docent deelt opdrachten uit. Leerlingen lezen opdracht en gaan in groepjes met elkaar aan de slag. Docent: geeft kort het perspectief van de neodarwinistische evolutietheorie op maatschappelijke gebeurtenissen en mogelijke mensbeelden. Discussie tussen leerlingen aan de hand van cartoons en stellingen. Discussie tussen leerlingen over hoe wetenschappelijke inzichten en maatschappelijke mensbeelden met elkaar in conflict kunnen komen Maken concept map over concept aanpassing Maken reflectievragen en conceptmap over de verschillende evolutietheorieën. Het zou mooi zijn wanneer school ruimte geeft voor vitrines in de gang, zodat een echt museum of tentoonstelling ontstaat, waaraan leerlingen ook in tussenuren kunnen werken 7. Rol van het boek Voor informatie en omschrijving van de belangrijkste begrippen wordt verwezen naar de leerlingenhandleiding en het Bronnenboek. Het laatste vervangt de schoolmethode; het bevat bronnen bij elk hoofdstuk van de module. 8. Bronnen van materiaal Een bijzondere diaserie is te vinden onder: Evolutie in actie: het ontstaan van nieuwe soorten Een prachtige reeks lessen over evolutie vind je ook in: Over faunavervalsing: Over Darwin: Docentenhandleiding OVER EVOLUTIE Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap

9 9. Uitgebreide omschrijving van de lessen met didactische aanwijzingen. Of: De rode draad in de lessen over evolutie Inleiding Om de (neodarwinistische) evolutietheorie goed te begrijpen, is slechts een klein aantal basisconcepten nodig. Die concepten zijn: mutatie, variatie, selectie, soort en aanpassing. Het idee zou dus kunnen postvatten dat leerlingen dan wel niet veel moeite zullen hebben met de evolutietheorie. Dat blijkt niet juist. Veel leerlingen blijken na onderwijs te hebben gevolgd over evolutie grote misconcepten te hebben, zo blijkt uit internationaal wetenschappelijk onderzoek. Het is hier echter niet de plaats om een compleet overzicht te geven over de leerproblemen van leerlingen bij het onderwerp evolutie. Daarvoor verwijzen we naar de betreffende literatuur. Maar twee leerproblemen willen we er uit lichten. Een leermoeilijkheid schuilt in het feit dat veel termen bij de evolutietheorie niet eenduidig zijn. Veel evolutievaktermen zijn afkomstig uit niet-vaktaal: variatie, selectie, soort en aanpassing. Leerlingen moeten in ieder geval de vakbetekenis van deze woorden leren onderscheiden van de betekenis in een niet-vakcontext. Wat verstaan we precies onder een soort? Is aangepast in aangepast gedrag het zelfde als aangepast in een aangepast orgaan? Waardoor vindt aanpassing plaats? Wie past zich aan, de populatie of het individu? En hoezo selectie? Wie selecteert er eigenlijk? Selecteert de omgeving op een manier zoals een persoon selecteert: met een bepaald doel voor ogen? Veel van dit soort vragen kunnen bij leerlingen ontstaan. In deze lessenserie is daarom speciale aandacht besteed aan de betekenissen van de termen. Expliciet komt dat aan de orde bij hoofdstuk 7 over aanpassing. Een tweede probleem voor leerlingen is het feit dat de evolutietheorie invloed kan uitoefenen op ons mensbeeld. Veel heilige boeken van godsdiensten bevatten verhalen over hoe God de wereld en de mens schiep, vaak in een heel beperkte tijd. Volgens de evolutietheorie zijn wij echter niet kant-enklaar, op een van te voren bepaald moment en doelbewust geschapen. Pas na een lang proces nam Homo sapiens volgens deze theorie zijn plaats in tussen de veelheid van andere organismen. Er zijn mensen voor wie deze kennis over het ontstaan van de mens van groot belang is. Het geeft hen een (deel)antwoord op de vraag naar de betekenis van ons mensen. Andere mensen wijzen deze kennis af, of stellen ze in ieder geval ter discussie, juist vanwege haar invloed op ons wereld- en mensbeeld. Deze problematiek komt aan de orde in het laatste hoofdstuk van deze module. De lessenserie begint met de centrale vraag, vervolgens zijn er tien hoofdstukken en als afsluiting een toetscontext. Hoofdstukken hoeven niet per se met lessen te corresponderen. In het eerste viertal hoofdstukken willen we leerlingen confronteren met de enorme diversiteit aan levensvormen. Organismen komen niet uit een fabriek, nergens zien we 100% identieke organismen. Zeven miljard mensen betekent zeven miljard verschillende individuen. En wat voor mensen geldt, geldt ook voor andere organismen. Hoogstwaarschijnlijk kan men bij voorbeeld geen twee identieke zomereiken of haagbeuken vinden. Het eerste perspectief is dus: de variabiliteit binnen een soort. Maar rondom ons zijn er duizenden soorten planten en dieren. De diversiteit tussen soorten betekent een tweede perspectief op diversiteit. Al die levensvormen hebben niet zomaar een bepaald vachtpatroon, een bepaalde vorm van de bek, een bepaalde wijze van voortbewegen en waarnemen, een bepaalde grootte en vorm. Die kenmerken staan in relatie met het milieu waarin de organismen leven. Dat alles bewust waar te nemen, daar begint deze module voor de leerlingen mee. Bedoeld is dat er dan vragen rijzen, bij leerlingen of in het gesprek tussen leerlingen en leraar, zoals: Is er een patroon in die verscheidenheid? Hoe is die verscheidenheid ontstaan? Wanneer is het begonnen? Hoe is het begonnen? Docentenhandleiding OVER EVOLUTIE Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap

10 Belangrijkste concepten in hoofdstuk 1 t/m 4: biodiversiteit, soort en variatie, fossielen Centrale punten van deze eerste vier hoofdstukken zijn de volgende: Leerlingen oog laten krijgen voor variatie en biodiversiteit. Wat laat biodiversiteit ons onder andere zien? o Gemeenschappelijke grondplannen. Kijk bijvoorbeeld naar: De inwendige bouw, dus bij voorbeeld skelet De structuur van de cel. De typen moleculen:eiwitten, vetten, koolhydraten, DNA. o Bijzondere aanpassingen Fossielen Het idee van evolutie De centrale vraag van deze module luidt: Hoe is de huidige verscheidenheid in levensvormen aan tot stand gekomen? Bij de start van de module Hieronder staat een tekst die de leraar wellicht kan gebruiken als introductie bij deze vraag. Het antwoord op de vraag naar de oorsprong van de verscheidenheid werd in veel culturen vanuit een schepping door een Opperwezen verklaard. Bij wijze van voorbeeld een stukje van het Bijbelse scheppingsverhaal uit het boek Genesis: " In het begin schiep God de hemel en de aarde. De aarde was nog woest en doods, duisternis lag over.. God zei: Er moet licht komen ( ) En God zei: 'Overal op aarde moet jong groen ontkiemen ( ) En God zei: 'Het water moet wemelen van levende wezens en boven de aarde, langs het hemelgewelf moeten vogels vliegen. De aarde moet allerlei levende wezens voortbrengen: vee, kruipende dieren en wilde dieren ( ) De bijbel is natuurlijk geen biologieboek. Toch hadden de meeste, ook de ontwikkelde, mensen in het christelijke Westen tot de 19de eeuw weinig problemen met bovenstaande opvatting over de vorming van organismen: Alle soorten, inclusief de mens, waren ooit geschapen en sindsdien niet meer veranderd. Sommige oude Griekse en Chinese filosofen hadden echter al honderden jaren voor onze jaartelling het idee uitgewerkt dat het leven over langere tijd geëvolueerd was. In de loop van de 18 e eeuw werden steeds meer fossielen ontdekt, en dit rakelde deze wijze van denken op. Immers, vaak vertoonden die fossielen geen enkele overeenkomst met levende dieren. Als verklaring werd, in lijn met de bijbel, de catastrofetheorie geformuleerd: De aarde zou een aantal keren door een zondvloed geteisterd zijn. En misschien waren er ook nog levende vertegenwoordigers van fossiele dieren in nog onbekende uithoeken van de aarde. Maar deze hypotheses bleken niet meer houdbaar nadat de aarde door Westerse ontdekkingsreizigers verkend was. Het idee van een langzame ontwikkeling van nieuwe dier- en plantengroepen werd steeds openlijker besproken in publicaties. Maar hoe zou die evolutie plaats gevonden kunnen hebben? o Buffon, ( ), een Franse bioloog, meende dat nieuwe soorten zouden ontstaan kunnen zijn uit oudere soorten door degeneratie. o Lamarck, ook een Fransman, schreef in 1808 dat dieren zich ontwikkelden doordat zij zich actief o aan konden passen aan veranderende omstandigheden. Maar het was Charles Darwin die in 1859 voor een doorbraak zorgde met de publicatie van zijn Origin of Species. Vanaf die tijd beïnvloedde de theorie over de evolutie steeds sterker het denken van de mens over zichzelf. Natuurlijk, vóór Darwin waren er ook wetenschappelijke publicaties geweest die de wereld op zijn grondvesten deden schudden. Denk maar aan Copernicus met zijn boek Over de omlopen van de hemellichamen waarin hij schreef dat de aarde om de zon draaide. Of denk aan Newton, die ons duidelijk maakte dat niet beweging maar rust om een verklaring vraagt. En na Darwin verschenen mannen als Marx en Freud die met hun publicaties het mensbeeld op zijn grondvesten deden schudden. Nog later schreef Einstein zijn relativiteitstheorie, waarin hij een totaal nieuw beeld over de materie en de kosmos ontvouwde. Maar waarschijnlijk heeft nooit een wetenschappelijke theorie zo n grote invloed gehad op het denken van mensen als juist de evolutietheorie van Darwin. Docentenhandleiding OVER EVOLUTIE Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap

11 Hoofdstuk 1 VARIATIES Dit is (een deel van) de eerste les, met onderwijsleergesprekken onderbroken door korte opdrachten. De leraar bespreekt de inhoud van de module, laat leerlingen aan het woord over wat ze al weten en denken, en bespreekt met hen (een keus uit) de thema s die in de Inleiding, De lessenserie en de Centrale vraag hierboven zijn aangegeven. De leerlingen maken de korte opdrachten die gericht zijn op het zien van variatie. De opdrachten worden klassikaal nabesproken. (Als genetica vóór deze module is behandeld, vindt er ook er een herhaling van genetische concepten plaats.) Na dit hoofdstuk moeten bij leerlingen vragen zijn neergelegd of in het ideale geval bij hen opgekomen: vragen over mogelijke indelingen van organismen, over het ontstaan, en het waarom van al die verschillen. Tip Behalve vergelijken van mensen is het heel goed ook andere organismen van één soort te vergelijken. Dit is een idee voor zo n opdracht: Vergelijk de overeenkomsten en verschillen tussen - veel bladeren van één boom; - veel verschillende soorten bonen (bruine, witte bonen, kikker-, tuin-, sperzie, enz.) - veel honden(rassen) (met behulp van afbeeldingen uit internet, boeken etc.). Vraag: Leg uit hoe die verschillende varianten zijn ontstaan. Gebruik zo mogelijk daarbij je kennis van de genetica. Hoofdstuk 2 ORDENING, SOORTEN, AANPASSINGEN Antwoorden bij de vragen van Opdracht 1 (Invuloefening) Het begint meestal al in bed. Welke organismen zou je daar tegen kunnen komen? (mijten) Je staat op. Maar ook op je lichaam zitten organismen, in je haar zit misschien (hoofdluis); op je huid zitten (mijten en bacteriën). We hopen natuurlijk dat je gezond opstaat, maar het zou best kunnen dat je wat last hebt van je darmen. Dat kan komen door een eenvoudige besmetting met (bacteriën). Je wandelt door het huis. Hoe goed het huis ook is schoongemaakt, in de hoeken van het plafond zitten toch steeds weer, zeker in de herfst, bepaalde dieren, te midden van kunstige webben, namelijk (spinnen). En wanneer de buitendeur overdag in de zomer open staat kun je een invasie van allerlei insecten verwachten (bijen, wespen, vliegen, muggen). Kijk nu eens op het terras. Misschien dat ergens in een hoekje een plantenpot staat. Til die pot op. Wat zie je daar? (pissebedden, mieren en duizendpoten) Maar verder in de tuin kun je nog gemakkelijk andere organismen waarnemen. Op planten zitten vaak heel veel (slakken, lieveheersbeestje, luizen). In de grond kom je (wormen, mollen) tegen. Niet iedereen woont op het platteland of aan de rand van een bos, maar toch, ook in de stad is veel natuur. Je kunt daar veel vogels waarnemen zoals: (mus, merel, ekster, duif, gaai, kauw). Wanneer je buiten woont en naar school fietst, zie je in de wei vaak (schapen, geiten, koeien, paarden) staan. Boven de wei zie je nogal eens een biddende vogel, namelijk een (torenvalk). Hij is o.a. op jacht naar (muizen). En in het gras zijn er vaak enorme aantallen (ganzen). Zij trekken van Noord Europa naar Nederland, om na de winter terug te keren. Op de stoep zie je s morgens nogal wat wandelaars met (honden). Wie langs het water woont, hoort daar in de zomernachten vaak (kikkers) kwaken. Deze invuloefening levert een verzameling van organismen op die leerlingen soms zelfs dagelijks tegen kunnen komen. De focus is nog steeds: het opwekken van verwondering over de grote verscheidenheid. Er is hier sprake van een leefwereldcontext, waarin als het lukt - nieuwsgierigheid wordt opgewekt. In de volgende werkvorm Opdracht 2 krijgen de leerlingen 36 organismen te zien op een powerpointpresentatie. De organismen komen weliswaar allemaal in Nederland voor, maar de kans is klein dat Docentenhandleiding OVER EVOLUTIE Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap

12 alle leerlingen al deze organismen ooit in levende lijve gezien hebben. Er vindt nu een overgang plaats naar de vraag: hoe kunnen we de grote verscheidenheid aan organismen indelen? Er is een licht aanzette context van de taxonoom, eventueel met een historisch perspectief: Linnaeus. De context is hier in verband met de lengte van de module heel beperkt gehouden, maar kan desgewenst natuurlijk uitgebreid worden. De leraar print de dia s van de Powerpoint of het gecomprimeerde document (A3 of A4) uit en geeft elk groepje leerlingen een set prints. De leerlingen moeten een ordening aanbrengen tussen de organismen door plaatjes uit te knippen en bij elkaar te leggen, en de namen van de soorten, de belangrijkste kenmerken van de groepen, en een naam voor elke groep erbij schrijven. Mijt Rietvoorn Ree Duizendpoot Kwal Libel Pissebed Torenvalk Knikkertjesmos Specht Mossel Eekhoorn Vlo Regenworm Hagedis Salamander Kerkuil Lieveheersbeestje Wolhandkrab Kruisspin Slak Spar Wesp Das Eikvaren Vos Vleermuis IJsvogel Hazelworm Zeester Pad Kikker Hollandse eik Rups 2 Leerlingen Opdracht 3 Er zijn verschillende methodes om een indeling te maken: a. Is het handig organismen te ordenen van laag niveau (slecht ontwikkelde hersenen) naar hoog niveau (goed ontwikkelde hersenen)? Licht toe. Antwoord: Wanneer je dat doet, neem je waarschijnlijk de mens als maat. Op grond waarvan doe je dat? Gaat het er in de natuur om zo intelligent mogelijk te zijn? Ben je alleen dan succesvol? Bovendien, hoe meet je intelligentie? Kijk eens naar bacteriën, eencelligen, insecten: ze zijn in zeer grote aantallen in heel veel plaatsen aanwezig. Is dat een maat voor succes: aantal en verspreiding? b. Is het handig organismen te ordenen naar de plek waar ze leven? (land, water, lucht) Antwoord: Ja,als je een ecologisch perspectief neemt. Maar als je verwantschap op het oog hebt schiet je er niet veel mee op. Kijk bijvoorbeeld naar eenden, walvissen, struisvogels, vleermuizen. c. Op welke uitwendige kenmerken kun je organismen ordenen? Is dit een goede onderverdeling? Licht toe. Is het verstandig op uitwendige kenmerken te ordenen? Zo ja, op welke kenmerken? Antwoord: We zien vaak snel of we met een vis, een reptiel, een zoogdier of een vogel te maken hebben. Al of geen poten, al of geen vleugels, al of geen haren. Maar er zijn nogal wat verschillende groepen die over bij voorbeeld vleugels beschikken (insecten, vogels, vleermuizen). Horen die meer bij elkaar dan pinguïns, struisvogels en mussen? En als je geen of weinig haren hebt, zoals walvis of zeeleeuw, hoor je dan toch wel bij de zoogdieren? d. Op welke inwendige kenmerken kun je organismen ordenen? Is dit een goede onderverdeling? Licht toe. Is het verstandig op inwendige kenmerken te ordenen? Zo ja, op welke? Antwoord: Inwendige bouwplannen kunnen heel goed als indelingscriteria dienen. Vergelijking de walvissen met andere zoogdieren. Denk aan de wervels bij vis, amfibie, reptiel, vogel en zoogdier. e. Kun je ook gebruik maken van kennis over eiwitten, koolhydraten, DNA en RNA, en vetten om ordening aan te brengen? Welke moleculen komen het meest in aanmerking? Licht toe. Antwoord: DNA omdat dit de erfelijke informatie bevat. Mutaties worden via DNA doorgegeven. Nabespreking De twee laatste vragen (f en g) zijn moeilijk te beantwoorden voor leerlingen. Ze krijgen de meeste aandacht tijdens de klassikale bespreking. Hier kan desgewenst de context van de taxonoom uitgebreid worden: er kan uitvoeriger ingaan worden op het werk van Linnaeus (zijn keuze voor de vorm van de voortplantingsorganen als indelingsprincipe doet het meestal wel goed bij leerlingen), Docentenhandleiding OVER EVOLUTIE Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap

13 en/of op het werk van een hedendaagse taxonoom (kan via de website kennislink geïntroduceerd worden). f. Kun je de groepen waarin je de organismen geordend hebt, met elkaar in een schema verbinden? Welke organismen zijn volgens jullie moeilijk thuis te brengen in een ordening. Licht toe. g. Ligt er een bijzonder patroon, mechanisme, principe ten grondslag aan de ordening die jullie gemaakt hebben? Aansluitend of verweven in de nabespreking neemt de leraar de inhoud mee van de paragraaf Soorten en aanpassing waarin de ideeën van William Paley worden besproken. De leerlingen krijgen als huiswerk de opdracht deze paragraaf te lezen. (De leraar komt later terug op dit huiswerk.) De vraag hoe aanpassingen van soorten aan hun leefmilieu tot stand komen moet in elk geval nu al aan de orde komen, omdat dit de leerlingen oriënteert op en hopelijk motiveert voor - het volgende hoofdstuk. Hoofdstuk 3 DE VISKWEKER: HET KUNSTMATIG ONTWIKKELEN VAN VARIANTEN Aan de hand van dit hoofdstuk nemen we een kijkje in het bedrijf van een vissenkweker. We gaan via een context onder andere de volgende vragen na: Hoe vormt een vissenkweker kunstmatig nieuwe varianten? Wat zijn soorten? Hoe zijn soorten van elkaar te onderscheiden? De PowerPointpresentatie spreekt voor zich. Leerlingen moeten tijdens het vertonen vragen invullen. Antwoorden bij Opdracht bij de PowerPointpresentatie 1. Geef twee oorzaken voor het ontstaan van erfelijke verschillen tussen individuen van een soort. Antwoord: mutaties en recombinatie van erfelijk materiaal. 2. Wat is de selecterende milieufactor geweest bij het kweken van bepaalde varianten? Antwoord: Het handelen van de kweker, die op zijn beurt wordt gestimuleerd door de wensen van de klanten. 3. Op basis van welke eigenschappen van de visjes werd deze keuze gemaakt? Antwoord: kleur, grootte, en omvang van de staartvin. 4. Er wordt een schot tussen de populaties kieuwkopjes gezet, zo ontstaan twee nieuwe populaties, immers ze kunnen niet meer bij elkaar komen. Aan welke voorwaarden moet worden voldaan opdat hieruit twee nieuwe soorten ontstaan? Antwoord: 1. De omstandigheden waaronder de beide populaties leven moeten echt anders zijn. 2. Er moeten in beide populaties mutaties plaatsvinden die zich door kunnen zetten (in gameten terecht komen). 3. Sommige mutaties zouden een selectief voordeel moeten bevatten. 5. In het wild leven kieuwkopjes in ondiepe zoetwatermeren. Welke abiotische factoren zouden kunnen leiden tot de ontwikkeling van nieuwe soorten kieuwkopjes? Antwoord: Verzilting, uitdroging, verwarming, verzuring van de meren. 6. Hier zijn enkele biotische factoren opgenoemd. Op welk kenmerk van kieuwkopjes zouden deze factoren door middel van selectie invloed uitoefenen? Antwoord: a. predatoren camouflage kleuren b. ziekteverwekkers resistentie tegen ziekteverwekkers c. vrouwelijke kieuwkopjes seksuele selectie 7. De powerpoint van de viskweker is slechts een simulatie. Noem twee overeenkomsten en twee verschillen met de werkelijkheid. Antwoord: Docentenhandleiding OVER EVOLUTIE Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap

14 Overeenkomsten: de willekeurige vangst = selectie, het optreden van nieuwe, ook onbruikbare varianten. Verschillen: In het echt kan het best zijn dat geschikte mutanten lang op zich laten wachten, niet zo mooi en duidelijk naar voren komen, of niet voorziene nadelen met zich meebrengen. Hoofdstuk 4 HET LEEFDE MAAR HOE? De beroemde hedendaagse Britse bioloog Richard Dawkins schrijft in zijn boek: The Ancestor s Tale : In spite of the fascination of fossils, it is surprising how much we would still know about our evolutionary past without them. If every fossil were magicked away, the comparative study of modern organisms, of how their patterns of resemblances, especially of their genetic sequences, are distributed among species ( ), would still demonstrate, beyond all sane doubt, that our history is evolutionary, and that all living creatures are cousins. Fossils are a bonus. A welcome bonus, to be sure, but not an essential one. Maar natuurlijk hebben we toch een hoofdstuk over fossielen opgenomen. En wel om de volgende redenen: Fossielen bestaan en maken deel uit van onze wereld. De evolutietheorie biedt een verklaring waarom we opgescheept zitten met die dingen! Omdat je aan de hand van fossielen een onverwachte en bijzondere inkijk kan krijgen in het ontstaan van moderne organismen, waaronder niet alleen Homo sapiens, maar ook bijvoorbeeld de groep van de walvissen. Dat zij ontstaan zouden zijn uit eens op land geleefd hebbende roofdieren, was toch een verrassing. Het vergelijken van skeletonderdelen en gebitten toont dat aan. We bestuderen fossielen in een context: de paleontoloog reconstrueert een fossiel, waarin het vraagstuk over de ontwikkeling van walvissen aan de orde komt. We bespreken hierin het concept fossiel. Wat kunnen fossielen ons duidelijk maken? Niet alleen de vorm van botten en tanden, ook de leefwijze van het dier, hoe het zich voortbewoog, het milieu waarin het woonde, het voedsel dat het gebruikte enz. In dit hoofdstuk proberen we een reconstructie van een uitgestorven dier te maken aan de hand van opgegraven fossiele resten. Fossielen zijn voor de evolutietheorie van bijzondere betekenis. We hopen met behulp van fossiele vondsten in staat te zijn het proces van evolutie beter te begrijpen. Tevens is het daardoor misschien mogelijk de verwantschap tussen de verschillende soorten beter in kaart te brengen. Die verwantschap brengen we door middel van een zogenaamde stamboom in kaart. Centrale vraag van dit hoofdstuk: Hoe kunnen we aan de hand van fossiele resten en kennis van geologische processen een reconstructie maken van het leven van een uitgestorven soort? Nieuw concept: fossiel Leerlingen krijgen per groep 5 informatiebladen (zie leerlingenhandleiding). Van te voren wordt aan de hand van de PowerPointpresentatie Het Mysterieuze Fossiel de nodige informatie gegeven. Desgewenst kunnen de onderstaande vragen worden uitgebreid met vragen over het dateren van fossielen op een geologische tijdschaal. Antwoorden bij Opdracht Maak een reconstructie van het fossiel dat door de paleontoloog Hans Thewissen in de woestijn van Pakistan is gevonden. Probeer in je reconstructie een antwoord, met toelichting, op de volgende vragen te geven: 1. Hoe zag dit dier eruit? a. Stond het rechtop (op twee poten) of kroop het (zoals een krokodil)? b. Had het een vacht, schubben, veren of een kale huid? c. Welke kleur zou het dier gehad kunnen hebben? Antwoord: De Ambulocetus was een solitair levend roofdier en hij ving zijn prooien vanuit een hinderlaag, dus hij moet goed gecamoufleerd zijn geweest. Als we kijken naar de hedendaagse ot- Docentenhandleiding OVER EVOLUTIE Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap

15 ters en zeehonden lijkt een donkere, misschien enigszins gevlekte kleur de beste camouflage te bieden voor een roofdier in ondiepe zeeën en meren. 2. Wat zou dit dier hebben gegeten? a. planten. b. vlees, vis. c. Insecten. Antwoord: Amulocetus was een roofdier. Dus: b. 3. Waar leefde dit dier vermoedelijk? a. bos b. woestijn c. zee d. heide Antwoord: Zijn lange lichaam had wel iets weg van dat van een otter en hij had een brede afgeplatte staart en spatelvormige poten. De achterpoten waren erg kort en sterk. Al deze eigenschappen duiden erop dat hij een goede zwemmer was en zich ook op het land goed kon voortbewegen. Dus c. 4. Hoe gedroeg dit dier zich? a. als een grazer. b. als een jager. Antwoord, zie vraag 1 5. Zou het schuw zijn geweest of zich juist als roofdier gedragen hebben? Antwoord, zie vraag 1 6. Leefde het alleen of in groepen? Antwoord, zie vraag 1 7. Met welke andere dieren was het verwant? Antwoord: Verschillende moleculaire en morfologische studies hebben onlangs aangetoond dat walvissen afstammen van een soort evenhoevige, waarschijnlijk nauw verwant met varkens en nijlpaarden. De eerste walvissen waren dus een soort evenhoevige, die bepaalde oude aspecten hadden behouden zoals de driehoekige tanden.(zie foto bij bron A.) Docentenhandleiding OVER EVOLUTIE Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap

16 Hoofdstuk 5 STAMBOMEN Dit is een schakelles waarin de concepten die tot nu toe aan de orde zijn gekomen, op een andere manier nog eens besproken worden met als doel om de concepten te verhelderen. De opdracht in de leerlingenhandleiding hoort voor zich te spreken. Het is aan te bevelen de opdracht in groepswerk te laten doen. Eventueel kunnen de eerste 4 vragen eerst klassikaal aan de orde worden gesteld, gevolgd door een individuele fase waarin elke leerling een stamboom maakt, en daarna een groepswerkfase waarin de andere vragen beantwoord worden. In de leerlingenhandleiding zijn een afbeelding en een tabel opgenomen: afbeelding (blz 20): 32 Caminalculen tabel (blz 21): Overzicht Caminalculen. Hier alleen in de docentenhandleiding is een mogelijke stamboom opgenomen (volgende blz). Deze kan aan de leerlingen worden gegeven nadat ze zelf een stamboom hebben gemaakt en alle elf vragen hebben beantwoord. Het hoofdstuk kan worden afgesloten met een klassikale bespreking. Antwoorden bij opdracht 1. Lijken (sommige) caminalculen op echte dieren? Welke? Antwoord: Sommigen lijken wellicht op mieren, (maar ze hebben slechts 4 poten i.p.v. 6), anderen op kokerwormen. 2. Over welke zintuigen beschikken de Caminalculen? Waarom denk je dat? Antwoord:Sommige hebben ogen, andere waarschijnlijk gevoelszintuigen op tentakels of een neus. 3. Wat denk je over hun manier van voortbewegen? Waarom denk je dat? Antwoord: Sommige zijn wellicht vastzittend, andere caminalculen bewegen zich voort met behulp van hun staartvin, weer anderen met hun poten. Een aantal lijken vrij zwevend. 4. In wat voor milieu zouden deze dieren kunnen leven? Waarom denk je dat? Antwoord: Zowel in water als op land. Een groep mogelijk in de lucht. 5. Op blz. 22 zie je een overzicht. Voor ieder exemplaar is daarin vastgelegd over welke type kop, ogen, lijf, ledematen etc. het beschikt. Probeer met behulp van dit overzicht een stamboom te maken. Op welke kenmerken ga je letten? Waarom? Voor stamboom, zie volgende pagina. 6. Welke figuren zouden als eersten zijn ontstaan? Antwoord: Naar alle waarschijnlijkheid figuur 8. Alternatief: 8, de schijnbaar meeste eenvoudige. 7. Vormt voor jullie elke figuur ook een verschillende soort? Of kan het ook zijn dat er twee of meer exemplaren zijn van een en dezelfde soort? Antwoord: Daar is een argument voor te geven, namelijk de gelijkenis. Des te meer ze op elkaar lijken des te groter de kans dat het één soort is. 8. Welke gegevens ontbreken voor het maken van een juiste historische stamboom? Leg uit. Antwoord: Een tijdstabel. Daardoor zou het kunnen zijn dat figuur 8 niet aan de basis staat maar dat het een parasiet betreft, dus met gedegenereerde organen. 9. Waar in jullie stamboom zijn grote sprongen gemaakt? Antwoord: Bij figuren als 27, 29, 3, 23 in de voorbeeldstamboom. 10. Wat kan de oorzaak van zo n sprong zijn? Antwoord: Overgangsfiguren zijn niet gevonden, nog niet. 11. Welke groep(en) is (zijn) minder makkelijk te plaatsen? Waardoor komt dat? Antwoord: op basis van het voorbeeld nrs. 19, 20 en 29. Zij hebben een heel ander lijf, en andere uitsteekselflappen dan de andere soorten. Waar zou je die moeten plaatsen in de stamboom? Ook de buikvorm van nrs. 1, 17, 24, 26 en 27 is opvallend. Waar komt die ineens vandaan? En mag je nr. 3 wel naast nr. 16 zetten? Ook dat is niet duidelijk. Docentenhandleiding OVER EVOLUTIE Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap

17 Mogelijke stamboom caminalculen Docentenhandleiding OVER EVOLUTIE Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap

18 Hoofdstuk 6 KRALENSPEL: EEN SIMULATIESPEL OVER NATUURLIJKE SELECTIE In dit hoofdstuk gaan we focussen op selectieprocessen. In een simulatiespel (het kralenspel, waar roofdieren jagen op prooidieren) komen we er achter dat, wanneer er wel selectie plaatsvindt maar geen mutaties plaatsvinden, de variatiebreedte afneemt. De betreffende soort van prooidieren is dan wel mooi aangepast aan de situatie, maar dat zal niet lang zo blijven. Roofdieren zullen daar op de een of andere wijze een antwoord op gaan vinden. Ook bestaat er een grote kans dat door abiotische factoren de milieuomstandigheden zullen veranderen en de dieren niet meer aangepast zijn aan de nieuwe omstandigheden. Centrale vragen van dit hoofdstuk: Hoe verandert door selectie de variatiebreedte van een populatie? Wat is het effect van mutaties en variantenvorming voor een populatie? Oude concepten: selectie, varianten Nieuwe concepten soort: variatiebreedte, aanpassing Het spel vereist concentratie, een juiste uitvoering van een aantal handelingen, en goede leiding van het groepswerk. Het spel kost 1-2 lesuren. Tabellen moeten worden ingevuld, conclusies getrokken enz. Kralenspel, eerste deel: een simulatiespel over natuurlijke selectie Benodigdheden per groep: Een groot aantal kraaltjes (acht verschillende kleuren, ongeveer 100 per kleur) Een gekleurde lap stof, duidelijk gemerkt met een letter: A, B, C, enz. Verschillende bakjes en potjes voor de kralen. Uitleg van het spel en wijze waarop het spel gespeeld wordt, zie leerlingenhandleiding. Antwoorden bij reflectievragen naar aanleiding van kralenspel Opdracht Reflectie naar aanleiding van kralenspel 1. Vergelijk de resultaten van alle spelen A met elkaar. Welke conclusies kun je per kleur trekken? Antwoord: Het resultaat kan afname, toename of geen verandering zijn. 2. In de spelen A zijn geen nieuwe varianten binnengebracht. Heeft zich daar een duidelijke selectie in kleuren voltrokken? 3. Waar werd in deze simulatie dus op geselecteerd? Antwoord: Op kleur. (Als tenminste de leerlingen niet bewust op een bepaalde kleur gaan selecteren, - zie de bespreking bij vraag 13 van de fouten die kunnen gemaakt worden in deze simulatie.) Hoe beter een organisme aangepast is aan zijn omgeving, des te groter de kans dat het organisme een bepaalde situatie overleeft en bovendien ook nakomelingen produceert. 4. Was de populatie kralen in de vijfde generatie in de spelen A beter of slechter aangepast dan de start populatie? Antwoord: waarschijnlijk beter. Hangt af van de variatie die aangetroffen wordt. En hoe zit dat bij spel B? Antwoord: Afhankelijk van soort mutanten waarschijnlijk slechter. Variatie is een maat voor het aantal verschillende typen individuen die voorkomen in een populatie. Hoe meer individuen er zijn die exact op elkaar lijken hoe kleiner de variatie. Docentenhandleiding OVER EVOLUTIE Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap

19 5. Hoe gevarieerd zou de populatie kralen in de spelen A uiteindelijk worden als je het selectiespel nog vele generaties doorspeelt? Antwoord: Steeds kleiner, uiteindelijk blijft er theoretisch nog maar 1 variant over. 6. Wanneer het landschap na 5 generaties nu drastisch zou veranderen, (in dit spel: de kleur van de ondergrond wordt complementair) hoe wordt nu de overlevingskans van de populatie? Antwoord: Afhankelijk van de mate van verandering. Maar de levenskansen nemen waarschijnlijk af. Vergelijk nu de resultaten van alle spelen B met elkaar. Welke conclusies kun je per kleur trekken? 7. Vergelijk de resultaten van spelen B met spelen A. Welke conclusies kun je dan trekken? Antwoord: (Zie 1). 8. Onder welke omstandigheden kan het van voordeel zijn, dat een populatie over meerdere varianten beschikt? Antwoord: In situaties waar de omgeving gaat veranderen. Dat geldt zowel voor biotische als voor abiotische factoren. 9. Wat zou je in dit spel moeten kunnen veranderen om het voordeel te laten zien? Antwoord: De kleur van de ondergrond 10. Wat betekent nu de uitspraak: Een populatie past zich aan veranderende omstandigheden aan? Antwoord: Doordat bepaalde varianten een voortplantingsvoordeel krijgen, verandert de populatie langzamerhand van samenstelling. 11. Onder andere doordat bij de vorming van geslachtscellen mutaties optreden verschillen nakomelingen van hun ouders en onderling. Daardoor neemt de variatie in een populatie toe. Noem nog een belangrijke oorzaak van variatievergroting in een populatie. Antwoord: recombinatie van genen bij geslachtelijke voortplanting. 12. Welke fouten hebben jullie eventueel bij het spelen van dit spel gemaakt? Waar zou het in werkelijkheid anders aan toegaan? Antwoord: Veranderingen vinden niet alleen plaats via mutaties, ook bij seksuele voortplanting door middel van recombinatie van genetisch materiaal. Uiteindelijk vormt een ecosysteem een dynamisch proces. De omgeving kan sneller of minder snel veranderen.ook bij roofdieren vinden mutaties plaats. Met al die veranderingen wordt hier geen rekening gehouden. Ook in de manier waarop het spel gespeeld wordt kunnen fouten binnensluipen. Bijvoorbeeld: leerlingen zoeken bewust naar een bepaalde kleur kraaltjes en niet zo snel mogelijk zoals de bedoeling is. 13. In hoeverre is dit spel een juiste weergave van de werkelijkheid? Noem 2 overeenkomsten en 2 verschillen. Antwoord: Overeenkomsten: a. We hebben te maken met roofdieren en prooidieren. b. We hebben te maken met goede of minder goede camouflage. Verschillen: a. Het milieu verandert niet tijdens het spel. b. De vraag is of de spelers zich werkelijk zo gedragen als de roofdieren. 14. Bedenk nog drie eigenschappen van de sneeuwhaas waardoor hij beter overleeft in het koude noorden. Antwoord: Dikke vacht, onderhuids vetweefsel, goede verhouding lichaamsoppervlak / lichaamsinhoud, snelheid, pootzoolstructuur, kleine oren. 15. In de lente verhaart de sneeuwhaas: zijn witte vacht wordt bruine. Leg uit dat zijn overlevingskansen hierdoor hoger zijn dan als hij zijn witte vacht zou houden. Antwoord: Hij beschikt nu over betere camouflage. 16. Hoe hoger de levenskansen, des te succesvoller het dier. Maar wat betekent succesvol biologisch gezien? Antwoord: Het betekent dat het dier veel nakomelingen voortbrengt. 17. Leg uit dat zowel de eigenschappen van de haas zelf als de omgeving van invloed zijn op het voortplantingssucces. Antwoord: Beide hebben invloed op de overlevingskansen van een soort. Docentenhandleiding OVER EVOLUTIE Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap

20 18. De sneeuwhaas is uitstekend aangepast aan zijn omgeving. Maar de poolvos ook. Noem drie aanpassingen van de poolvos die hem beter in staat stellen sneeuwhazen te vangen. Antwoord: zijn schutkleur, uitstekend gehoor en uitstekend reukvermogen. 19. Probeer een samenvatting te maken waarin je uitlegt wat dit hoofdstuk te maken heeft met het thema evolutie. Antwoord: Zie de Samenvatting aan het eind van het hoofdstuk en de kadertekst. De zin van deze vraag is dat leerlingen zelf een idee ontwikkelen voordat ze die samenvatting en kadertekst lezen. 20. Maak duidelijk dat het concept toeval een andere rol speelt bij de vorming van varianten dan bij selectie. Antwoord: Mutatie en recombinatie zijn afhankelijk van het toeval, selectie niet. (Dit is overigens een van de moeilijkste vragen voor leerlingen. De vraag kan veel tijd kosten.) 21. Maak een conceptmap waarin de volgende concepten voorkomen: selectie, mutatie, varianten, milieu, aanpassing, recombinatie, genotype, fenotype. Antwoord: zie hieronder. Docentenhandleiding OVER EVOLUTIE Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap