Marchegg 2011 - Universität Wien
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Marchegg 2011 1 Skriptum im Rahmen der Lehrveranstaltung „Freilanddidaktik in Biologie und Umweltkunde“ © 2011 Universität Wien Marchegger Pulverturm Teilnehmer Eva Ursprung Andreas Zimmerer Christian Pichler Theresa Weinberger Simon Canaval Teilnehmer Gruppe 1 Pirmin Suter Christoph Winter Verena Schmiedrathner Valerie Schönbeck Birgit Weis Erich Eder Flora Bittermann Melanie Senekowitsch Gerald Schmid Matthias Mair Johanna Greber Maria Hölzl Clara Etzlstorfer Eva Hausberger Bianca Sestak Irene Holzinger Eva Maria Mühlbauer 1 Euphorbia cyperissias Johanna Seelich Erich Eder Teilnehmer Philipp Enders Hanna Stadlbauer Teilnehmer Gruppe 2 Carina Gaster Eva DamalsnochUr sprungjetztRin glerwirgratulie ren (Kopf oder Laptop bitte um 90° drehen) Klaus Kaltenbrunner Claudia Gottlieb Fenja Teubert Katrin Friedl Stephanie Vorderwinkler Marion Lehner Sanela Salihovic Tobias Schernhammer Florian Schweitzer Pero Limbeck Adesola Adebesim Caroline Wedl Lisa Schak Aladin Haunold 1 inhalt Kluges Grünzeug .............................................................................................................................................. 5 Lebensraum Boden ........................................................................................................................................... 14 Aupflanzen ....................................................................................................................................................... 19 Signale im Tier- und Pflanzenreich ................................................................................................................... 24 Vom Wasser aufs Land ..................................................................................................................................... 33 Evertebraten...................................................................................................................................................... 39 Kräuterhexe und Magier ................................................................................................................................... 50 Blütenökologie.................................................................................................................................................. 56 Die unbekannte Reise ....................................................................................................................................... 66 Thema: Der Boden............................................................................................................................................ 75 Abwehrmechanismen der Pflanzen ................................................................................................................... 80 Wirbellose Tiere ............................................................................................................................................... 95 Wer hat was vom Blütenbesuch?....................................................................................................................... 104 Der Lurch im Sumpf ......................................................................................................................................... 115 Reptilien ........................................................................................................................................................... 127 Tierspuren......................................................................................................................................................... 139 Das Leben ist eine Zweibahn ............................................................................................................................ 146 Reptilien ........................................................................................................................................................... 158 Den Tieren auf den Fersen ................................................................................................................................ 166 Birgit Weis, Irene Holzinger, Abwehrstrategien Pflanzen Kluges Grünzeug Wie Pflanzen zurückschlagen Akazie (Acacia sp.), die in ihren Nebenblattdornen Ameisen beherbergt und ihren Untermietern sogar Nahrungskörperchen auf den Fiederblättchen zur Verfügung stellt, wodurch sie im Gegenzug von den wehrhaften Insekten vor Herbivoren geschützt wird. von Irene Holzinger & Birgit Weis Fachliches Abwehrmechanismen - wozu und welche gibt es? Da Pflanzen an ihrem Standort verankert sind und nicht wie Tiere vor ihren Feinden flüchten können, haben sie im Laufe der Evolution bestimmte Strategien entwickelt, um Fressfeinde von sich abzuhalten. Abwehrmechanismen können konstitutiv oder induktiv wirken. Konstitutiv bedeutet, dass sie direkt, jederzeit und meist gegen verschiedene Fressfeinde wirken. Induktive Mechanismen haben eine hohe Spezifität und kommen nur bei tatsächlichem Befall oder Fraß zum Einsatz – so schmecken zum Beispiel die Blätter der Kreuzblütler (Brassicaceae) erst bei Gewebsverletzung scharf, weil dann erst durch den Kontakt zwischen Zellsaftvakuole und Cytoplasma Glykoside gespalten werden, wobei die für die Fressfeinde giftigen Senföle entstehen. Man unterscheidet grundlegend drei Gruppen von Mechanismen bei der Pflanzenabwehr: Mechanische (strukturelle Barrieren), Chemische (Pflanzeninhaltsstoffe), und Biologische (andere Organismen werden miteinbezogen) Resistenzfaktoren. Das bekannteste Beispiel für biologische Abwehr ist sicherlich die Echte Mechanische Abwehrmechanismen Mechanische Abwehrmechanismen wirken, indem sie Herbivoren den Zugang zur Pflanzennahrung erschweren. Am besten bekannt sind in diesem Zusammenhang neben einer resistenten Epidermis Stacheln (Gebilde aus der Epidermis) und Dornen (umgebildete Blätter oder Blattteile). Stacheln sind u.a. typisch für Rose, Himbeere, Brombeere, sowie für Disteln; Dornen finden sich beispielsweise auf Weißdorn, Schlehdorn, Robinie und Berberitze. Mechanische Abwehr ist aber nicht immer so auffällig: Trichome sind - meist einzellige - Haare, die an verschiedenen Teilen der Pflanze auftreten und aus der Epidermis entstanden sind. Sie besitzen vielfältige 5 Birgit Weis, Irene Holzinger, Abwehrstrategien Pflanzen Funktionen, denn neben der Abwehr dienen sie auch als Schutz vor extremer Temperatur (Hitze, Kälte), vor Austrocknung oder helfen, die Samen zu verbreiten. Daneben können Haare zum Festhalten an nebenstehenden Pflanzen dienen, so wie beim Spreizklimmer Klettlabkraut (Galium aparine). Manche Trichome vereinigen mechanische und chemische Abwehr: Die Große Brennnessel (Urtica dioica) ist hierfür ein gutes Beispiel. Am oberen Ende des Haares sitzt ein Drüsenköpfchen, das bei Berührung abbricht. Im Folgenden setzt das Haar eine Mischung aus Ameisensäure, Acetylcholin, Serotonin und Histamin frei und verursacht so bei den Fressfeinden (oder beim Menschen) ein Brennen und Erscheinungen auf der Haut. Man kann also sagen, dass die Haare von außen als mechanische Resistenz und der Saft im Inneren als chemische Resistenz dienen. Chemische Abwehrmechanismen Die chemische Resistenz ist im Gegensatz zur mechanischen meist nicht mit dem freien Auge erkennbar und deswegen oft auf den ersten Blick nicht sichtbar. Um sie dennoch zu entdecken, ist es hilfreich, an einem zerriebenen Blatt zu riechen oder auch zu kosten. Sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe sind solche Verbindungen, die für das unmittelbare Überleben (Photosysnthese und Stoffwechsel) der Pflanze nicht notwendig, aber im Ökosystem und in Konkurrenz mit anderen für die Pflanze essentiell sind. Es sind zum Beispiel Milchsäfte, wie bei Schöllkraut (Chelidonium majus), Wolfsmilch (Gattung Euphorbia) und Löwenzahn (Taraxacum officinale agg.). Wie die Brennhaare der Brennessel vereinen auch Milchsäfte oft chemische und mechanische Abwehr: Denn zusätzlich zu einer eventuellen Giftwirkung verklebt die hochviskose Flüssigkeit die Mundwerkzeuge von Insekten. Den Saft des Schöllkrauts hat sich der Mensch übrigens wegen seiner antibiotischen Inhaltsstoffe schon vor langer Zeit zur Behandlung von Warzen zu Nutze gemacht. Weitere Substanzen, die häufig zur chemischen Abwehr von Pflanzen synthetisiert werden. sind Bitterstoffe wie beim Hopfen (Humulus lupulus), Säuren, z.B. beim Großen Sauer-Ampfer (Rumex acetosa) und verschiedenste auch für den Menschen toxisch wirkende Stoffe: Das Spindelgift Colchicin bei der Herbstzeitlose (Colchicum autumnale) oder die Alkaloide Atropin und Hyoscyamin bei der Tollkirsche (Atropa belladonna) sind dafür Beispiele. Die Tollkirsche sorgt immer wieder für schwere Vergiftungen bei Kinder: Beim Verzehr schmecken die schwarzen, attraktiv aussehenden Beeren gut, erst einige Zeit später beginnt das Gift zu wirken. Noch giftiger ist die Gewöhnliche Osterluzei (Aristolochia clematitis). Ihre Inhaltsstoffe (Aristolochiasäure u.a.) sind für den Menschen stark krebserregend und nierenschädigend. Dennoch gibt es ein Tier, dem das starke Gift der Pflanze nichts ausmacht, nämlich den Osterluzeifalter: die Raupe nutzt die Giftigkeit der Pflanze sogar, indem sie von ihr frisst und selbst giftig wird. 6 Birgit Weis, Irene Holzinger, Abwehrstrategien Pflanzen Der Echte Kerbel (Anthriscus cerefolium) verteidigt sich wie sehr viele andere Doldenblütler (Apiacae) mit ätherischen Ölen gegen Herbivoren. Der Mensch macht von dieser Abwehrstrategie in der Karotte, Petersilie, Sellerie, Pastinak und viele andere Doldenblütler als Gewürze und Kräuter. Didaktik zu motivieren. Deshalb suchten wir nach einem innovativen Konzept, das die Lernenden begeistern würde. Nach langem Nachdenken einigten wir und schlussendlich darauf, das Thema so aufzubereiten, dass die Pflanzen wie bei einer Schnitzeljagd gesucht werden mussten. Die Pflanzen, die wir didaktisch aufbereiten wollten, waren: Mechanische Abwehrmechanismen: Weißdorn Klettlabkraut Distel Erdbeere Brennnessel (als Beispiel für eine Kombination aus mechanischer und chemischer Abwehr) Chemische Abwehrmechanismen: Schafgarbe Schöllkraut Osterluzei Knoblauchsrauke Bärlauch (inkl. Vergleich mit der hochgiftigen Herbstzeitlose) „So machen wir das!“ – Didaktisches Konzept Als wir von unserem Thema erfuhren, dachten wir, dass es bestimmt schwer werden würde, die Schüler genauso für Pflanzen wie für Tiere Als Einstieg war geplant, den Schülern das Thema kurz als Vortrag vorzustellen. Anschließend sollten sie die Unterscheidung der Abwehrmechanismen erklärt bekommen. Unsere Idee war, die Schüler dann ca. 15 Minuten allein loszuschicken und die richtigen Pflanzen suchen zu lassen. Dazu bereiteten wir noch in Wien Kärtchen mit dem Bild und Namen der Pflanzen vor. Als Hilfestellung bei der Suche zeichneten wir in Marchegg Umgebungspläne, wo die wichtigsten Punkte der Umgebung (Haus, Pumphaus, Rapsfeld, Toilette), sowie die Standorte 7 Birgit Weis, Irene Holzinger, Abwehrstrategien Pflanzen der Pflanzen mit Rufzeichen eingezeichnet waren. So einen Plan sollte jeder Schüler mitbekommen. Am richtigen Standort angekommen, war als Aufgabe für die Schüler geplant, die Pflanze abzupflücken und eine Abwehrfrage, eine Standort- und eine Spezialfrage zu beantworten. – Die Spezialfrage soltte für jede Art einen besonderen Aspekt (wie z.B. Unterscheidungsmerkmale von Bärlauch und Herbstzeitlose erforschen) behandeln – oft waren auch kleinere Skizzen anzufertigen. Als Hilfsmittel wollten wir unter anderem ein Binokular für das Brennhaar der Brennnessel und Lupen zur genaueren Untersuchung der Pflanzen anbieten. Alle Pflanzen und zusätzliche Arten für Demonstrationszwecke sollten auch bei uns am Stand stehen, die Antworten bei uns am Treffpunkt aufliegen und im Fall von Abwehr- und Standortfrage von den Schülern selbstständig überprüft werden. Die Spezialfragen wollten wir im Plenum besprechen und als Abschluss gleichzeitig die wesentlichen „TakeHome-Messages“ unserer Station noch einmal gemeinsam wiederholen. Weniger ist mehr – Unsere Lehrziele 8 Birgit Weis, Irene Holzinger, Abwehrstrategien Pflanzen Die Ideen waren zahlreich, die Motivation war groß – dementsprechend lang war anfangs auch die Liste der Lehrziele, die wir ursprünglich in die uns zur Verfügung stehende halbe Stunde verpacken wollten – insgesamt nicht weniger als sieben verschiedene, von denen jedes allein Basis für mehrere Monate Biologieunterricht hätte sein können. Einige Lehrziele waren bis dato auch für uns neu (z.B. jedes noch so langweilige Pflänzchen hat irgendeine interessante Besonderheit zu bieten), einige davon waren sehr allgemein gehalten (z.B. Fähigkeit zum korrekten Lesen einer Umgebungskarte; Wiederholen der allerwichtigsten Merkmale verschiedener Pflanzenfamilien). Schon bei der ersten Gruppe stellten wir fest, wie knapp 30 Minuten sein können, weshalb wir unsere Lehrziele drastisch reduzieren mussten. Unsere Vorgehensweise war immer spontan, sodass sich bei jeder Gruppe etwas andere Schwerpunkte ergaben. • • Natur erkennen und begreifen Die zwei großen Pflanzen-Abwehr-Mechanismengruppen kennen Beispielpflanzen kennen, die einen bestimmten Abwehrmechanismus aufweisen Im Laufe der Zeit blieben für uns folgende vier Lehrziele über, die wir versuchen wollten, bei jeder Gruppe zu erreichen: Die SchülerInnen sollen… • Sich für die Natur sensibilisieren und beobachten, was manche Organismen besitzen und anderen wiederum fehlt • Das Zusammenspiel von verschiedenen Lebewesen in der Erstens kommt es anders,….. - Zur praktischen Umsetzung Wir gehörten zu den fünf unglücklichen Stationen, die am Mittwochmorgen durch die verfrühte Ankunft der Schüler überrascht wurden. Unsere Station war kaum fertig aufgebaut und die Spezialaufgaben in der Umgebung verteilt, als die Schüler schon vor uns standen. 9 Birgit Weis, Irene Holzinger, Abwehrstrategien Pflanzen Etwas hastig spielte sich daher der erste Durchlauf ab: Im Blitztempo wurde eine kurze Einleitung ins Thema gegeben – diese war noch sehr lehrerzentriert und wir interagierten nicht viel mit den Schülern. Danach zog jeder Schüler wie ursprünglich vorgesehen zwei Pflanzen. In Zweiergruppen wurden sie losgeschickt. Wie sich später herausstellte, waren das schon die ersten beiden Fehlentscheidungen. Wir wollten den Schülern zwanzig Minuten Arbeitszeit lassen, mussten sie aber aufgrund von falschem Zeitmanagement unsererseits schon nach ca. zehn Minuten zurückrufen – was aufgrund der großen Entfernungen der einzelnen Pflanzen untereinander unangenehme und stressige Rennerei bedeutete - und die zweite Pflanze wieder streichen. Auch die Auflösung der Spezialaufgaben war noch sehr chaotisch: Sie geschah vor allem durch uns und nur wenig durch die Schüler, Wegen des fehlenden Zeitgefühls unsererseits war das alles noch sehr unstrukturiert (z.B. ständiger, unmotivierter Wechsel zwischen chemischer und mechanischer Abwehr). Angeregt durch diese Misserfolgserlebnisse und durch konstruktives Feedback beschlossen wir, unsere Strategie um 180° zu ändern: Dabei behielten wir aber den Fehler, die Schüler in zwei Gruppen zu teilen bei und begingen zusätzlich noch einige andere. In unserem zweiten Durchgang begleiteten wir die Schüler direkt zu ihren Pflanzen. Zwar versuchten wir auch hier, die Schüler selber anhand der Karte und der Fotos ihre Arbeitsobjekte finden zu lassen – allerdings funktionierte dies – vermutlich gerade wegen unseres Beiseins – diesmal kaum. Wieder war das Zeitmanagement suboptimal, sodass zwischendurch teilweise die Worte fehlten und in einem krampfhaften Lehrervortrag versucht wurde, irgendwas zu erzählen, bis die Kollegin ebenfass zurück an der Station war. Kurz gesagt: Der zweite Durchgang unangenehmer als der erste. war für uns sogar noch Was also tun? Erneuter Schwenk um 180°, diesmal gekoppelt einerseits mit einer deutlichen Reduktion der Arbeitsaufgaben (statt zwei Pflanzen pro Person gab es ab sofort nur noch eine) und andererseits mit dem Beschluss, die Schüler alleine ins Gelände zu schicken. Speziell letzteres erwies sich als ungemein fördernd für die Produktivität der Schüler – wenn man von einem Ausnahmefall absieht, bei dem ein Casanova die Gelegenheit beim Schopf packte und mit seiner Freundin ins nahe gelegene Rapsfeld abzweigte. Ansonsten waren wir erfreut über weniger Getratsche, weniger Spaziergang und am besten, mehr Arbeitswille. Um auch für uns das Leben angenehmer zu machen, ließen wir die Schüler nicht mehr ganz aus dem Vollen unserer 12 Pflanzen schöpfen, sondern wählten nur diejenigen aus, die in der Nähe der Station wuchsen, so dass wir uns nicht die Beine krumm laufen mussten, um - ein einziges Mal während der freien Arbeitszeit der Schüler – zu kontrollieren, ob alle ihre Pflanzen gefunden hatten. 10 Birgit Weis, Irene Holzinger, Abwehrstrategien Pflanzen Der Rest war dann, wie man so schön sagt eine „g’mahte Wiesn“. Wir hatten diesmal keine Probleme mehr mit dem Zeitmanagement, die Schüler waren motiviert und die gestellten Aufgaben waren nun für alle in der vorgegebenen Zeit machbar. Das Unterrichten machte nun also richtig Spaß! Da das Konzept, so wie wir es beim dritten Mal angewandt hatten, gut funktionierte, blieben wir dabei und änderten bei der zweiten Schulklasse am Folgetag nur noch Kleinigkeiten. Unter anderem ließen wir ab sofort die Schüler selbst erraten, was an unserer Station auf sie zukommen würde, indem wir offene Fragen (z.B. „Was können Tiere, was Pflanzen nicht können?“) stellten. Bei der Auflösung ließen wir die Schüler immer mehr selbst Experten spielen, und achteten zuletzt auch darauf, dass wir dies in der räumlichen Anordnung von uns und den Mitschülern festmachten. Die Motivation und die Hingabe, mit der etwa die Haare der Brennnessel gezeichnet wurden oder neugierig in ein Schafgarbenblatt gebissen wurde, ließen uns die Dankbarkeit der Schüler (der meisten jedenfalls ) spüren. Reflexion Irene Rückblickend kann ich vor allem sagen, dass wir uns über viel zu viele Kleinigkeiten Gedanken gemacht haben (wie zum Beispiel: sollten bei den Schülern der Oberstufe die Pflanzennamen auch auf Lateinisch angeführt sein?), die uns dann vor Ort unbedeutend erschienen. Unsere didaktischen Lehrziele, so wie sie oben angeführt sind, waren uns zwar eigentlich klar, dennoch waren wir uns deren gerade bei den ersten Gruppen noch nicht wirklich bewusst und erst als wir von unseren „Supervisors“ den Tipp bekamen, sich immer die Lehrziele vor Augen zu halten, gingen wir die Sache anders an. Wir versuchten beispielsweise, den Schülern einen großen Überblick zu geben. Zu Beginn hatte jeder die Aufgabe, zwei Pflanzen zu suchen, danach gaben wir ihnen nur mehr eine. So konnten sie sich besser auf die eine konzentrieren und bekamen dafür mehr Informationen darüber. Über die anderen Pflanzen bekamen sie danach in der Schlussbesprechung Informationen von den Mitschülern. Mir, als junge Lehrende, ist es gerade am Anfang schwer gefallen, die Schüler nicht mit Wissen zu überhäufen, sondern sie selbst entdecken zu lassen. Es war schwer, nach diesem Rat zu arbeiten, doch die Schüler erarbeiteten sich ihre Pflanze wirklich alleine, ohne vorher alles vorgekaut bekommen zu haben. Das war für mich ein besonderer Wow-Effekt, denn in meinem Biologie-Unterricht war es komplett normal gewesen, das Wissen der Lehrerin abzunehmen, aber nicht selbst etwas zu erforschen. Das war auch der Grund, weshalb ich mir nie gedacht hätte, dass solch selbstständiges Arbeiten der Schüler wirklich möglich ist und dass dabei auch etwas Produktives herauskommt. Das ist einer der wichtigsten didaktischen Punkte, die ich mir mit nach Hause genommen habe. Mich erstaunte auch der sehr unterschiedliche Wissensstand der Schüler in einer Gruppe. Manche Schüler waren wirklich begeistert und konnten Zusammenhänge herstellen, dass ich nur staunen konnte. Ein Schüler erkannte beispielsweise sofort, dass die Härchen auf dem Klett-Labkraut neben der Abwehr von Feinden dem Halt an nebenstehenden Pflanzen dienen. Im Großen und Ganzen kann ich sagen, dass mir diese fünf Tage vor allem in didaktischer, wie auch in fachlicher 11 Birgit Weis, Irene Holzinger, Abwehrstrategien Pflanzen Sicht sehr viel gebracht haben und ich damit wirklich für mich brauchbares Wissen erlangt habe. Birgit Meine Erkenntnisse und Erfahrungen nach dieser Lehrveranstaltung waren sehr ähnlich: Einerseits war es für einen Perfektionisten wie mich einmal mehr nötig, die Erfahrung zu machen, dass weniger VIEL mehr sein kann und wie schwer es ist, sich zurückzunehmen und die Schüler selbstständig werken zu lassen. Erst dann, wenn man zwar nicht zu viel auf einmal und in klaren Anweisungen Dinge fordert, können die Schüler aufblühen, entwickeln Freude an ihrer Tätigkeit und bringen auch gute Leistungen – von wenigen Ausnahmen abgesehen kamen unsere Schüler ganz selbstständig auf genau die Besonderheiten, die wir vermitteln wollten. Sehr erstaunt hat mich auch speziell bei der Standortfrage, wie gerne und genau manche Schüler die Umgebung ihrer Pflanzen beobachten und auch interpretieren konnten. Ebenfalls wichtig war die Erfahrung, dass es mit dieser Art des Unterrichtes als Lehrer auch möglich ist, zwischendurch abzuschalten, andere Dinge zu erledigen oder aus Freude an der Natur mit den Schülern mit zu forschen (schließlich und gottseidank hat man ja mit dem Abschluss des Studiums noch nicht ausgelernt...). Und als wir bei der letzten Gruppe nicht einmal die Schlussbesprechung mehr selber machen mussten sondern die Schüler als „Experten“ über ihre Pflanze referieren ließen, konnten wir merken, wie motiviert die Schüler waren und wie locker, angenehm und dadurch hoffentlich auch ertragreich unsere Station für sie gewesen sein muss. Daneben war es eine tolle Erfahrung für mich, dass wir wirklich wie verheißen – „in geschützter Atmosphäre auf einer Probebühne“ stehen durften. – Es war uns keiner böse, obwohl die ersten beiden Durchgänge so kläglich gescheitert sind, sondern wir konnten durch konstruktive Kritik so lernen, wie man meiner Meinung nach am besten lernt: Durch Fehler, aber auch durch das Spüren von Erfolg nach dem Ändern seiner Strategie. 12 Birgit Weis, Irene Holzinger, Abwehrstrategien Pflanzen Literatur Bücher: Attenborough, David (1998): Das geheime Leben der Pflanzen. München: Scherz Fitter, Alastair (1987): Blumen – Wildblühende Pflanzen. Biologie+Bestimmen+Ökologie. Pareys Naturführer plus. Hamburg; Berlin: Parey Martin, Konrad (2002): Ökologie der Biozönosen. Berlin; Heidelberg, Deutschland: Springer-Verlag Websites: https://www.uni-hohenheim.de/www260/pdf/NFGZ%202002.pdf - Zugriff am 26. Mai 2011. 13 Haunold Aladin, Schernhammer Tobias, Boden Lebensraum Boden Boden: „Wir stehen drauf“ von Haunold Aladin & Schernhammer Tobias Fachliches Was ist Boden? Boden ist nicht nur Erde oder Gestein. Er ist die Summe aller organischen und anorganischen Einzelteile. Ohne Böden könnten wir nicht auf dieser Erde leben. Der Ursprung eines Bodens liegt dem Gestein zugrunde auf dem er heranwächst. Das Grundgestein (CHorizont) bildet das Fundament. Es beeinflusst durch seine chemischen und physikalischen Eigenschaften wie sich der Boden entwickeln wird. Je nachdem ob der Boden wasserdurchlässig oder undurchlässig, Sauer oder Basisch ist, liegt der Grundstein für die späteren Ökosysteme. Durch Regen, Frost, Schnee, Sonne und Wind aber auch durch Algen und Moose wird die oberste Schicht des Gesteins aufgebrochen und verwittert. Verwitterung ist die Treibende Kraft am Anfang der Bodenbildung. Auf dem gebildeten Substrat können die ersten höheren Pflanzen Nährstoffe und halt finden. Mit der Zeit sterben die Pflanzen ab und eine schmale Humusschicht (A-Horizont) bildet sich durch die Zersetzungsarbeit von Bakterien, Pilzen, und diversen Kleinlebewesen. Ist dieser Prozess im Gange können über die Jahrtausende mächtige Schwarzerdeböden entstehen. Zwischen A und C Horizont liegt der B Horizont der den Übergang von Humusschichten zur Gesteinsschicht darstellen (Blume 2010). Der Boden bietet Lebensraum für Tiere, Maulwürfe, Regenwürmer und andere grabende Tiere fördern die Bodendurchlüftung und vermischen die unterschiedlichen Horizonte. Der Wasserhaushalt des Bodens ist ein Maßgeblicher Faktor bei der Zersetzung von organischen Materialien. Je nach Bodenfeuchte und Grundwasserspiegel bilden sich unterschiedliche Böden aus. Der Boden der Au: Flussnahe Böden werden durch die häufigen Überschwemmungen geprägt. Sedimentschichten überdecken die Humusschichten und werden wieder weggewaschen. Nach jeder Überschwemmung entstehen neue Rohböden die durch Pionierarten rasch besiedelt werden. Weiden können rasch auf den freien Schotterflächen Fuß fassen. Die so entstandene Pflanzengesellschaft nennt man „Weiche Au“. Je weiter man vom Fluss weggeht umso seltener reichen die jährlichen Überschwemmungen aus das umliegende Gebiet zu überschwemmen. Die Humusschicht wird nicht mehr weggewaschen und kann wachsen. Waldgesellschaften entstehen und bilden die „Harte-Au“, in ihr dominieren Eschen und 14 Haunold Aladin, Schernhammer Tobias, Boden Eichen. Die Böden weisen meist einen erheblichen Anteil an Lehmen auf (Blume 2010). Jede Überschwemmung bringt auch wieder neue Sedimente und neue Nährstoffe in den Auwald, begünstigt somit das Pflanzenwachstum und der Boden wächst. Die Produktivität des Bodens liegt in erster Linie an den Nährstoffen die in ihm vorhanden sind. In Bezug auf Artenvielfalt gilt meist die Regel: „ Weniger ist mehr“. Produktive Wiesen die einen hohen Landwirtschaftlichen Ertrag erzielen sollen beherbergen meist wenige Arten die mit dem hohen Dünger Eintrag zurechtkommen. Die Artenvielfalt im Boden besteht zu einem großen Teil aus Bakterien und Wirbellosen Tieren (Reicholf 1989). Wirbeltiere stellen nur einen geringen Prozentsatz. Folgende Arten sollen als Beispiele für das Leben im Boden dienen: Maulwurf (Talpa europea) gehört zur Familie der Talpidae in der Ordnung Eulipotyphla. Er verbringt Zeit seines Lebens unterirdisch in selbst gegrabenen Gängen. Er ernährt sich von Insektenlarven und Regenwürmern. Er bewohnt lichte Wälder, Wiesen und Äcker. Die Knoblauchkröte (Pelobates fuscus) gehört zur Familie der Pelobatidae. In Österreich liegt ihr Verbreitungsschwerpunkt in den östlichen Bundesländern. Sie besiedelt Landschaften mit lockeren grabfähigen Böden, wo sie sich über den Tag eingräbt und erst in der Nacht auf Nahrungssuche geht. Maulwurfsgrille (Gryllotalpa gryllotalpa) ist der einzige Vertreter aus der Familie der Gryllotalpidae (Ensifera) in Europa. Sie lebt in selbstgegrabenen Röhren auf sandigen, feuchten Böden. Wo sie in Gärten vorkommt wird sie von den Gärtnern nicht geschätzt, da sie sich auch von Wurzeln ernährt. Regenwurm (Lumbricus sp.) ist einer der wichtigsten Boden bewohnenden Tiere, er trägt in vielfältige Weise zur natürlichen Bodenfruchtbarkeit bei. Dachs (Meles meles) ist ein Allesfresser aus der Familie Mustelidae. Er bewohnt verzweigte Gangsysteme, die er meist in Böschungen gräbt. Dachsbaue werden meist über Generationen benütz und erreichen oft beachtliche Längen. (Reichholf 1982). Didaktik 2. Fachdidaktik a) Didaktische Reduktion (wie für Kinder aufbereiten?) Die Geschichte: Wir spielten zwei Bodenforscher. Als erstes erklärten wir ihnen, mit was sich Bodenforscher beschäftigen. Auch fragten wir sie, ob sie wissen weshalb die Fischerhütten auf Stelzen stehen und nicht direkt am Wasser. Dies war wichtig, da sie für das weiter arbeiten mit dem Boden, wissen mussten, dass die March oft Hochwasser führte. Zum Schluss meinten wir, dass wir ihre Hilfe benötigen. Gaben ihnen 2 Schaufeln und ließen sie selbst graben. Sie sollten am Fluss ein kleines Loch ausheben um zu erkennen, dass der Boden mehrere Schichten hat. Wir hatten die Tage davor schon zwei tiefe Löcher ausgehoben, eines neben dem Fluss und eines im Wald. Die Frage stellte sich, worin der Unterschied zwischen diesen Löchern und damit dem Boden im Wald und am Fluss bestand. Damit die kurze Zeit besser genutzt werden konnte, teilten wir die Schulkinder in zwei Gruppen, wobei eine das Loch im Wald und die andere das Loch nahe dem Fluss untersuchten. Sie sollten in die 15 Haunold Aladin, Schernhammer Tobias, Boden Löcher hinabsteigen, alles Visuelle aber auch den Boden angreifen und gefühlte Unterschiede erkennen. Ein Schulkind schrieb alle Eigenschaften der Löcher auf. Danach kamen sie wieder zusammen, um sich die herausgefundenen Eigenschaften gegenseitig vorzulesen. Hier sollten sie den großen Unterschied zwischen Überschwemmungsgebiet und NichtÜberschwemmungsgebiet durch Zusammenarbeit beider Gruppen selbst herausfinden. Danach Zeigten wir ihnen noch ein großes Gefäß mit Erde und sagten, sie sollen vorsichtig darin graben. Nun stellten wir uns ein paar Meter weg, damit wir nicht in ein LSG fielen und überließen sie sich selbst. Wir hatten ein paar Knoblauchkröten gefangen und wollten, dass die Schulkinder die Eigenschaften der Tiere ohne unsere Hilfe erkennen. Nur bei direkten Fragen an uns, erklärten wir etwas, sonst hielten wir uns ganz heraus. Anmerkungen: Das Schwerste für uns war, nicht andauernd in LSGs zu schlittern, denn wir wollten Wissen vermitteln und das was wir wussten, wollten wir auch „lehren“. Leider hatte wir nur einen wirklich sehr gut gelungen Versuch, da kurz vor der letzten Gruppe ein Gewitter auf kam. b) Reflexion: Vorgenomen hatten wir uns vieles und auch vorbereitet wurde alles, doch sahen wir schnell ein, dass nicht alles umsetzbar war. Die langen Arbeitszeiten (Löcher graben) und die Umstände, dass wir so viele Schichten fanden, ließen uns nur eine Entscheidung übrig. Wir mußten das halbe Konzept auf den Kopf stellen und versuchen den Schulkindern nun die ausgegrabenen Schichten näher zu bringen und nicht nur verschiedene Boden bewohnende Tiere zu zeigen. Die ersten Gruppen versuchten wir noch mit vielen Tiere zu begeistern, doch nicht nur dass, das Zeitfenster viel zu eng geworden ist, sondern auch LSGs(klassisches Lehrer-SchülerGespräche) (Eder 2011) nahmen Überhand. Da wir ja viel Wissen vermitteln wollten, kamen wir unter Zugzwang. Wir versuchten 16 Haunold Aladin, Schernhammer Tobias, Boden alles aus ihnen herauszukitzeln und hakten auch immer nach, wenn sie es nicht genau wußten. Kurz gesagt, anfangs ging Vieles schief. Einzelne Dinge aber funktionierten gut oder sogar besser als wir dachten, z.B.: Die in die Löcher gefallenen Tiere, bis auf das, dass manche Kinder Angst davor hatten, haben sie schnell erkannte, dass sie normalerweise auf dem Boden und nicht darin leben. Auch die Knoblauchkröten waren ein fast voller Erfolg, sie erkannten die meisten Eigenschaften von selbst und nur manchmal fielen wir in ein LSG. Was wir aber bei den späteren Gruppen penibel versuchten zu unterlassen. Dies funktionierte viel besser. Bei anderen Tieren, wie der Dachs oder der Maulwurf, konnten wir nicht anders und erklärten alle Eigenschaften der Tiere ohne wirklich auf die Schulkinder einzugehen. Erst als wir bemerkten, dass es viel zu kompliziert und auch zu lange dauern würde, die Kinder selbst diese Tiere erforschen zu lassen, wir wussten einfach auch nicht wie, ließen wir sie weg und reduzierten uns auf wenigere Tiere. Mit der letzten Gruppe trafen wir dann voll ins Schwarze, wir hatten uns auf wenigere Lehrziele geeignet und ließen dieses auch von den Schulkindern selbst herausfinden. Auch wenn wir ihnen auch noch andere Eigenschaften vermitteln wollten, ließen wir sie ihr neues Wissen selbst wählen und waren erstaunt, wie viel sie sich selbst aneigneten. Anmerkungen. Als verschieden Professoren uns beobachteten waren wir sehr nervös und wollten unser Bestes geben. Dies waren meist LSGs und 17 Haunold Aladin, Schernhammer Tobias, Boden wir waren nach der ersten Gruppe ein bisschen niedergeschlagen. Am Abend, nachdem sie uns erklärten, was wir gut gemacht hatten und was nicht, kamen wir drauf, dass das Ziel dieser Lehrveranstaltung, nicht nur Schülern die Umwelt und die Biologie schmackhaft zu machen, sonder auch uns ins offene Messer laufen zu lassen, damit wir aus Selbsterfahrung lernen, wie Kinder lernen. c) Was war das Lehrziel? : Unser Lehrziel bestand in der Vermittlung das Boden nicht nur aus Erde besteht sondern einen Komplexen Lebensraum darstellt. Der Ansatz zur Vermittlung dieses Lehrziels war spielerisches Erforschen des Bodens, was anfangs in einem gefühlten Chaos mündete. Erst am zweiten Tag konnten wir unser Lehrziel wirklich umsetzen. Durch erforschendes Lernen kamen die Kinder von selbst auf Eigenschaften des Bodens. Im Endeffekt konnten wir sie auf die Bodenbildung und den Lebensraum aufmerksam machen. Literatur Bücher Zitate: Reichholf J. (1982): Säugetiere Mosaik Verlag, München 285 pp. Reichholf J. (1989): Feld und Flur, Mosaik Verlag, München 223 pp. Blume, H-P., Horn R., Kandeler E., Kagel-Knabner I., Kretzschmar R., Stahr K. & Wilke B.-M. (2010): Lehrbuch der Bodenkunde Spektrum Akad.Verl., Heidelberg 569 pp. Eder E. (2011): persönl.Mitteilung: Das Lehrer-Schüler-Gespräch 18 Eva Hausberger & Eva Maria Mühlbauer, Aupflanzen Aupflanzen Eva Hausberger & Eva Maria Mühlbauer Fachliches Einleitung Das Wort „Au“ kommt aus dem Mittelhochdeutschen und bedeutet „Wasserwald“. Wasser stellt das Charakteristikum einer jeden Au dar. In Marchegg trafen wir auf eine natürlich Au, die von zwei Hochwässern im Jahr gekennzeichnet ist. Zum Einen das Frühjahrs-Hochwasser das März/April durch die Schneeschmelze ausgelöst wird. Zum Anderen kommt es zu einem SommerHochwasser in den Monaten Juli/August, das durch die Schneeschmelze in den Alpen induziert wird. Die Donau, als „Gebirgsstrom“ führt in dieser Zeit große Wassermengen mit sich und dies führt dazu, dass der langsamfließende Tieflandfluss March von der reißenden und schnellfließenden Donau bei Hainburg, wo die March in die Donau mündet, bis zu 25km flussaufwärts zurückgestaut wird. Folglich kommt es zu beträchtlichen Überflutungen entlang der March. Der Lebensraum Au ist für Pflanzen aus jenem Grund besonders, da durch diese großen Wassermengen viele Nährstoffe wie zB Huminsäure und andere Schwebstoffe mit den Hochwässern herangetragen werden. Die Pflanze ist somit ausreichend mit Wasser und Nährstoffen versorgt. Große Bodenfeuchtigkeit bis Staunässe und anhaltende Düngung kann bei vielen Pflanzen zu Fäulnis und zum Absterben führen. Aupflanzen jedoch sind an diesen Lebensstandort angepasst und können mit diesen extremen Bedingungen umgehen. Fachdidaktisches Konzept Für die Erarbeitung des Lebenraum Au, aus Sicht der Pflanzen, bereiteten wir einen Stationenbetrieb vor. Die Schüler sollten eigenständig in Gruppen von vier bis fünf Schülern bzw. Schülerinnen den Lebensraum der Aupflanzen entdecken und erforschen. Nach der SchülerInnenbegrüßung und dem gegenseitigen Vorstellen, gaben wir den SchülerInnen eine kurzen Überblick über die Au. Wir stellten Fragen zu den Besonderheiten der Au hier in Marchegg und wir erläuterten die Hochwässer. Zur Veranschaulichung der katastrophalen und beeindruckenden Ausmaße der Hochwässer weisten wir die SchülerInnen auf die Hochwassermarken an einem Brückenpfeiler hin. Die Baumarten, die die „weiche“ und „harte Au“ kennzeichnen, wurden besprochen. Die Schüler waren sehr aktiv bei der Sache, sie erkannten viele Unterschiede in den Farben, Formen und in den Wuchsschichten der Au. Ziel dieser kleinen Einführung war es, die Schüler auf die Umgebung aufmerksam zu machen und ihnen die grundlegenden Faktoren einer Au vor Augen zu führen. 19 Eva Hausberger & Eva Maria Mühlbauer, Aupflanzen Unser Startpunkt für den Stationenbetrieb war eine Übergangsstelle zwischen der weichen und der harten Au, selbst wenn hier in Marchegg die Au eine eher fließende Grenze aufweist, erkannten die Schüler die wichtigsten Elemente der Au-Unterschiede. Es war gut zu erkennen, dass die weiche Au blassere Grüntöne beinhält und die Baumschicht lichter ist. Die Baumarten wie Schwarz-Pappel (Populus nigra) und Silber-Weide (Salix alba) sind charakteristisch für eine weiche Au. Zudem enhält diese keine Strauchschicht und nur wenige krautige Pflanzen. Hingegen konnte man den dichten Bewuchs durch viele krautige Pflanzen und eine dichte Strauchschicht zB Schlehdorn (Prunus spinosa) und Weißdornsträucher (Crataegus sp.) in der harten Au gut erkennen. Typische Baumarten, die die harte Au in einem saftigen Grünton erscheinen ließen, sind Gewöhnliche- (Fraxinus excelsior ) und Quirl-Esche (Fraxinus angustifolia), Eschen-Ahorn (Acer negundo), Feld-Ahorn (Acer campestre) und Flatter-Ulme (Ulmus laevis). Für den Ablauf der Stationen bekamen die Schüler einen Arbeitsplan, jenen sollten sie der Reihe nach erledigen und die Stationen in der Reihenfolge besuchen. Der Parcours war durch Nummerntafeln gut beschildert. Der Stationenbetrieb startete mit einem Welkversuch von gepflückten Brennnesseln (Urtica dioica ) und Gräsern. Die Schüler hatten die Aufgabe Brennnesseln zu schneiden und jene in die Sonne zu legen. Station zwei, befand sich auf einem sandigen Standort, wo die Schüler gebeten waren Gräser zu pflücken und sich den sandigen Untergrund genauer anzuschauen. Anschließend wurden die Gräser zu den Brennnesseln in die Sonne gelegt und es ging weiter zur dritten Station im Wald. Dort sollten die Schüler einen Spatenstich durchführen um sich das Erdreich genauer anzusehen. Ihre Analyse des Bodens sollte ihnen Aufschlüsse über den Geruch, die Konsistenz, die Feuchtigkeit und die Farbe geben. Zudem wurden die Schüler im Arbeitsplan hingewiesen auf die Festigkeit des Bodens und das Geräusch zu achten, wenn sie den Spatenstich machten. Ziel, dieser Aufgabe war es den Lebensraum einer Aupflanze mit den Sinnen zu erfassen. Die Schüler sollten die feuchte, nährstoffreiche Erde wahrnehmen und ihre Erkenntnisse interpretrieren. Die SchülerInnen sollten erkennen, dass hier die Pflanzen durch das hohe Nährstoffangebot vermehrt wachsen und viele Wurzeln ausbilden um die vorhandenen Nährstoffe maximal für sich zu nutzen und um sich fest im Boden 20 Eva Hausberger & Eva Maria Mühlbauer, Aupflanzen zu verankern (Gefahr der Entwurzelung und Verfrachtung durch Überflutung). Bei der nächsten Station war es Aufgabe der Schüler die Hopfenlänge zu messen. Zwei Hopfenpflanzen sollten mit einem Zahlstab gemessen werden und die Ergebnisse mit den Ergebnissen des Vortages verglichen werden. Die Wachstumsergebnisse waren beeindruckend. Der Stationenbetrieb war somit zu Ende und in Form einer Schlussbesprechung sollten die Schüler-Erkenntnisse und Ergebnisse gemeinsam besprochen werden. Die gewelkten Brennnesseln wurden mit den noch frischaussehenden Gräsern verglichen. Die Aufgabe der SchülerInnen war Rückschlüsse auf das Pflanzengeweben zu machen. Die Schüler sollten die Erkenntnis haben, dass Brennnesseln es gewohnt sind an feuchten, nährstoffreichen Standorten zu wachsen, während ein Gras, von einem trockenen Standort, ausgezeichnet an die trockenen Verhältnisse angepasst ist und es viel langsamer welkt, als eine Brennnessel. Weitere Gründe für dieses Ergebnis war die größere Transpiration bei der viel größeren Oberfläche der Brennnessel. Die Turgeszenz, die die Stützfunktion der Brennnessel übernimmt, brach durch das Abreißen und die Einwirkung der Sonne schnell zusammen. Die Gräser weisen zudem eine viel kompaktere und robustere Bauweise auf und sie sind somit bestens an Überschwemmungen (Wasserstrom) angepasst. Die Bodenuntersuchungen führten zu der Erkenntnis, dass es in einem Auboden viele Wurzelausbildungen aufgrund von einem großen Angebot an Wasser und Nährstoffen, im Gegensatz zu einem trockenen Sandboden, gibt. Mit Hilfe einer Aupflanze im Glasgefäß 21 Eva Hausberger & Eva Maria Mühlbauer, Aupflanzen konnte den Schülern das Problem der Staunässe veranschaulicht werden. Eine Pflanze die vollständig mit Wasser überflutet war und im Erdreich in Wasser „badete“, konnte die Schüler überzeugen, dass dieses Hochwasser-Phänomen tatsächlich ungünstig für die Pflanze ist. Der Vergleich mit einer zu stark gegossenen Zimmerpflanze im Blumentopf, die bereits verfaulen würde, führte zu einem Aha-Erlebnis auf Seiten der Schüler. Durch ihr bereits vorhandenes Wissen zum Hopfen (Humulus lupulus), als Würz- und Konservierungsmittel in der Bierproduktion, konnten mit weiteren interessante Details anknüpfen. Stichwort: Hopfen als Nutzpflanze, die außerdem viele interessante Eigenschaften aufweist, die auch uns noch zuvor unbekannt waren. Die Tatsache, dass Hopfen schnell wächst (bis zu 8cm pro Tag) beeindruckte die Schüler sehr stark. Auf die Frage, warum das so ist, kam prompt die Antwort - großes Nährstoffangebot. Wir erläuterten noch, dass diese Pflanze die Fähigkeit besitzt die vorhandenen Nährstoffe sehr schnell in Biomasse umzubauen. Da es in der Au ein Überangebot an Wasser und Nährstoffen gibt, müssen Aupflanzen lediglich um Licht konkurrieren. Der Hopfen rankt sich deswegen in Richtung des Sonnenlichts und klettert mit Hilfe seiner Klettborsten an anderen Pflanzen, Zäunen oder Hauswänden empor. Die Fähigkeit der Aupflanzen diesen extremen Bedingungen Stand zu halten und diese für das Wachstum zu nutzen, ist der Grund warum der Hopfen und auch andere Aupflanzen wie zB die Brennnessel (früher als Faserpflanze genutzt), zu Nutzen des Menschen aus der Au kultiviert wurden. Reflexion Im Laufe der Vorbereitungsphase für die Freilanddidaktik hatten wir eine Fülle von Ideen, welche wir im Konzept von „10 Hinweisen in der Au“ vereinen wollten. Unser ursprüngliches Vorhaben, besonders markante Pflanzen bzw. Standorte auffällig zu markieren und die Schüler auf Entdeckungsreise zu schicken, mussten wir aufgrund der vorliegenden örtlichen Gegebenheiten geringfügig abändern. Es erschien uns vorort wichtiger, dass die Schüler weniger Stationen durchmachen, dafür diese erforschen und daraus nachhaltig profitieren können. Nach anfänglicher Zweifel, ob die Schüler unsere Begeisterung für die Aulandschaft und deren Botanik teilen können, bestätigte sich nicht, denn sie absolvierten unseren Stationenbetrieb sehr gewissenhaft. Am ersten Tag hatten wir jedoch das Problem, dass wir den Schülern zu wenig Freiraum für forschendes Lernen gewährten, weil wir ständig Instruktionen während des Lernprozesses gaben. Da diese Strategie dazu führte, dass sich die Schüler von uns gestört fühlten und daher immer wieder Fragen an uns richteten, mussten wir unser Konzept abändern. Am darauffolgenden Tag nahmen wir uns vor, die Schüler selbstständig arbeiten zu lassen und gemeinsam mit ihnen die Forschungsergebnisse zu besprechen. Aufgrund der genauer formulierten Arbeitspläne mit einer Wegbeschreibung, fanden sich die Schüler sehr gut zurecht und hatten Freude am Erforschen der Natur. Diese Schulklasse war auch im Vergleich zur vorhergehenden Klasse sichtlich an eigenständiges Arbeiten gewöhnt, was unseren Einsatz bedeutend in den Hintergrund verlagerte. Wir waren somit nicht unentwegt hinter den Schülern her 22 Eva Hausberger & Eva Maria Mühlbauer, Aupflanzen und wir hatten während dem Stationenbetrieb Zeit die Schüler von der Ferne zu beobachten und zu beaufsichtigen. Bei unseren Beobachtungen fiel uns auf, dass sich der Lernprozess innerhalb der Gruppen durch eine enorme Gruppendynamik von ganz alleine regulierte. Literatur Einige Fakten wie beispielsweise die Bodenuntersuchung überschnitten sich zu einem gewissen Teil mit der Bodengruppe, wodurch zwei Gruppen schon Vorwissen mitbrachten und dies stolz verkündeten. Diese Überschneidung lieferte den Schülern Erfolgserlebnisse, weil sie an bereits gelerntes Wissen anknüpfen konnten. Das größte Erstaunen lösten das Hopfenwachstum und die Hochwassermarken aus. Für die Schüler war es faszinierend, dass eine Pflanze in nur einem Tag so schnell wachsen kann bzw. welche Dimensionen ein Hochwasser an der March annehmen kann. GRANER H. Trotz anfänglicher Schwierigkeiten wie der Zeiteinteilung und der Konzeption unserer Stationen, gelang es uns unsere Lernziele zu erreichen. Grundsätzlich war es uns wichtig die Schüler für die Natur zu begeistern und ihnen die Merkmale und Besonderheiten der Pflanzen im dynamischen Lebensraum Au zu vermitteln. Rückblickend schafften wir es bei nahezu allen Gruppen, dass sie die Nährstoffe als wichtigste Ressourcenquelle der Aupflanzen bzw. den speziellen Wasserhaushalt dieser Pflanzen erkannten. Abschließend kann gesagt werden, dass diese Woche nicht nur zu unserer persönlichen Entwicklung in Bezug auf Kenntnisse über den Tier- und Pflanzenreichtum einer Aulandschaft, sondern auch maßgeblich zu unseren Erfahrungen als zukünftige Lehrerinnen beigetragen hat. (2005): Was blüht denn da?; 57. unveränderte Auflage – Franckh-Kosmos Verlag, Stuttgart. AICHELE D. & GOLTE-BECHTLE M. (2008): Nationalpark Donau-March-Thaya-Auen, 3. vollständig überarbeitete und erweiterte Auflage- Christian Brandstätter Verlag, Wien. (1999): Auwald. In: Fließende Grenzen. Lebensraum March-Thaya-Auen. Umweltbundesamt, Wien: 129-153. LAZOWSKI, W. (1999): Zur Flora und Vegetation des österreichischen March- und Thaya- Tales. In: Fließende Grenzen. Lebensraum March-Thaya-Auen. Umweltbundesamt, Wien: 181-202. SCHRATT-EHRENDORFER, L. (2007): Die Pflanzen der Au – einige didaktische Vorschläge. Verfügbar in: http://aeccbio.univie.ac.at/ fileadmin/user_upload/kompetenzzentrum_aeccb/Symposiu m/Abstractvolume_outdoortag.pdf [30.5.2009] TURIC, K. und PANY, P. ZUNA-KRATKY, T. (1999): Übersicht über die Lebensräume. In: Fließende Grenzen. Lebensraum March-Thaya-Auen. Umweltbundesamt, Wien: 103-108. 23 Mario Huber, Philipp Enders Signale im Tier- und Pflanzenreich Funktion und Eigenschaften Von Mario Huber & Philipp Enders Fachliches Signale - Einführung Definition: Signale sind Umweltreize die eine spezifische Verhaltensänderung im Empfängerorganismus hervorrufen. Sender – Empfänger – Modell: Botschaften in Form von Signalen gehen von einem Sender aus und werden von einem Empfänger wahrgenommen. Nach Übermittlung von Nachrichten findet eine Veränderung im Empfängerorganismus statt welche sich auf physiologischer Ebene oder im Verhalten ausdrückt und mit oder ohne Rückmeldung zum Sender ablaufen kann. Mimikry–Nachahmung und Betrug im Tier- und Pflanzenreich: Sowohl Sender als auch Empfänger können Betrüger sein. Im Laufe der Evolution entstanden zwangsläufig „Betrüger“, die Signale verfälschen um daraus einen Vorteil zu ziehen, oder die von einem Sender empfangene Information nicht zu dem von ihm vorgesehenen Zweck verwenden. So gibt es im Pflanzenreich zum Signale im Tier und Pflanzenreich Beispiel nektarlose Blüten die Insektenweibchen oder auch stinkendem Aas ähneln. Nachahmungen solcher Art werden in der Biologie unter dem Begriff „Mimikry“ eingeordnet. Ein Beispiel tierischer Mimikry wäre die Viersteifige Dickkopffliege(Conops quadrifasciatus). Dieses wehrlose Individuum ahmt das Aussehen der wehrhaften Wespen nach und wirkt so ebenfalls gefährlich und giftig. Signaltypen im Tier- und Pflanzenreich Tiere und Pflanzen sind also Organismen die, wie wir Menschen, die Fähigkeit zur Signalübermittlung besitzen. Es gibt allerhand Möglichkeiten ein Signal zu überbringen. Tiere als wesentlich komplexere Organismen haben im Vergleich zu Pflanzen den Vorteil, Signale auf deutlich mehr Kanälen übertragen zu können. Welche Signale können wir nun im Tier- und Pflanzenreich unterscheiden? Tierreich: chemische(i.W. olfaktorische) Signale, optische Signale, akustische Signale, taktile Signale ,vibratorische Signale oder elektrische Signale Pflanzenreich: chemische Signale(i.W. olfaktorische) Signale, optische Signale Was man sich unter den einzelnen Signaltypen vorstellen kann wollen wir nun kurz erläutern und anhand von Beispielen klarmachen: Chemisch: [Tierreich]: Geruch hat die Funktion eigene Artgenossen wiedererkennen zu können und spielt eine große Rolle bei der Reproduktion. Außerdem wird Geruch zur Revierabgenzung eingesetzt. 24 Mario Huber, Philipp Enders Bsp.: Hund – Reviermarkierung; Pheromone sowie weitere Geruchsstoffe sorgen dafür, dass die Partner ihre Liebesbotschaften austauschen können und zum richtigen Zeitpunkt zusammen finden. [Pflanzenreich]: Pflanzen locken mit speziellen Duftstoffen Insekten an. Es gibt aber auch Pflanzen die Duftstoffe zur Schädlingsabwehr produzieren. Optisch: [Tierreich]: Leuchtkäfer – Durch das Aussenden von spezifischen Lichtimpulsen werden Partner der gleichen Art angelockt. [Pflanzenreich]: Farben als optische Signale locken Insekten an. Akustisch: [Tierreich]: Quaken der Frösche, Zwitschern der Vögel Taktil: [Tierreich]: Das Lausen bei Affen dient z.B. zur Aufrechterhaltung von sozialen Strukturen. Vibratorisch: [Tierreich]: Balzsignale bei Spinnen durch ruckartige Bewegungen der Beine oder „Trommeln“ mit den Pedipalpen. Elektrisch: [Tierreich]: Elektrokommunikation bei Meeresfischen während der Balz. Beispiele von Signalen im Tier und Pflanzenreich Da sich mein Kollege und ich im Rahmen des Seminars auf die Vermittlung der optischen, akustischen und olfaktorischen Signale festgelegt haben möchten wir uns auch in diesem Beitrag speziell auf die Ausführung dieser drei Signaltypen beschränken. Funktion der Signale: Nach der Funktion der Signale wollen wir nun etliche interessante Beispiele aus dem Tier- und Pflanzenreich näher betrachten. Signale im Tier und Pflanzenreich a) Warnen b) Tarnen/Täuschen c) Anlocken a) Warnen Unter einer Warntracht versteht man auffällige tierische Farbkleider mit vielfach charakteristischen Farbzusammenstellungen. Diese Farbkonstellationen vermitteln Giftigkeit, Ungenießbarkeit oder Gefährlichkeit. Gelb – schwarze Warntracht Wespe (Vespinae) Es gibt viele Fliegenarten und auch einige Käfer und Schmetterlinge die sich, wie die Vierstreifige Dickkopffliege, welche bereits in der Einleitung kurz angesprochen wurde, eine gelb-schwarze Warntracht zu Nutzen machen. Wenn auch manche Vogelarten, wie Wespenbussard, Neuntöter, Grauer Fliegenschnäpper, und Bienenfresser besonders auf Wespenfang eingestellt sind, besitzen Wespen und Bienen doch im Großen und Ganzen weniger Feine als andere unbestachelte Insekten. Als wespenähnliche Arten sind besonders zahlreiche Schwebfliegen (Syrphiden) Schwebfliege (Syrphiden) bekannt. Damit man die Ähnlichkeiten sowie etwaige Unterschiede zwischen Schwebfliege und Wespe noch einmal per se betrachten kann haben wir Bilder der beiden Tiere nebenstehend eingefügt. 25 Mario Huber, Philipp Enders Signale im Tier und Pflanzenreich Zu den Nachahmern stachelbesitzender Insekten gehören außerdem die sogenannte „Schlammfliege“ (Eristalis), viele Bockkäfer, wie z.B. der Wespenbock (Necydalis major) und unter den Schmetterlingen der Hornissenschwärmer (Trochilium apiforme). Wespenbock (Necydalis major) li.: Hornissenschwärmer (Trochilium apiforme) re.: Hornisse (Vespa crabro) Rot-schwarze Warntracht: Viele der rot-schwarzen Tierarten weisen chemische Schutzmechanismen auf. Durch einen Kontakt mit diesen Tieren werden die Räuber von weiteren Beutefangversuchen abgeschreckt. Fühlen sich Marienkäfer(Coccinellidae) angegriffen so fallen sie in einen Totstellreflex und pressen die Beine und Antennen in Vertiefungen an ihrer Körperunterseite. Dabei scheiden sie einen gelblichen, stark riechenden, bitteren Saft aus den Gelenken zwischen Femur und Tibia aus, der sich als Tropfen am Rande des Halsschildes und der Flügeldecken sammelt. Auch andere Tiere zeigen ein solches „Reflexbluten“. Zusammen mit der Warnfärbung schützt es vor Angriffen von Wirbeltieren und räuberischen Insekten. Die Feuerwanzen(Pyrrhocoridae) vermitteln mit ihrer rotschwarz Färbung ebenso Gefahr und Ungenießbarkeit. Sie haben Stinkdrüsen am Hinterleib, deren Sekret Vögeln den Appetit verdirbt und bei anderen angreifenden Insekten als Kontaktgift wirkt, das Lähmungen hervorruft. Die Rotbauchunke (Bombina bombina) zeigt auf der Bauchseite orangerote Flecken. Wenn die Rotbauchunken außerhalb des Wassers belästigt oder in Gefahr gebracht werden, nehmen sie in der Regel die sogenannte „Kahnstellung“ ein. Mit hochgezogenen Vorder- und Hinterbeinen und gekrümmten Rücken präsentieren sie die rotschwarze Zeichnung. Sie dient ebenso als Warntracht und soll Ungenießbarkeit signalisieren. Das dabei abgesonderte Hautsekret wirkt ätzend und kann bei sehr empfindlichen Menschen allergische Reaktionen hervorrufen. 26 Mario Huber, Philipp Enders b) Tarnen/Täuschen Betrachten wir die Bewohner verschiedener Landschaftstypen, z.B. der Wüste, der Schnee- oder Eislandschaft oder einer Wiese, so fällt eine Einheitlichkeit in der Färbung der Tiere einer Landschaft auf. Eine sehr weit verbreitete Schutzfarbe ist grün. Sie kommt bei vielen im Gras lebenden Tieren vor, aber auch bei vielen Vögeln und baumbewohnenden Nagetieren. Die grüne Färbung des Laubfrosches(Hyla arborea) verleiht ihm die nötige Tarnung. Dadurch kann er sich einen besonders lauten und dominanten Ruf leisten. Die gereihten „ap-äp-äp…“Rufe werden meist im Chor vorgetragen. Die Rufaktivität(akustisches Signal) des Laubfrosches beginnt im Frühjahr und zieht sich bis in den Sommer hinein. Das Tagpfauenauge (Nymphalis io) ist ein Meister der Täuschung. Seinen Namen hat es aufgrund der großen augenförmigen Flecken auf der Oberseite der Vorderund Hinterflügel bekommen. Lauert Gefahr klappt das Tagpfauenauge die Flügel auseinander und täuscht dem angreifenden Feind vor, ein großes Tier blicke ihn an. Befindet sich der Schmetterling im Ruhezustand klappt er seine Flügel zusammen und kann sich durch seine dunkle Flügelunterseiten gut tarnen. Signale im Tier und Pflanzenreich Der Osterluzeifalter (Zerynthia polyxena) besitzt eine gelbe Flügelgrundfarbe. Seine Flügel weisen zusätzlich ein Muster von schwarzen Bändern und Flecken auf. Besonders auffällig ist bei diesem Falter der wellenförmig gezeichnete Flügelrand. Das Tier wirkt durch seine gelb-schwarze Färbung wiederum gefährlich und giftig und schafft es so Feinde abzuschrecken. c) Anlocken Blütenpflanzen locken ihre Bestäuber durch Blütenduft und Blütenfarbe an. Duftstoffe wirken auf maximal 10 bis 20 m Entfernung. Dabei handelt es sich um gutriechende Ketone, Phenylpropanderivate und Terpene, wie bspw. der Duft von Rosen, und, für den Menschen, schlecht riechende Amine und Indolderivate. Als Blütenfarbstoffe kommen rote oder blaue bis violette Anthocyane, gelbe bis rote Chalcone, Aurone, Betalaine, rote bis orangerote Carotine, gelbe Xanthophylle und die braunen bis schwarzen Melanine vor. Jede Farbe wirkt als ein spezifisches Signal. Die spektrale Empfindlichkeit des Insektenauges unterscheidet sich von der des menschlichen Auges. Bienen nehmen z.B. ultraviolettes Licht wahr, sie erkennen langwelliges Licht des (für den Menschen) sichtbaren Bereichs (Rotbereich) nicht. Um den passenden Bestäuber zur eigenen Blüte zu locken verwenden Pflanzen die unterschiedlichsten Farben. Als Belohnung wird Blütenstaub und Nektar angeboten. Bestimmte Tiere steuern bestimmte Farben an. Die Farben violett und blau locken Bienen und Hummeln an. Rot, rosa, orange und gelb ziehen Schmetterlinge, Bienen und 27 Mario Huber, Philipp Enders Hummeln an u. Nachtfalter werden z.B. von weißen Blüten angezogen. Der Löwenzahn (Taraxacum) lockt durch seine vielen gelben Einzelblüten besonders Bienen an. Signale im Tier und Pflanzenreich Unser Ziel war es, durch die eigene Erfahrung zu erleben was Signale sind und wozu sie verwendet werden um diese Erfahrungen dann auf die Tier- und Pflanzenwelt zu übertragen und damit zu Verstehen, warum und wozu es so etwas überhaupt gibt. Wir reduzierten den großen Themenkomplex auf die drei wesentlichen Arten von Signalen. Akustisch, optisch und olfaktorisch. Es ging also darum, zu hören, zu sehen und zu riechen und sich dann in die Lage der Tiere und Pflanzen hinein zu versetzen. Die Vorbereitung Der Echte Beinwell (Symphytum officinale) weist hell-purpurfarbenen bis violetten Kronblätter auf. Für die Bestäubung benötigt er langrüsselige Hummeln die er auch gerade durch seine violetten Blüten besonders anzieht. Didaktik Didaktische Reduktion Grundstein für unsere Vorbereitung legte das Alter der zu erwartenden Schüler/innen. Da unsere Schüler/innen erst in der vierten bzw. fünften Schulstufe waren, ging es uns bei unserem Konzept vor allem um das Verständnis und weniger um die fachspezifische Tiefe. Zu diesen drei Themen entwickelten wir im Vorhinein drei Stationen: Optisch: Für das Sehen ordneten wir Gummibärchen nach Farben und legten sie so geordnet neben einander. Aufgabe war es nun, sich ein Gummibärchen auszuwählen und dieses zu essen. Anschließend stellten wir die Frage, warum sie sich gerade für dieses Gummibärchen entschieden hatten. Unsere erhoffte Antwort sollte ‚Weil das Rote/Grüne/... mir am besten schmeckt’ lauten. Im weiteren Gespräch wollten wir so auf die Blütenfarben zu sprechen kommen. Akustisch: Zum Thema Hören, teilten wir die Kinder in Paare ein. Einem/einer der Beiden wurden die Augen verbunden. Nun sollten sich immer zwei Paare Gleichzeitig durch den von uns aufgebauten Parcours (siehe Skizze) führen. Der/die Partner/in, der/die sehen konnte, musste den/die „Blinde/n“ mit Hilfe eines vorher ausgemachten Lautes (zum Bsp. „lalala....“) 28 Mario Huber, Philipp Enders führen. Der/die Blinde musste dem Laut folgen. Lag ein Hindernis im Weg, sollte der Laut lauter gemacht werden, wodurch der/die Partner/in gewarnt wurde und somit das Hindernis überwinden konnte. Die gegeneinander laufenden Paare hatten verschiedene Laute. Durch diese Aufgabe sollte verdeutlicht werden, dass man sich nur durch Laute verständigen kann und man auch unter mehreren Lauten, seinen eigenen identifizieren und auf diesen reagieren kann. Im Anschluss wollten wir so auf die Vögel zu sprechen kommen. Olfaktorisch: Unsere dritte Station sollte ein Riechkarussel darstellen. Hierbei war eines der Kinder mit einem Seil an einem Pflog befestigt, wodurch es sich nur im Kreis bewegen konnte (siehe Skizze). Außerdem wurden ihm/ihr die Augen verbunden. Alle anderen Kinder sollten sich im Kreis um den/die in der Mitte stehende/n Schüler/in verteilen. Einer von uns sprühte sich mit Deo ein und stellte sich mit dazu. Das in der Mitte stehende Kind hatte nun die Aufgabe, nur durch Riechen herauszufinden, wo sich der „Lehrer“ befindet. Darauf hin wollten wir den Hund und die Ameise als Beispiel thematisieren. Mit den gemachten Erfahrungen und dem vor den Stationen geführten Gespräch sollten die Kinder zum Schluss noch die Möglichkeit bekommen, sich Tiere und Pflanzen anzuschauen und selber heraus finden, welches Signal das jeweilige Tier oder die jeweilige Pflanze verwendet. Dazu wollten wir vor Ort ein Paar Tiere und Pflanzen sammeln. Signale im Tier und Pflanzenreich Vor Ort In Marchegg angekommen, suchten wir uns einen geeigneten Platz, bauten unseren Parcours und das Riechkarussel auf und suchten unsere Anschauungsmateria lien. Letztendlich hatten wir die Rotbauchunke (Bombina bombina), den Siebenpunkt-Marienkäfer (Conccinella septumpunctata), die Schwebfliege (Syrphidae), die Walnuss (Junglans regia), den Weißdorn (Crataegus) und den Beinwell (Symphytum). Der Stationsbetrieb lief dann vollgendermaßen: Als die jeweilige Gruppe zu uns kam, setzten wir uns auf eine Decke und Frage zu Beginn, was sie sich unter Signalen vorstellen, ob sie solche kennen und wo ihnen diese in Ihrem normalen Alltag begegnen. Dadurch erarbeiten wir die drei uns wichtigen Klassen Riechen, Hören, Sehen. Besonders gut funktionierten hierbei die Vergleiche mit „Mutti’s Kochtopf“, dem Handy und der Ampel. Im weiteren Gespräch versuchten wir diese alltäglichen Dinge auf die Tiere und Pflanzen zu übertragen. Je nach Wissensstand konnte wir so, nach den jeweiligen Stationen, an diesem Wissen anknüpfen. 29 Mario Huber, Philipp Enders Dann deckten wir die geordneten Gummibärchen auf. Unsere erhoffte Antwort auf die Frage, warum sie gerade jenes Gummibärchen gegessen hatten kam und wurde außerdem noch unterstützt von der Antwort ‚Weil es meine Lieblingsfarbe ist.’. So hatten wir keine Mühe, zusammen mit den Kindern zu erarbeiten, warum sich zum Beispiel die Biene gerade auf die gelben Blüten setzt und der Schmetterling eher auf die Rote. Danach widmeten wir uns dem Parcours. Nach jeder Menge Spaß konnte wir, durch die eben gemachte Erfahrung, mühelos auf die um uns herum zwitschernden Vögel hinweisen. Auch die Frage, wie es sein kann, dass hier gleich mehrere Vögel zwitschern und die sich trotzdem alle verstehen, war sehr schnell und ohne weitere Hilfestellung geklärt. Nach dem Parcours ging es direkt zum Riechkarussel. Hier wollte jedes Kind dran kommen. Als alle Kinder an der Reihe waren fragten wir, wer einen Hund daheim habe und warum dieser beim Gassi gehen nicht einfach einmal „Pippi macht“, sondern überall anhält um zu urinieren. Die Verbindung zu dem Riechkarussel war sehr schnell hergestellt und die Frage damit beantwortet. Anschließend besprachen wir noch das Beispiel mit der Ameise, welche ihr Futter durch einen Duftstoff markiert, damit auch die Artgenossen die Futterstelle finden. Nach den drei Stationen gingen wir dann zu unseren Materialien. Hier hatten wir den Vergleich der Farben mit Beinwell und Weißdorn, den Geruch mit der Walnuss, die fast alle Kinder erkannten, und den Marienkäfern, von denen wir sehr viele gesammelt hatten, um sie in ein Glas zu sperren (sehr starker Eigengeruch) und die optischen Signale der Tiere als Warnung durch die Rotbauchunke und als Tarnung mit Hilfe der Schwebfliege. Signale im Tier und Pflanzenreich Zum Schluss führten wir die Kinder zu ihrer nächsten Station. Auf dem Weg dorthin versuchten wir immer wieder auf verschiedene Signale hinzuweisen. Als zwei Highlights auf diesem Weg hatten wir noch eine gelbe Jacke gelegt, auf welcher sich die Fliegen sammelten. So konnten wir auch noch zeigen, dass nicht einmal eine Blüte nötig ist, um ein Insekt anzulocken. Zu guter Letzt hielten wir unter einem Weißdorn. Die Kinder sollten die vielen Bienen hören, die sich dort nach Nektar suchten. So hatten wir einen tollen Abschluss und konnten die Gruppe an die nächste Station übergeben. Reflexion Nach der ersten Gruppe mussten wir uns eingestehen, dass wir vielleicht selber ein wenig viel erzählen wollten und damit die Kinder teilweise nicht zu Wort kommen ließen. Es war schwer sich zurück zu nehmen und vor allem nicht immer noch seinen Stationspartner ergänzen zu wollen. So nahmen wir uns vor, dass jeder einfach weniger sagt, wir somit die Kinder mehr zu Wort kommen lassen und einfach mal warten, wenn nicht gleich eine Antwort kommt. Dieses Konzept ging voll auf. Jeder von uns beiden nahm sich ein wenig mehr zurück und schon waren die Gespräche zwischen den Kindern und uns viel flüssiger. Ein weiterer Punkt, waren zu Beginn die Übergänge zwischen den einzelnen Themenbereichen. Doch je öfter wir mit den verschiedenen Gruppen arbeiten, desto besser wurde es. Wir hatten jede Menge Spaß mit den Kindern und fanden eine Gute Mischung zwischen Wissensvermittlung und Spaß in der Natur. 30 Mario Huber, Philipp Enders Durch den jeweiligen „Aha-Effekt“ der nach jeder Station bei den Kindern zu beobachten war wussten wir, dass die Kinder verstanden hatten, was wir ihnen zu vermitteln versucht hatte. Lernziel Unser Ziel war es, den Kindern zu vermitteln, was Signale sind, welche Arten von Signalen es gibt und wie und warum diese von Tieren und Pflanzen angewandt werden. Methode Die Kinder sollten die Arten von Signalen am eigenen Körper erfahren, um zu verstehen, wozu es die verschiedenen Signale gibt. Durch den Vergleich mit der Natur, sollte die eigene Erfahrung dann auf die Tier- und Pflanzenwelt übertragen werden. 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(1986): Vibratonssinn und vibratorische Umwelt von Spinnen. Naturwissenschaften 73: 519f. Bruns, H. (1958): Schutztrachten im Tierreich. A. Ziemsen Verlag, Wittenberg Lutherstadt. Burkhardt, D. (1887): Signale in der Tierwelt. München Kainz, F. (1961): Die „Sprache“ der Tiere. Tatsachen – Problemschau – Theorie. Ferdinand Enke Verlag, Stuttgart. Klausnitzer, B. & Klausnitzer H. (1997): Marienkäfer. Westarp Wissenschaften, Magdeburg. Diesener, G. & Reichholf, J. (1985): Lurche und Kriechtiere. Mosaik Verlag Gmbh, München. 31 Mario Huber, Philipp Enders Signale im Tier und Pflanzenreich Smith, J.M. & Harper, D. (2003): Animal Signals. Oxford University Press, New York. Websites: Lutz, J. (2009): Die Sprache der Pflanzen. Internetartikel, http://www.geo.de/GEOlino/natur/pflanzen/4932.html http://www.schule-bw.de/unterricht/faecher/biologie/material/ tier/insekt/hautfluegler/anlockung_bestaeuber.html (Zugriff am 10.06.2011) http://www.pflanzenforschung.de/journal/umwelt/biodiversitaet/anlo cken-und-abschrecken-%E2%80%93-pflanzen-kopiereninsekten-duftstoffe(Zugriff am 10.06.2011) http://www.alzd.de/2005/11/27/duft-die-alteste-form-derkommunikation/(Zugriff am 10.06.2011) 32 Melanie Senekowitsch, Clara Etzlstorfer/ Algen- Moose- Farne Vom Wasser aufs Land und wieder zurück Algen- Moose- Farne von Melanie Senekowitsch, Clara Etzlstorfer Fachliches Bakterien waren die ersten Lebewesen der Erde. Sie lebten im Meer. Heute leben Verwandte von ihnen noch in den „Schwarzen Rauchern“ am mittelozeanischen Rücken. Bald nach ihnen entstanden die ersten Cyanobakterien („Blaualgen“), die Photosynthese betreiben konnten. Erste Nachweise für Cyanobakterien gab es schon vor 3,5 Milliarden Jahren, für echte Algen vor 2,2 Milliarden Jahren. Die Cyanobakterien setzten Sauerstoff in die Atmosphäre frei. Das war die Voraussetzung für tierische Organismen. Es entwickelte sich dadurch auch die Ozonschicht, die die UV-Strahlung abhält, was Landleben erst möglich machte. Vielzeller vor. Es gibt verschiedene Organisationsstufen, in die man die Algen nach ihrem Bau einordnen kann: - monadale Stufe (begeißelte Einzeller) - rhizopodial/ amöboid (unbegeißelte Einzeller) - koloniebildend ( Volvox, Bild) - capsal (Coenobien) - coccal (unbewegliche Einzeller) - trichal (fadenförmig) - siphonal (vielkernige Zellen) - thallös (Thallus) Sie besitzen kein Festigungsgewebe und ein schlecht ausgebildetes Wurzelsystem. Sie können trotzdem aufrecht stehen, da ihre Interzellularräume mit Luft gefüllt sind. Die benötigten Nährstoffe nehmen sie über die gesamte Körperoberfläche auf. Algen haben mittels der Photosynthese wesentlich zu einer Sauerstoffanreicherung in der Atmosphäre beigetragen. Das hatte zur Folge, dass sich die Atmosphäre erwärmte und die Bedingungen für neue Organismen zu finden waren. Es entstanden zunächst Moose und Farne und schließlich die Samenpflanzen. Moose Algen Die ersten Pflanzen waren die Algen. Nach den Farbpigmenten kann man Grün-, Braun- und Rotalgen unterscheiden. Algen sind eine sehr vielfältige Gruppe- es kommen sowohl Einzeller als auch Die ersten Moose sind vor 400 Millionen Jahren entstanden. Man unterscheidet 3 Gruppen: Laubmoose, Lebermoose und Hornmoose. Moose sind bereits Landpflanzen, sind aber noch sehr vom Wasser abhängig. Sie haben keine Epidermis und keine Wachsschicht 33 Melanie Senekowitsch, Clara Etzlstorfer/ Algen- Moose- Farne (Cuticula) als Verdunstungsschutz und können daher leicht austrocknen, weil sie ihren Wasserhaushalt kaum regulieren können. Wasser, das durch die Oberfläche in die Pflanzen aufgenommen wird, verdunstet bei Trockenheit sehr schnell. Moose können aber trotzdem Trockenperioden überdauern: Beim Austrocknen verkürzt sich die Mittelrippe der Moosblättchen. Diese legen sich an das Stämmchen oder kräuseln sich. Dadurch wird feuchte Luft eingeschlossen und die Wasserabgabe eingeschränkt. Einige Moose 34 Melanie Senekowitsch, Clara Etzlstorfer/ Algen- Moose- Farne benötigt Wasser. Die Schwärmzellen (Spermatozoiden) sind mit Geißeln beweglich und müssen zur Eizelle schwimmen. Brutkörper stellen die vegetative Vermehrung dar. Farne wie z.B. Torfmoose können in ihren Blättchen Wasser speichern. Torfmoose könne das 30-Fache ihres Trockengewichts speichern, andere Moose das 7-Fache. Laubmoose: sind in Spross und Blättchen gegliedert. Der Spross dient zur Stabilität der Pflanze und hat kaum Leitungsfunktion. Sie besitzen wurzelähnliche Strukturen, die Rhizoide genannt werden und zur Verankerung dienen. Bei den Laubmoosen gibt es schon Spaltöffnungen. Die Lebermoose haben einen oft lappigen Körper (thallös), aber es treten auch beblätterte (foliose) Formen auf. Hornmoose bilden eine sehr kleine Gruppe der Moose. Sie sind blattlos und meist thallös. Der heteromorphe Generationswechsel der Pflanzen zeigt die Abhängigkeit an das Wasser: Der Gametophyt ist dominant, während der Sporophyt von diesem abhängig ist. Die Befruchtung Farne entstanden wie die Moose vor ca. 400 Millionen Jahren. Sie sind ebenfalls Embryophyten, aber haben im Gegensatz zu den Moosen bereits Leitbündel ( Gefäßpflanzen): Sie besitzen Wurzeln, Sprosse und Blätter. Farne wachsen meist an schattigen und feuchten Plätzen. Die größten Farne sind im tropischen Regenwald zu finden. Hier werden die Farnwedel bis zu einem Meter lang. Sehr charakteristisch sind die Sporangien (Sporenbehälter) an der Unterseite eines Farnwedels. Ein weiteres Charakteristikum ist der eingerollte junge Farn, der sich erst im Laufe seiner Entwicklung ausrollt. Die Blätter der Farne sind gefiedert. Es werden wie bei den Moosen Photosynthese und Generationswechsel betrieben. In unseren Breiten findet man ca. 200 verschiedene Farnarten. Didaktik Wir haben uns folgendermaßen auf Freilanddidaktik vorbereitet: Zuerst haben wir uns in unser Thema eingelesen, d.h. wir holten uns Informationen aus Büchern und dem Internet. Dabei haben wir versucht gleich Ideen für eine mögliche didaktische Aufbereitung des Themas zu sammeln. Wir fanden schnell einiges an Theorie- 35 Melanie Senekowitsch, Clara Etzlstorfer/ Algen- Moose- Farne Material und konnten uns ein fundiertes Wissen über das Thema erarbeiten. Etwas problematischer für uns war die Suche nach didaktischen Unterlagen zu den Moosen, Farnen und Algen. Wir stießen kaum auf – für die Freilanddidaktik - brauchbares Material. Wir suchten in diversen Biologiebüchern und im Internet, und entschlossen uns letztendlich dafür, das Thema als eine Art Schatzsuche zu gestalten. Dafür formulierten wir 16 Fragen passend zu unserem Thema, drucken diese aus und laminierten sie (damit sie u.a. auch Regen standhalten). Die eine Hälfte der Fragen erhielt von uns eine gelbe Markierung, die andere eine blaue. Dazu entschlossen wir uns, weil wir später die SchülerInnen in zwei Gruppen (Gruppe blau und gelb) aufteilen wollten und dadurch für sie die Übersicht durch die zwei verschiedenen Farben besser gegeben werden konnte. Zusätzlich hatten wir noch sechs Fragen, die wir im Vorhinein noch nicht markierten und welche unsere Ersatzfragen darstellten (denn hätten wir in Marchegg feststellen müssen, dass die SchülerInnen bei gewissen Fragen gröbere Schwierigkeiten haben, hätten wir diese dann ausgetauscht!). Weiters haben wir Bilder von Farnen, Moosen und Algen, und auch Handouts ausgedruckt. Letztere sollten dann die SchülerInnen nach der Schatzsuche von uns erhalten. Vorort haben wir zwei Plakate gestaltet, zwei Schatzkarten gezeichnet (weil zwei Gruppen) und Standorte für die Fragen gesucht (wir haben diese dann mit Schnüren an bestimmten Stellen festgebunden). Außerdem haben wir in Marchegg Moose, Farne und Algen gesucht und bestimmt. Auch auf Flechten sind wir gestoßen und haben sie mitgenommen. Wir suchten einen guten Ort für die Schatztruhe und fanden eine Höhle in einem Baum, welche uns als geeignet vorkam. Anschließend sind wir die Stationen selbst durchgegangen um die benötigte Zeit und Klarheit zu überprüfen. Um den Schatz zu bekommen, mussten die SchülerInnen das richtige Passwort herausfinden (jede Frage hatte zwei Antwortmöglichkeiten und zu jeder Antwort gab es einen Buchstaben wenn sie die Fragen immer richtig beantworteten, dann erhielten sie am Schluss das richtige Losungswort). Wir haben uns zwei Lösungswörter (eines pro Gruppe) für die Schatzsuche überlegt. Es sollten keine Wörter sein die die SchülerInnen kennen konnten, damit sie bei den Fragen nicht schummeln konnten. Deshalb benutzten wir zwei lateinische Namen (Evernia und Sphagna). Wir haben uns eine Belohnung überlegt, und kamen zu dem Entschluss: Haribo macht Kinder froh ;) Dies wurde anschließend auch bestätigt. Wir haben uns Vorort ein kleines Mikroskop, Lupen und Pinzetten ausgeborgt, welche wir den Kindern auf die Suche mitgaben. Bei unserer Station gab es für die SchülerInnen von uns eine kurze Inputphase mit Plakaten und anschließend die Schatzsuche, wo die Kinder dann dazu gestellte Fragen beantworten sollten. Wenn es eine Gruppe nicht schaffte das richtige Lösungswort zu finden, erhielt sie trotzdem einen Trostpreis von uns. Anschließend gab es auf dem Rückweg zur Station Klärung offener Fragen der SchülerInnen und Nachbesprechung. Zum Schluss konnten sie dann noch gesammeltes Material beim Stationsstand mikroskopieren. Reflexion Zuerst waren wir ziemlich verzweifelt und ratlos, was wir mit unserem Thema anfangen sollten. Da es im Vergleich zu anderen 36 Melanie Senekowitsch, Clara Etzlstorfer/ Algen- Moose- Farne Themen nicht so spannend war, versuchten wir es trotzdem für die Kinder interessant zu gestalten. Anfangs wollten wir eine Art Schnitzeljagd machen, wofür wir auch die Fragen vorbereiteten. Vorort entschieden wir uns aber spontan für eine Schatzsuche, da uns das spannender und zeitlich passender vorkam. Da wir viele (Bastel-)Utensilien mithatten, konnten wir gut damit arbeiten. Am ersten Tag waren wir zunächst noch etwas verzweifelt, da wir nur wenige Zentimeter große Farne fanden. Wir entschlossen uns kurzfristig auch eine Flechte einzubauen, da sie Vorort vorhanden war. Leider fühlten wir uns hier etwas im Stich gelassen von den Betreuern. Der erste Tag mit den SchülerInnen hat nicht 100%ig so geklappt, wie wir uns das vorgestellt hatten. Die SchülerInnen waren nicht sehr motiviert und wir selbst machten auch einige Fehler, z.B. dass wir hinter der Gruppe mitgegangen sind und somit teilweise den Kindern die Eigenständigkeit genommen haben Der zweite Tag war wesentlich besser und stressfreier. Die Kinder der 3. Klasse waren total wissbegierig und motiviert. Besonders toll fanden wir es, dass eine Gruppe freiwillig unsere Station noch einmal machen wollte, weil sie von unserer Schatzsuche so begeistert gewesen war. Jedenfalls war diese Klasse wesentlich begeisterungsfähiger und hat aktiver mitgearbeitet. Wir ließen an diesem Tag auch die Kinder ganz allein die Schatzsuche machen und einer von uns wartete nur in der Nähe des Schatzstandortes, um das Lösungswort abzufragen. Diese Vorgehensweise war wesentlich besser als die vom Vortag. Unser Fazit: am besten für SchülerInnen und LehrerInnen bei einem Stationenbetrieb ist es, die SchülerInnen einfach machen zu lassen. Denn wenn man die Arbeitsaufträge gut ausformuliert und genau erklärt hat, finden sich die SchülerInnen auch allein zurecht. Wir haben uns sehr gefreut feststellen zu können, dass die SchülerInnen gut mit unseren Arbeitsaufträgen (=Schatzkarten) zurechtgekommen sind und auch die Idee mit dem Schatz und den Lösungsworten sehr positiv und freudig aufgenommen haben. Auch das Mikroskopieren am Schluss der Station ist sehr gut angekommen, auch wenn es sich nicht bei jeder Gruppe ausgegangen ist, was sehr schade war. Sehr hilfreich war das Feedback des Betreuers nach dem 1. Tag (haben am 2.ten Tag Kinder wirklich alleine arbeiten lassen). Wir merkten dass die Arbeit mit den Kindern so wesentlich effektiver und angenehmer war. Wir waren sehr froh, dass unsere Schatzsuche zeitlich so gut funktioniert hat. Die Kinder sind (bis auf eine Ausnahme) immer pünktlich zurückgekommen und es war noch Zeit für das Mikroskopieren. Die Idee lateinische Lösungswörter zu nehmen war im Nachhinein auch eine sehr gute Wahl, da die Kinder dadurch versuchen mussten, die Fragen richtig zu beantworten und nicht nach den Buchstaben zu gehen. Und ein anderer positiver Nebeneffekt davon war, dass die Kinder sich die Wörter kaum genau merkten und sie dadurch diese auch nicht an die nächsten Gruppen weitergeben konnten (ein Bub kam vor der Schatzsuche zu uns und meinte: „Gell, ihr habt so ein komisches Lösungswort.. irgendwas mir E und A, aber ich weiß es nicht mehr genau!“). Wir klärten sie natürlich nach der Schatzsuche auf, worum es sich bei diesen zwei Namen wirklich handelte. Alles in allem können wir sagen, dass wir für uns das Beste aus dem Thema herausgeholt haben und wirklich positiv überrascht waren, wie gut es bei den SchülerInnen ankam. 37 Melanie Senekowitsch, Clara Etzlstorfer/ Algen- Moose- Farne Flechten. BLV Buchverlag. München. Literatur Bücher: Dr. Wendelberger, Elfrune (1986): Pflanzen der Feuchtgebiete. Gewässer, Moore, Auen. BLV Vertragsgesellschaft. München. Wien. Zürich. Dr. Marbach, Bernhard/ Kainz, Christian (2010): Farne, Moose & Prof. Dr. Jahns, Hans Martin (1987): Farne- Moose- Flechten Mittel-, Nord- und Westeuropas. BLV Verlagsgesellschaft. München. Wien. Zürich. Campbell Websites: www.wikipedia.de (April 2011) 38 Claudia Gottlieb & Stephanie Vorderwinkler, Evertebraten Evertebraten Untertitel von Claudia Gottlieb & Stephanie Vorderwinkler Fachliches Schwimmkäfer Fam. Dytiscidae Schwimmkäfer sind an das Leben im Wasser evolutionär schon sehr gut angepasst. Diese Familie der Käfer zeigt einen flach kahnartigen Körperbau und verbreiterte Hinterbeine, „Schwimmbeine“, die zur Verbesserung der Schwimmgeschwindigkeit dienen. Die Atemluft wird unter den Flügeldecken am Ende des Körpers transportiert und man kann sehr schön beobachten, wie die Luftblase mit der Zeit kleiner wird und die Käfer alle paar Minuten an die Wasseroberfläche schwimmen müssen, um den Luftvorrat neu zu „aufzufüllen“. Ihre Lebensweise ist meist räuberisch. Die Larven der Schwimmkäfer haben zangenartige, durchbohrte und als Saugzangen wirkende Mandibeln. Zu den Schwimmkäfern gehören z.B. der Gelbrandkäfer und der Furchenschwimmer. Gelbrandkäfer Dytiscus marginalis Der adulte Gelbrandkäfer mit seinem stromlinienförmigen Körper ist über drei Zentimeter lang und abgeflacht. Halsschild und Deckflügel sind gelb gerandet, ansonsten beim Männchen schwarzgrün und glatt, beim Weibchen meist grünbraun und längs gerillt. Die Männchen haben außerdem Haftorgane auf den Vorderbeinen, um das Weibchen bei der Paarung festzuhalten. Die Hinterbeine sind dicht mit Borsten besetzt, die beim Schwimmen als Paddel dienen. Er ist ein geschickter Räuber und Aasfresser. Etwa alle zehn Minuten muss er kurz an die Wasseroberfläche, um Luft in seinen Hinterleib tanken. Die holometabolen Gelbrandkäferlarven haben einen langgestreckten Körper, einen großen Kopf mit sehr kräftigen Mandibeln, die die völlig zurückgebildete Mundöffnung ersetzen und sind ausgewachsen etwa sechs Zentimeter lang. Sie leben ebenso räuberisch und saugen ihre, mit den Mandibeln gepackten, Opfer z.B. Kaulquappen aus. Dabei lauern sie mit dem Körperende über der Wasseroberfläche, um Sauerstoff über die beiden Stigmen aufzunehmen. Sie schnappen die Beute, durchbohren sie mit ihren spitzen Mandibeln und pumpen nun eine Flüssigkeit hinein, die das Beutetier lähmt und seine inneren Organe zersetzt. Den entstandenen Nahrungsbrei kann die Larve dann mit ihren Mandibeln aufsaugen. 39 Claudia Gottlieb & Stephanie Vorderwinkler, Evertebraten Furchenschwimmer Acilius sulcatus Die Käfer werden 15 Millimeter lang. Ihr ChitinPanzer ist gelblich grundiert. Auf den Flügeldecken befinden sich aber viele kleine schwarze Pünktchen. Auf ihrem Halsschild befinden sich waagerecht zwei breite schwarze und dazwischen ein gelber Streifen. Das Scutellum ist dunkel. Der Umriss des Körpers ist oval ohne ein deutliches Absetzen zwischen Kopf, Halsschild und Hinterleib, was dem Käfer im Wasser eine Stromlinienform verleiht. Die männlichen Tiere haben glatte Flügeldecken, die Weibchen haben darauf behaarte Längsrillen. Die Männchen tragen an den Vorder- und an den Hinterbeinen Saugnäpfe, die den Weibchen fehlen. An den Hinterbeinen kann man lange Borsten erkennen, die der Käfer als Ruder zur schnellen Fortbewegung benutzt. Die Furchenschwimmer durchlaufen, wie der Gelbrandkäfer, eine holometabole Metamorphose. Die Larven zeigen einen langgestreckte Körper, der vorne (Vorderbrust) sehr schmal, hinten deutlich breiter gebaut ist. Die Mandibeln sind kurz und dolchförmig und auch die Furchenschwimmerlarven nehmen Luftsauerstoff über Öffnungen am Körperende auf. Wasserkäfer Fam. Hydrophilidae Die Wasserkäfer sind aus evolutionärer Sicht noch nicht so gut an das Leben im Wasser angepasst wie die Schwimmkäfer. Man kann also darauf schließen, dass sie noch nicht so lange Zeit im Wasser leben. Sehr deutlich erkennt man dies an ihrer etwas tollpatschigen Schwimmtechnik. Wasserkäfer sind viel deutlich schlechtere Schwimmer als die Schwimmkäfer und müssen sich zwischendurch immer wieder an Wasserpflanzen oder ähnlichem festhalten. Ihren Luftvorrat speichern sie als Luftblase am Bauch. Die Adulttiere sind Pflanzenfresser. Die Wasserkäferlarven sind eher plump gebaut und unterscheiden sich von den Schwimmkäferlarven, weil sie keine so stark ausgeprägten Mundwerkzeuge und großen Kopf besitzen. Bild oben: braunfüßiger Wasserkäfer - Hydrobius fuscipes Wanzen Fam. Heteroptera Wasserskorpion Nepa cinerea (Syn. Nepa rubra) Der Wasserskorpion ist kein Skorpion, sondern zählt zu den Wasserwanzen. Sein Körper ist etwa eineinhalb bis zwei Zentimeter 40 Claudia Gottlieb & Stephanie Vorderwinkler, Evertebraten lang und er trägt am Hinterende ein Atemrohr, welches oft fälschlicherweise als Stachel bezeichnet wird. Die beiden vorderen Beine sind zu kräftigen Fangbeinen umgebildet (Räuber!), die vier übrigen Beine sind dünn und werden meist flach abgespreizt. Er ist braun bis schwarz und hat voll ausgebildete Flügel, doch fliegt der Wasserskorpion nur sehr selten. Er hält sich meistens im Flachwasser von stehenden oder langsam fließenden Gewässern, dicht unter der Wassoberfläche auf, streckt seine Atemröhre zur Oberfläche empor und lauert auf Beutetiere. Ruderwanze Fam. Corixidae Die Ruderwanzen besitzen auffällig kurze Vorderbeine, die am Ende eine Art Schaufel tragen, mit der Algen und Detritus dem Mund zugeführt werden können. Sie ernähren sich aber auch räuberisch. Die Hinterbeine sind behaart und zu kräftigen Ruderorganen entwickelt. Das mittlere Beinpaar dient hauptsächlich dazu, sich unter Wasser festzuhalten, um aufgrund des sehr geringen Gewichtes, nicht an die Oberfläche getrieben zu werden. Die meisten Arten haben gut entwickelte Flügel und können gut fliegen. Der Rüssel ist sehr kurz und im Gegensatz zu anderen Wanzenarten ohne Speichelkanal. Wasserläufer Fam. Gerridae Sie sind so leicht, dass sie die Oberflächenspannung des Wassers ausnützen und sich so auf der Wasseroberfläche fortbewegen können, ohne zu versinken. Die deutlich kürzeren Vorderbeine dienen dem Beutefang, während die langen Mittel- und Hinterbeine den Körper fortbewegen. Der langgestreckte Körper ist zusätzlich komplett mit feinen Härchen bedeckt, die das Wasser abweisen. Wasserläufer haben gut entwickelte Facettenaugen. Sie ernähren sich räuberisch von ins Wasser fallende Insekten, die sie mit empfindlichen Vibrationssinnesorganen an den Beinen orten können. Rückenschwimmer Fam. Notonectidae Auch der Rückenschwimmer gehört zu den Wasserwanzen. Wie der Name verrät, schwimmt er mit dem Rücken nach unten. Er wird durch die bauchseitig am Hinterleib gespeicherte Atemluft nach oben getrieben und erhält somit auch eine gut getarnte Körperfarbe. Der Kopf ist breit und trägt große Augen. Sie bewegen 41 Claudia Gottlieb & Stephanie Vorderwinkler, Evertebraten sich mit ihren kräftigen Ruderbeinen knapp unter der Wasseroberfläche stoßweise fort. Rückenschwimmer sind wie alle Wanzen hemimetabol. Sie durchlaufen fünf Larvenstadien, die über Häutungen ineinander übergehen. Die Larven entsprechen in etwa dem Habitus des fertigen Tieres. Krebse Wasserassel Asellus aquaticus Die meisten Arten der Asseln leben im Meer, nur zwei oder drei Arten leben in Binnengewässern. Sie sind entweder am Boden oder zwischen Wasserpflanzen zu finden und sind sehr widerstandsfähig. Sie ernähren sich von zahlreichen Pflanzenresten. Am kleinen Kopf sitzen zwei Komplexaugen sowie zwei Paar Antennen von denen ein Paar fast körperlang, das andere sehr kurz ist. An den Kopf schließen sich sieben Segmente an. Das letzte ist zu einer auffälligen Platte umgebildet, unter der sich die Blattkiemen befinden. Sehr oft findet man die Wasserasseln paarweise, wobei das Männchen am Rücken des Weibchens klammert. Auch nach der Besamung bewacht das Männchen es noch so lange, bis das Weibchen den „Brutsack“ ausgebildet hat und von keinem anderen Männchen mehr besamt werden kann. Muschelkrebse Ostracoda Ostrakoden sind kleine, ihre Größe bewegt sich um 1 Millimeter Länge, die ihren Körper rundum durch ein zweiklappiges Gehäuse schützen, wodurch sie wie kleine Muscheln aussehen. Ihre Ernährungsweise ist sehr unterschiedlich. Man kennt vom Detritus lebende, Aasfresser, Filtrierer und auch Räuber. Ostrakoden sind gute Faziesindikatoren. Fossile Ostrakoden gehören durch ihre Häufigkeit, z.T. rasche Evolutionsgeschwindigkeit und ökologische Anpassungsfähigkeit zu den wichtigsten Leitfossilien in der Mikropaläontologie. Libellen Odonata Die Libellen unterteilt man in zwei Hauptgruppen: Großlibellen und Kleinlibellen, die sich im Körperbau deutlich unterscheiden. Libellen sind vor allem in der Nähe von Gewässern zu finden, da ihre Larven auf Wasser als Lebensraum angewiesen sind. Sie durchleben eine hemimetabole Entwicklung. Im Wasser sind die Larven gut angepasste Räuber, sie fangen ihre Beute mit einer Art „Fangmaske“. Zur Atmung besitzen Libellenlarven zwei verschiedene Techniken, wodurch sie auf den ersten Blick unterschieden werden können: Die Kleinlibellen haben, ganz charakteristisch, an ihrem Hinterende drei blattförmige Tracheenkiemen, mit denen sie Sauerstoff aus dem Wasser 42 Claudia Gottlieb & Stephanie Vorderwinkler, Evertebraten aufnehmen können. Großlibellen hingegen besitzen keine sichtbaren Kiemen, diese sind in den Enddarm verlagert. Die Dauer des Larvenlebens einer Libelle übertrifft jenes der daraus hervorgehenden Imago in der Regel beträchtlich: Sie kann bis zu einigen Jahren dauern. Eine einoder zweijährige Larvalentwicklung ist der am häufigsten vorkommende Fall. Dabei durchlaufen die Tiere mehr als zehn kontinuierlich größer werdende Larvenstadien, jeweils mit einer Häutung abgeschlossen. Sind sie ausgewachsen, steigen sie aus dem Wasser und suchen Stängel oder Blätter von Ufer- oder Wasserpflanzen beziehungsweise Schilf zum Schlüpfen auf. Dort schlüpft dann das ausgewachsene Insekt aus der Larvenhülle, die als Exuvie zurückbleibt. Eintagsfliege Nahrungsverwertung funktionslosen Darm aus, der nur noch als körperstabilisierendes „Skelett“ dient. Diese Strukturen wurden modifiziert, da sich die Tiere im Erwachsenenstadium nicht mehr ernähren. Sie leben an Land und meist nur ein bis vier Tage, manchmal nur wenige Minuten, was sie ausschließlich zur Begattung und Eiablage nutzen. Die Eintagsfliegenlarve hingegen lebt im Wasser und entwickelt sich über zahlreiche Häutungen direkt zur Imago, man spricht deshalb auch von Nymphen. Sie haben gut entwickelte Mundwerkzeuge. Typische Erkennungsmerkmale sind die außen liegenden Kiemenblättchen an den ersten fünf bis sieben Hinterleibssegmenten, die bei verschiedenen Familien unterschiedlich geformt sind, sowie die Schwanzfäden, welche bis auf wenige Ausnahmen in Dreizahl ausgebildet sind (im Gegensatz zu den Steinfliegenlarven mit zwei Fäden). Ephemeroptera Die Eintagsfliegen zählen nicht zu den Fliegen, sondern bilden eine eigene Insektenordnung. Die Imago besitzt große Flügel, wobei der Vorderflügel deutlich größer ist als der Hinterflügel, der bei vielen Arten reduziert ist. Ein weiteres charakteristisches Merkmal sind die drei Schwanzfäden (Cerci). Außerdem zeichnen sich die Adulttiere durch verkümmerte Mundwerkzeuge und einen für die 43 Claudia Gottlieb & Stephanie Vorderwinkler, Evertebraten Didaktik Vor Marchegg Schon einige Zeit vor unserer Freilandexkursion nach Marchegg machten wir uns daran, ein Konzept für unsere geplante Station „Wirbellose Tiere“ zu überlegen und planen. Nach einem gemeinsamen Nachmittag in der Fachbereichsbibliothek Biologie beim Heraussuchen etlicher Fachliteratur wurde uns nicht nur bewusst, dass die Artenvielfalt im Lebensraum Tümpel sehr umfangreich ist, sondern auch, dass, solange wir nicht tatsächlich vor Ort sind, wir nicht wissen können, welche Wassertiere wir dort wirklich finden werden. Somit blieb uns nichts erspart und wir bereiteten uns den fachlichen Teil wirklich sehr umfangreich vor. Von Urzeitkrebsen, Käfern, Wasserwanzen bis hin zu Libellen und Wasserschnecken umfasste unsere Ausarbeitung eigentlich alle möglichen Tierarten, Adulttiere als auch Larvenstadien. Hier durchstöberten wir auch die Skriptenbeiträge der Vorjahre, was uns wirklich hilfreich war. Nun stellte sich die Frage nach Lehrziel und Methode. Da wir unsere Station für zwei wirklich junge Schulklassen, eine 4.Klasse Volksschule und eine 1.Klasse AHS, vorbereiteten, war es uns am wichtigsten, den Schüler/innen die Möglichkeit zu geben einmal selbst zu keschern und aktiv zu sein. Es war auch von Anfang an klar, dass wir sie nicht mit Fachwissen volltrichtern wollen, sondern sie aktiv forschen lassen und ihnen Spaß am Entdecken (in) der Natur zu vermitteln. Als altersadäquates Lernziel sahen wir also aktives, forschendes Keschern und Spaß daran haben! Um einerseits mit dem in etwa vorgegebenen Zeitlimit von einer halben Stunde auszukommen und andererseits unsere noch so jungen Schüler/innen nicht zu langweilen und/oder überfordern entschieden wir uns gegen das Vorbereiten von Vorträgen, Plakaten, Fragenbögen oder ähnliches, sondern gestalteten nur ein sehr einfaches Arbeitsblatt. Hierbei sollten sie dem Tier einen Namen geben, es ein wenig beschreiben und vor allem zeichnen, da man dadurch noch genauer schaut. Da es wichtig ist, konkrete Aufgabenstellungen vorzugeben, haben wir uns Beobachtungsfragen für die SchüllerInnen überlegt. Der Fokus lag trotzdem auf der Zeichnung. Es war zum Teil auch unser Notfallplan, diese Aufgaben mit einzubeziehen, sollten Kinder zum Beispiel nicht keschern wollen, oder wir zu viel Zeit hätten. 44 Claudia Gottlieb & Stephanie Vorderwinkler, Evertebraten WIRBELLOSE TIERE Name des Tieres: Zeichne dein Tier: Beschreibe das Aussehen (Farbe, Größe, Anzahl der Beine, Fühler, Augen, Behaarung): Was glaubst du frisst das Tier? Überlege dir eine Anpassung an das Wasserleben! 45 Claudia Gottlieb & Stephanie Vorderwinkler, Evertebraten In Marchegg Als wir in Marchegg ankamen, haben wir uns sofort die Kescher, Behälter und die Wathosen geschnappt, und sind zu den Tümpeln gegangen. Unser Plan war es, so viele verschiedene Tiere wie möglich zu fangen, diese selbst zu bestimmen, und zur Sicherheit aufbewahren, sollten die Kinder selber keine Tiere fangen, oder nicht fangen wollen. Anfangs fiel es uns schwer, da wir fast nur Wasserasseln gefangen haben, doch nach kurzer Zeit hatten wir es raus, richtig zu keschern und konnten doch einige verschiedene Insekten finden. Das Keschern im Tümpel, mit den riesigen Hosen und dem Gefühl nochmal Kind sein zu dürfen, hat uns wahnsinnig Spaß gemacht, wodurch wir bestärkt waren, uns ein gutes Konzept überlegt zu haben. Anschließend ging es ans Bestimmen. Hier haben wir uns schon sehr schwer getan, doch mit der Hilfe von Herrn Professor Eder, konnten wir dann schließlich doch alle Tiere bestimmen. Am nächsten Tag sind wir dann doch nocheimal keschern gegangen, um eine große Anzahl und Vielfältigkeit zu garantieren. 46 Claudia Gottlieb & Stephanie Vorderwinkler, Evertebraten Reflexion Tag 1 Am ersten Tag war eine 1.Klasse AHS zu Besuch. Am Tag zuvor hatte sich die komplette Marchegg-Truppe einen Ablauf überlegt, und somit hatten wir am ersten Tag zwei Gruppen mit jeweils 4 bis 5 Schüler/innen. Wir hatten eine reine Mädchengruppe, die von Anfang an begeistert war, in den Tümpel steigen zu dürfen und Tiere zu fangen. Es war zwar ein wenig schwer, sie für Insekten zu interessieren, wenn nebenbei Frösche herumspringen, doch schlussendlich konnten wir ihr Interesse auf unser Thema lenken. Zu allererst haben wir ihnen erklärt, worauf sie achten müssen, und wie sie die Tiere am besten fangen. Anschließend haben sie sich ihre selbstgefangenen Tiere anschauen können und außerdem unsere Ausgestellten. Wir hatten eigentlich ein recht gutes Gefühl, wie wir die erste Gruppe gemeistert haben, dass wir unser Konzept gut durchgebracht haben, auch wenn wir das Arbeitsblatt weggelassen hatten, und dass wir uns ganz gut im Hintergrund gehalten haben. Was uns allerdings ein wenig Probleme bereitet hat, war der Zeitdruck. Ständig haben wir auf die Uhr gesehen, da uns die Kinder schon zu spät gebracht wurden, und wir selber dann auch wieder überzogen haben, da es doch länger braucht, Kinder aus den Gummistiefeln zu bekommen. Im anschließenden Feedback wurde uns klar, dass unsere Selbsteinschätzung nicht ganz mit der Fremdeinschätzung übereinstimmte. Das Fazit aus dem Gespräch war, dass wir viel zu viel geredet haben und uns mehr im Hintergrund halten sollen. Nachdem Feedback haben wir uns untereinander unterhalten, und dem zugestimmt und uns gleich überlegt wie wir das besser machen können. Wir haben versucht uns gegenseitig zu unterstützen, und sobald uns aufgefallen ist, dass eine zu viel redet, hat die andere sie unauffällig darauf aufmerksam gemacht. Die zweite Gruppe war insofern schwieriger, da wir eine reine Jungs-Gruppe mit einem Störenfried hatten. Doch auch mit ihm sind wir fertig geworden, indem wir auf seine Provokationen nicht eingegangen sind. Da wir auch bei dieser Gruppe beobachtet wurden, konnten wir gleich, vor dem großen Gruppenfeedback, einige Anregungen einholen. Unsere jetzige Zurückhaltung wurde positiv erkannt und somit waren wir zufrieden, den einen Punkt gleich umgesetzt zu haben. Ein weiterer Kritikpunkt war der Arbeitsplatz, er war nicht anregend und Schüler/innen gerecht. Auf diesen Verbesserungsvorschlag legten wir unser Augenmerk für den nächsten Tag. Tag 2 Neuer Tag, neues Glück, dachten wir uns. Am Abend zuvor haben wir zusammen den Tag reflektiert und überlegt, wie und was wir für die 4. Klasse Volksschule besser machen können. Wir sind zu dem Entschluss gekommen, dass wir eine kleine Forscherstation machen wollen. Dies haben wir realisiert, indem wir für jeden Schüler, jede Schülerin mit Behältern, Löffeln, Lupen und Stifte ihren eigenen Forscherbereich vorbereiteten. 47 Claudia Gottlieb & Stephanie Vorderwinkler, Evertebraten Dadurch hatte jeder der Schüler/innen einen eigenen Platz an dem sie arbeiten konnten, und keiner kam zu kurz. Auch unser Arbeitsblatt haben wir hinzugezogen. Um es noch einmal zu vereinfachen, haben wir alle Fragen weggestrichen und die Kinder nur zeichnen zu lassen. Dadurch hatten wir kein Zeitproblem und unser Lernziel, die Kinder keschern und beobachten zu lassen wurde somit erfüllt. Nun hat es uns so richtig Spaß gemacht, da wir sehen konnten, wie fasziniert die Kinder an die Sache rangegangen waren, und es wirklich um einiges besser war, als am Tag zuvor. Wir hätten am Tag 2 sogar drei Gruppen gehabt, doch leider hat uns das Wetter einen Strich durch die Rechnung gemacht, und wir mussten schon bei der zweiten Gruppe 48 Claudia Gottlieb & Stephanie Vorderwinkler, Evertebraten abbrechen, da es zu blitzen angefangen hatte und viel zu gefährlich für die Kinder gewesen wäre, weiterhin im Freien zu sein. Abschließend sollte noch gesagt werden, dass diese paar Tage wirklich sehr wichtig waren für unsere weitere Laufbahn. Das direkte Arbeiten mit Kindern, kommt in der jetzigen Ausbildung leider oft viel zu kurz, und deswegen ist dieser Kurs enorm wichtig. Wir haben selbst wieder gemerkt, wie viel Spaß es uns bereitet mit Kindern zu Arbeiten und es hat uns in unserer Studienwahl bestärkt. Literatur Bücher: Bellmann, H. (2006): Kosmos-Atlas Spinnentiere Europas. Extra: Süßwasserkrebse, Asseln und Tausendfüßer, 3.Auflage, Kosmos-Verlag. Engelhardt, Wolfgang (1989): Was lebt in Tümpel, Bach und Weiher? Kosmos Stuttgart. Lazowski, W. (1999): Fließende Grenzen. Lebensraum MarchThaya-Auen. Umweltbundesamt, Wien: 129-155. Wachmann, Ekkehard (1989): Wanzen - beobachten-kennenlernen. Neumann-Neudamm. Westheide, Wilfried & Dohle, Wolfgang: Spezielle Zoologie. Teil 1: Einzeller und wirbellose Tiere. Spektrum, Akad. Verlag. Wichard W, Arens W, Eisenbeis G (1995): Atlas zur Biologie der Wasserinsekten. Gustav Fischer Verlag. Diplomarbeit: Lechthaler, Wolfgang. Gesellschaften epiphytischer Makroevertebraten in überschwemmten Wiesen an der March (Niederösterreich). Websites: http://de.wikipedia.org/wiki/Eintagsfliegen – Zugriff am 30.4.2011. http://www.natur-lexikon.com/Texte/MZ/001/00067Wasserlaeufer/MZ00067-Wasserlaeufer.html – Zugriff am 1.5.2011 http://www.submers.org/index.php?title=Ruderwanze – Zugriff am 1.5.2011. http://www.geodz.com/deu/d/Ostracoda – Zugriff am 15.6.2011. http://www.hydro-kosmos.de/winsekt/waskaef5.htm – Zugriff am 15.6.2011. http://www.hydro-kosmos.de/winsekt/wasassl.htm – Zugriff am 15.6.2011. 49 Pero Limbeck & Hanna Stadlbauer Die Kräuterhexe und der böse Magier Aupflanzen Die Kräuterhexe und der böse Magier von Hanna Stadlbauer & Pero Limbeck Fachliches Was ist eine Au? Weicher und nährstoffreicher Humus, gut vermengt mit den Mineralstoffen des feinen Schwemmsandes, das ist der Grund des Auwaldes, der sein reiches Pflanzenleben den Überschwemmungswassern des Flusses verdankt, der immer wieder neue Zufuhren an Schlick und Schlamm erhält und darum die anspruchvollsten und besonders Feuchtigkeit liebenden Kräuter, Büsche und Bäume in sich versammelt. Pflanzen im Gebiet der Au (essbar / giftig) Kratzbeere Rubus caesius Blütezeit: Mai - Juli Strauch Merkmale/Aussehen: 0,30 - 0,60m hoch, Stängel kurze schwache Stacheln und niederliegend, Blätter 3- zählig gefingert und behaart, Blüten weiß bis hellrosa (Trugdolde) Zusatzinformation: Tee aus Brombeerblättern hilft gegen Magenbeschwerden Namensgebung: die Stacheln der Kratzbeere sind klein und kratzen nur anstatt zu stechen Sommerknotenblume Leucojum aestivum Blütezeit. April - Mai Giftig & geschützt Merkmale/Aussehen: 0,10 0,30m, längliche grundständige Blätter, Blüte weiß mit grünem Spitzenfleck, Blütenstände 3-7 Blüten an ungleich langen Stielen Zusatzinformation: Bei einer Vergiftung kommt es zu Überlkeit und Herzrythmusstörungen. Die Sommerknotenblume wächst im Überschwemmungsgebiet der March und ersetzt dort das Schneeglöckchen und die Frühlingsknotenblume, da diese dort nicht wachsen können, da im Frühling dieses Gebiet überschwemmt ist. Namensgebung: Späte Blütezeit und knotenartiger unterständiger Fruchtknoten 50 Pero Limbeck & Hanna Stadlbauer Die Kräuterhexe und der böse Magier Gewöhnliche Brennessel Urtica diocia Juli – Oktober Staude Merkmale/Aussehen: 0,30 - 1,5m hoch, Blätter (über 5 cm lang) grob gesägt, berühren der Pflanze führt zu brennendem Schmerz (Brennhaare), männliche und weibliche Blüte (Rispe) auf zwei verschiedenen Pflanzen (zweihäusig), Blätter gegenständig, Pflanze mit kurzen Borsten- und langen Brennhaaren. Zusatzinformation: Bis ins 18. Jh. waren die haltbaren Stängelfasern wichtig für Stoffe, Fischernetze und Schnüre. Wenn man vom unterem Ende des Stiels mit der Hand die ganze Pflanze entlang fährt kann man sich nicht „verbrennen“. Namensgebung: Die Brennessel hat ihren Namen der Nesselsucht zu verdanken, die wie das Gift der Brennessel kleine Quasteln verursacht. Hopfen Humulus lupulus Blütezeit: Juli – August Staude Merkmale/Aussehen: 2 - 4 m, windende Kletterpflanze Blätter mit gesägtem Rand und auf der Unterseite borstig behaart (fühlen sich an wie Schleifpapier), Männliche und weibliche Blüten auf zwei Pflanzen, weibliche Blüten bilden zur Fruchtzeit gelbgrüne Fruchtzapfen Zusatzinformation: Sie verleihen dem Bier seine besondere Würze und lindern leichte Schlafstörungen. In zu Hohen Dosen kann er Kopfschmerzen und Schwindel auslösen. Die Hopfensprossen können wie Spargel zubereitet werden. Schafgarbe Achillea millefolium Blütezeit: Juni-November Merkmale/Aussehen: 0,20 - 1,50m hoch Sie fällt durch ihre kleinen, weißen Blüten auf, die in Doldenform angeordnet sind, sie gehört aber zu den Korbblütlern -> Scheindolde. Die Blätter sind wechselständig & gefiedert. Zusatzinformation: wenn man ihre Blätter reibt, dann kann man einen scharfen, balsamischen Geruch riechen. Heilkraft: steckt in Blättern und Blüten, stillt Blutungen, wirkt entzündungshemmend, fördert den Kreislauf und die Absonderung von Magensaft. Namensgebung: Achilles soll Wunden mit diesem Kraut geheilt haben; Schafe fressen die Blätter; (auch Achilleskraut genannt) Wiesenkerbel Anthriscus silvestris Blühtezeit: April-Juli Staude Merkmale/Aussehen: Bis zu 1,5m hoch hohe, kantige Sprossachsen und Schirmdolden aus weißen Blüten. Die Blätter sind gefiedert und an der Unterseite behaart. Der Stängel ist scharfkantig gefurcht und hohl. Zusatzinformationen: Der Wiesenkerbel wächst an Stellen die stark mit Jauche gedüngt sind. Gundelrebe/Gundermann Glechoma hederaceum Blütezeit: März-Juni Staude Merkmale/Aussehen: 0,10 - 0,40m hoch, die Blüten sind blauviolett, klein, zweilippig und sitzen an den Blattachseln; Nieren- bis herzförmige Blätter, Blattrand grob stumpf gezähnt Blätter gegenständig & wintergrün; 51 Pero Limbeck & Hanna Stadlbauer Die Kräuterhexe und der böse Magier Stängel liegend an den knoten wurzelnd Zusatzinformation: riecht aromatisch durch ätherisches Öl, enthält auch Gerb- und Bitterstoffe. Sie wird verwendet bei Durchfall und Husten. Koblauchsrauke Alliaria petiolata Blütezeit: April-Juni Einjährig Merkmale/Aussehen: 0,20- 1,00m hoch, kantiger Stängel, Blätter herzförmig, und riechen beim Zerreiben zwischen den Fingern nach Knoblauch, kleine weiße Blüten in Büscheln an der Stängelspitze, Schotenfrüchte 20-70mm lang aufrecht abstehend Zusatzinformation: junge kleine Blätter (intensivstes Knoblaucharoma) kann man mit Topfen und Joghurt zu einem Aufstrich vermengen Namensgebung: richt und schmeckt nach Knoblauch Gewöhnliche Osterluzei Aristolochia clematitis Blütezeit: Mai - Juni Staude, giftig Merkmale/Aussehen: 0,30 - 0,70m hoch, Blätter gelbgrün und herzförmig, tütenförmige gelbe Blüten, Blüte bildet Kesselfalle -> in der Blüte sitzen Haare, wodurch kleine Fliegen hineinkriechen können aber nicht mehr hinaus. Erst wenn die Blüte bestäubt ist welken die Haare und die Fliegen können entkommen. Hat einen merkwürdigen leicht fruchtigen Geruch. Zusatzinformation: Alte Heilpflanze, wurde im Altertum gegen Schlangenbisse und im Mittelalter als geburtenfördernd angewendet, Seit 1981 ist die Anwendung verboten, da die in der Osterluzei vorhandene Aristolochiasäure das Erbgut verändert und zu Tumoren führen kann. Den Osterluzeifalter kann man immer in der Nähe der Osterluzei treffen, da er dort seine Eier legt. Gefleckte Taubnessel Lamium maculatum Blütezeit: April-September Staude Merkmale/Aussehen: brennesselartige Pflanze ohne Brennhaare, Blüten 2-lappig, Oberlippe helmförmig, Blätter gekreuzt gegenständig , gestielt, herz-eiförmig, unregelmäßig gezähnt Zusatzinformation: die Oberlippe ist beweglich und weicht zurück, wenn eine Hummel in die Blüte kriecht, um den Nektar zu erreichen, dieser enthält 42 Prozent Zucker, die Früchte tragen einen nahrhaften Ölkörper, der Ameisen anlockt, die für die Verbreitung sorgen. Namensgebung: Die Taubnessel hat ihren Namen der brennesselartigen Blätter die aber keine Brennhaare besitzen (also taube Nessel) zu verdanken Purpurne Taubnessel Lamium purpureum Blütezeit: März-Oktober Einjährig, Staude Merkmale/Aussehen: 0,10- 0,70cm hoch, Blüte purpur, kleiner als bei gefleckter Taubnessel Oberlippe helmförmig, Unterlippe schwach gemustert, Stängel vierkantig und von unten verzweigt, Stängel gekreuzt gegenständig, am Grund herzförmig, stumpf gezähnt Zusatzinformation: Bei günstigen Bedingungen blüht sie sogar im Winter, Stickstoffzeiger, man kann aus der Blüte den süßen Nektar heraus saugen , Blüten schmecken gut in Salaten Namensgebung: siehe gefleckte Taubnessel 52 Pero Limbeck & Hanna Stadlbauer Die Kräuterhexe und der böse Magier Didaktik Die Kräuterhexe und der böse Magier ( 1. Konzept) Der böse Magier stiehlt das Kräuterbuch der Kräuterhexe. Die Seiten des Buches zaubert er in die Äste der Bäume. Die Kräuterhexe bittet die Kinder ihr zu helfen die Seiten wieder zu finden, damit sie ein neues Kräuterbuch machen kann. Kinder gehen los und suchen die Seiten; entweder ein Blatt einfolieren und Kinder müssen sich die Informationen die auf einer Seite über eine Pflanze stehen (kurzer Steckbrief über eine Pflanze, die später in den Kräuteraufstrich kommt) notieren oder mehrere Blätter von einer Kräuterbuchseite in eine Folie und jede Kindergruppe bekommt ein Blatt. Kinder kommen zurück zu Kräuterhexe und geben ihr die Blätter bzw. sagen ihr was sie heraus gefunden haben und sie legt bzw. trägt dass dann in ihr neues Kräuterbuch ein und bedankt sich bei den Kindern. Dann kommt der böse Magier und entschuldigt sich bei der Kräuterhexe (hatte solche Zahnschmerzen und deswegen war er so böse.. was auch immer!!). Zur Versöhnung möchte er einen Kräuteraufstrich für die Kräuterhexe machen. Er hat es leider nur geschafft, Topfen Joghurt Salz & Pfeffer (oder was man sonst noch braucht) her zu zaubern. Da nun seine Zauberkräfte erschöpft sind bittet er die Kinder ihm zu helfen. Kinder sagen ja, kommen dafür das Kräuterbuch der Kräuterhexe, damit sie auch die richtigen Kräuter finden und eine Karte des Magiers der Umgebung mit lauter Kreuzen (für jedes Kreuz steht eine Pflanze). Die Kinder sollen dann die Pflanzen finden und mit Hilfe des Kräuterbuches herausfinden, um welche Pflanze es sich handelt. Wenn sie alle gefunden haben, kommen sie wieder zur Kräuterhexe und zum jetzt nettem Zauberer und machen alle zusammen einen Kräuteraufstrich. Material: Kräuterbuch, Kräuterbuchseiten, Joghurt, Topfen, Salz Pfeffer, Brett, Messer, Brot, Pflanzen 53 Pero Limbeck & Hanna Stadlbauer Die Kräuterhexe und der böse Magier Vorbereitungen am Standort Nachdem wir uns am im Schutzgebiet umgesehen haben, haben wir festgestellt, dass wir nicht alle Pflanzen, die wir im Vorfeld den Kindern vorstellen wollten auch auf einem Standort finden werden. Nach reichlichem Überlegen haben wir uns für den Platz vor dem Haus entschieden, da wir da die Brennessel, die Brombeere, die Knoblauchsrauke, die Brombeere, die Osterluzei, den Wiesenkerbel, der Gemüselauch die purpurne Taubnessel und die gefleckte Taubnessel gefunden haben. Danach haben wir noch von anderen Standorten die Sommerknotenblume, die Schafgarbe und den Gundermann importiert Konzeptänderungen Nach dem ersten Tag haben wir nach der Besprechung mit den Lehrveranstaltungsleitern und nach dem wir besprochen haben, was wir verbessern können, entschieden, dass wir nicht alle Pflanzen den Kindern näher bringen können. Da die Bandbreite an Informationen zu groß für diese kurze Zeit ist, und wir den Kindern die wichtigsten und interessantesten unserer Pflanzen vorstellen wollten. Am zweiten Tag haben wir dann den Kindern die Brombeere, die Knoblauchsrauke, den Gemüselauch, die gefleckte und die purpurne Taubnessel, die Sommerknotenblume und die Osterluzei vorgestellt. Reflexionen Reflexion Pero Aus fachdidaktischer Sicht sind die sich anbietenden „offenen Fenster“ [=Möglichkeit, auf eine bestimmte Fragestellung/ein Wissensgebiet hier und jetzt näher einzugehen, wo die Antwort/die Erklärung im Kontext verstanden werden kann, für die Schüler interessant ist und so besser gemerkt werden kann] zu beachten, auf die man sofort eingehen sollte, sofern es nicht zu viele werden und so die grundsätzliche Struktur des „Unterrichts“ gestört wird. Anstatt sich als Lehrer ständig in die Rolle des Lehrenden und Erklärenden zu begeben ist es oft besser sich zu zurückzunehmen und die Schüler einfach forschend und entdeckend ein Thema erarbeiten zu lassen. Das nimmt auch viel Druck und Anstrengung von den Lehrpersonen und es bleibt mehr Zeit und Energie auf die Schüler einzugehen, wenn diese wirklich Hilfe brauchen, weil sie bei einer Sache von selbst nicht weiterkommen. Oft stellt man als Lehrperson erstaunt fest wie viel die Schüler eigentlich bereits von einem Thema wissen bzw. wie originell und sachlich sie sich neues Wissen von selbst aneignen. Es hat sich allerdings auch gezeigt, dass der Erfolg einer Lerneinheit auch von der Motivation, dem Eigeninteresse und der Eigenständigkeit der Schüler abhängt. Reflexion Hanna Nach dem Ankommen, haben wir uns auch schon auf die Suche nach unseren im Vorfeld vorbereiteten und wie wir hofften auch vorhandenen Pflanzen gemacht. Dadurch haben wir das Gebiet rund um das Schutzhaus gut kennengelernt und auch einige Pflanzen gefunden. Das Suchen und vor allem das Erkennen von Pflanzen hat mir großen Spaß gemacht, da ich dadurch gesehen habe, dass ich doch einige Pflanzen kenne und auch erkenne. Nach dem wir uns einen Standort für unsere Station ausgesucht haben, haben wir damit begonnen unsere Station herzurichten, was auch mit einer kleinen Bastelarbeit verbunden war, die mir 54 Pero Limbeck & Hanna Stadlbauer Die Kräuterhexe und der böse Magier besonders gut gefallen hat . Da wir eigentlich recht schnell mit unserer Station fertig waren, konnten wir anderen helfen und auch anfangen die Sammelpässe vorzubereiten. Am nächsten Tag war es soweit: die Kinder kamen. Von Nervosität keine Spur, da ich mir ziemlich sicher war, dass unsere Station gut geplant war und die Chancen, dass alles ins Wasser fällt (sprichwörtlich) nicht sehr hoch standen. Nachdem die Kinder ihren Gruppen zugeteilt wurden, hieß es für uns: warten und warten, da unsere Station erst in der zweiten Runde geplant war. Nun wurde es endlich Zeit, dass die Kinder zu uns kamen was sie dann auch taten. Der erste Versuch unsere Station an den Mann, besser gesagt an die Schüler zu bringen. Und im Großen und Ganzen ist uns das auch gelungen. Zwar habe ich bei der ersten Gruppe meiner Meinung nach, noch zuviel erzählt und es war größtenteils ein LehrerSchüler-Gespräch, aber ich denke spätestens bei der zweiten Gruppe, habe ich mich mehr zurück gehalten und die Kinder selbstständig arbeiten lassen, ihnen aber auch Wissenswertes über unsere Pflanzen erzählt. Bei der Besprechung habe ich dann erfahren, dass ich auf ein „offenes Fenster“ einfach nicht eingegangen bin. Im Nachhinein ist mir das natürlich klar, aber in der Situation habe ich es einfach nicht erkannt (obwohl es sehr offensichtlich war). Für mich war und ist es immer noch schwer zu entscheiden, wann soll ich auf etwas eingehen und wann nicht. Aber ich denke, dass werde ich im Laufe der Zeit lernen, hoffe ich zumindest . Am zweiten Tag lief auch alles super und als es dann zum Regnen begonnen hat, haben wir einfach die Kinder rein geschickt und alles Wichtige in Sicherheit gebracht. Im Großen und Ganzen war es für mich eine schöne und auch lustige Erfahrung obwohl ich am Anfang nicht besonders begeistert war, mir das Bett mit zehn Spinnen zu teilen. Aber auch die haben dann am Schluss schon dazu gehört. Kurze Zusammenfassung (Lehrziele) Unser Ziel war es den Schülern die Pflanzen, die sie in der Au antreffen können, näher zu bringen und ihnen zu zeigen, welche davon essbar sind und welche gefährlich, weil sie giftig sind. Wir haben dabei auch auf Verwechslungsgefahren hingewiesen. Die Schüler sollten sich dieses Wissen durch Suchen und Entdecken aneignen. Während der Zubereitung des Aufstrichs haben wir nachgefragt was sich die Schüler gemerkt haben. Literatur Bücher: Chinery, M. (1986): Das große Kosmos-Handbuch der Natur (The natural history of Britain and Europe). Franckh’sche Verlagshandlung, W. Keller & Co., Stuttgart Fischer, M. A. & Oswald, K. & Adler, W. (3. Aufl. 2008): Exkursionsflora für Österreich, Liechtenstein und Südtirol. Biologiezentrum der Oberösterreichischen Landesmuseen, Linz Smolik, H. W. (1985): Pflanzen und Tiere unserer Heimat. Naumann & Göbel Verlagsgesellschaft, Köln, 187-194. Dreyer E.-M. & W. (2008): Wildkräuter, Beeren und Pilze, FranckhKosmos Verlags-GmbH & Co.KG, Stuttgart Spohn M., Spohn R., Aichele D. & Golte-Bechtle M. (2008): Was blüht denn da?, Franckh-Kosmos Verlags-GmbH & Co.KG, Stuttgart 55 Christian Pichler & Andreas Zimmerer Blütenökologie Blütenökologie Auch Pflanzen machen Spaß!! von Christian Pichler & Andreas Zimmerer Fachliches Die Blütenökologie behandelt den Zusammenhang zwischen dem Bau der Blüte und der Art der Bestäubung bzw. dem bestäubenden Lebewesen. Weitere Bezeichnungen für Blütenökologie sind Bestäubungsökologie, Pollinationsökologie oder Blütenbiologie. Blüte: Die Blüte ist kein Grundorgan (Wurzel – Sprossachse – Blatt) der Pflanze, sondern ein unverzweigter Kurzspross mit begrenztem Wachstum dessen Blätter direkt oder indirekt im Dienst der geschlechtlichen Fortpflanzung stehen. Vereinfacht könnte man die Blüte also als Sexualorgan der Pflanze betrachten. 56 Christian Pichler & Andreas Zimmerer Aufbau einer „vollständigen“ Blüte: Eine typische, zwittrige Blüte der Bedecktsamer besteht aus: • Blütenboden (=Blütenachse) • Perianth (=Blütenhülle) • Andrözeum (=Gesamtheit d. Staubblätter) • Gynözeum (=Gesamtheit d. Fruchtblätter) Blütenboden (=Blütenachse): Ist jener Achsenabschnitt, der die Hüll-, Staub- und Fruchtblätter trägt. Er ist die direkte Fortsetzung des Blütenstiels. Er kann flach, gewölbt, schüsselförmig, kegelförmig, spindelförmig, etc. ausgebildet sein. Perianth (=Blütenhülle): Ungleichförmige Blütenhülle: Blütenhüllblätter sind in äußere, meist grüne Kelchblätter (=Sepalen) und innere, meist auffällig gefärbte Kronblätter (=Petalen) gegliedert. Gleichförmige Blütenhülle (=Perigon): nicht in Sepalen und Petalen gegliedert. Blütenhüllblätter heißen Perigonblätter (=Tepalen). Kelch-, Kron- und Perigonblätter können auch verwachsen sein und diverse Formen annehmen (Röhre, Schlund, Lippe, Zipfel…) Bei der nackten Blüte fehlt die Blütenhülle dagegen vollkommen. Formen der verwachsenblättrigen Blütenhülle: • röhrenförmig • keulenförmig • glockenförmig • trichterförmig Blütenökologie • • • • stieltellerförmig zungenförmig ausgesackt gespornt Die wichtigsten Sonderformen der zygomorphen Blütenhülle: • Schmetterlingsblüte • Lippenkrone • Zungenblüte • Strahlblüte Andrözeum (Gesamtheit d. Staubblätter): Staubblätter (=Stamina) sind Mikrosporophylle, d.h. sie bilden den Pollen. Das Staubblatt der Bedecktsamigen besteht in der Regel aus: • dem stielartigen Staubfaden (=Filament) • dem Staubbeutel (=Anthere) • dem die beiden Antherenhälften (=Theken) verbindenden Mittelband (=Konnektiv) 57 Christian Pichler & Andreas Zimmerer Gynözeum (Gesamtheit d. Fruchtblätter): Fruchtblätter (=Karpelle) sind Megasporophylle, in denen die Samenanlage der Samenpflanzen ist. In einer Blüte können eines oder mehrere Fruchtblätter frei oder verwachsen vorkommen. Sind die Fruchtblätter frei, bildet jedes einen eigenen Stempel – sind sie verwachsen (Synkarpie), dann bilden sie gemeinsam einen Stempel. Ein typisches Fruchtblatt besteht aus: • Fruchtknoten (=Ovar) (verschiedene Stellungen!) • Griffel (=Stylus) • Narbe (=Stigma) Das Geschlecht der Blüte: Blütenökologie • • • Zwittrig: Blüte enthält Andrözeum und Gynözeum Eingeschlechtig: nur Andrözeum oder Gynözeum Geschlechtslos: nur Blütenhülle Bestäubung: Unter Bestäubung versteht man den Transport des Pollenkorns zur Narbe des Stempels. Man unterscheidet: • Autogamie (Selbstbestäubung) Besonders bei einjährigen Pflanzen. Eigener Pollen wird für Bestäubung verwendet. Zuverlässig, aber fehlende Durchmischung von Erbgut. Gegen Selbstbestäubung schützen sich die meisten Pflanzen in mannigfaltiger Hinsicht: Dichogamie (weibl. Organe reifen zeitlich vor den männl.), Herkogamie (räuml. Trennung männl. – weibl.) und Heterostylie (Verschiedengriffeligkeit) • Allogamie (Fremdbestäubung) Hydrogamie (Wasserbestäubung), Anemogamie (Windbestäubung), Zoogamie (Tierbestäubung) Die Hydrogamie (hat bei uns nur geringe Bedeutung) und die Anemogamie eignen sich nur für diffuse Übertragungen, während Tiere effektiver sind, da sie den Pollen mehr oder weniger gezielt übertragen. 58 Christian Pichler & Andreas Zimmerer Anemogamie: Anemogame (z.B.: Abies, Pinus, Fagus, Quercus, Ulmus, …) leben meist in Riesenpopulationen (Wälder, Rasen) und produzieren massenhaft trockene, schwebfähige Pollenkörner. Diese werden oft in großer Höhe präsentiert und ihre Narben sind eher groß. Zoogamie: Bei uns spielen Insekten die mit abstand wichtigste Rolle. In außereuropäischen Ländern können auch Vögel, Säuger, Fische u. Reptilien eine Rolle spielen. Blüten bzw. Blütenstände haben sich auf vielfältige Art an die Bestäubergruppen angepasst (Scheiben-, Trichter-, Glocken-, Stielteller-, Lippenblume u.a.) und umgekehrt. Man kann auch nach den Bestäubern Käfer-, Bienen-, Tagfalter-, Nachtfalterblume etc. unterscheiden. Da Insekten rotblind sind und bei uns keine Vogelbestäubung stattfindet, gibt es bei uns nur wenige rote Blüten. Zur Anlockung der Tiere dienen optische Signale (Krone, Perigon, Saftmal) und Gerüche. Als Belohnung erhalten die Tiere entweder Pollen oder Nektar. Eine Ausnahme stellen so genannte Täuschblumen dar, die entweder Pollen oder Nektar imitieren und so ohne Gegenleistung bestäubt werden. (vgl. Fischer, M. 2005) Blütenökologie Verschiedene Bestäuber (vgl. www.biozac.de) Bestäuber Käfer Bienen und Hummeln Fliegen Tagfalter Nachtfalter charakteristische Blumenmerkmale weiß, mit vielen Pollen, oft derb Beispiele Doldenblütler, Seerosen Lippen – und Schmetterlingsblütler zygomorph mit deutlicher Lippe ("Landebahn"), Nektar in kurzer Röhre oder Sporn, eine kontrastreich gefärbte Zeichnung (Saftmal) deutet auf den Nektar hin weiß mit offen dargebotenem Doldenblütler Nektar oft rötlich, duftend, Nektar in Nelken Röhren (Rüssel!), Blütenblätter bilden Landefläche weiß, duftend, Nektar in Röhren, Zaunwinde kein Landeplatz nötig (kann im fliegen "stehen") 59 Christian Pichler & Andreas Zimmerer Einige behandelte Pflanzen: Alliaria petiolata Knoblauchrauke Aristolochia clematitis Osterluzei Barbarea vulgaris Barbarakraut Brassica napus Raps Capsella bursa-pastoris Hirtentäschlkraut Chelidonium majus Schöllkraut Crataegus monogyna Weißdorn Euphorbia esula Esels-Wolfsmilch Glechoma hederacea Gundelrebe Lamium maculatum gefleckte Taubnessel Lepidium draba Pfeilkresse Leucojum aestivum Sommerknotenblume Myosotis arvensis Ackervergissmeinnicht Prunus padus gewöhnliche Traubenkirsche Prunus spinosa Schlehdorn Ranunculus arvensis Acker-Hahnenfuß Ranunculus ficaria Scharbockskraut Symphytum officinale Echter Beinwell Taraxacum sect. Ruderalia gemeiner Löwenzahn Thlaspi arvense Acker-Hellerkraut Valerianella locusta gewöhnlicher Feldsalat u.v.m. Blütenökologie Didaktik Didaktische Reduktion Unsere Grundsätze für den Unterricht waren: • • • • • • Realitätsnah, der Aufwand für die Vorbereitung der Station sollte dem Aufwand im späteren Berufsleben entsprechen. Begeisterung, unser Unterricht sollte die SchülerInnen für das Thema begeistern. SchülerInnen-nah, sparsam mit wissenschaftlichen Ausdrücken, Wortwahl und Beispiele lebensnah präsentieren. Selbstständigkeit, SchülerInnen sollen so viel wie möglich selbst zu Forschern werden. Spontan und flexibel, immer offen sein für kurzfristige Änderungen oder spontane Beiträge der SchülerInnen. Zielgerichtet, trotz Flexibilität ein klares Ziel vor Augen, was mit dem Unterricht erreicht werden soll. Unsere große Herausforderung war für ein „eher langweiliges“ Thema Begeisterung bei den SchülerInnen hervor zu rufen. Deshalb gingen wir mit der Einstellung ans Werk, als ob wir das tollste Thema hätten. Doch dazu bedurfte es keines Schauspielertalents. Die Auseinandersetzung mit dem Thema Blüten hatte uns schon im Vorhinein für die Sache begeistert… 60 Christian Pichler & Andreas Zimmerer Blütenökologie Unser Unterricht war folgendermaßen gegliedert: 1. Arbeitsauftrag: SchülerInnen sollen in der Umgebung möglichst viele unterschiedliche Blüten sammeln (5Min) 2. Theoretischer Input (L-S Gespräch): Aufbau, Funktion von Blüten (5-10Min) 3. Arbeitsauftrag: S dürfen sich eine Blüte aussuchen und diese dann skizzieren (8Min) 4. Theoretischer Input (L-S Gespräch): Unterschiedliche Blüten und Bestäuber (5-10Min) 5. „Joker“ für eventuelle Restzeit: Aufbau und Funktion der Osterluzei Obwohl uns versichert wurde, dass die SchülerInnen mit Vorwissen zu unserer Station kommen würden, gingen wir von einem Wissensstand „Null“ aus. Das sollte sich als gute Entscheidung herausstellen. Zu Beginn bekamen die SchülerInnen von uns ein Arbeitsblatt ausgeteilt, auf dem die Arbeitsaufträge formuliert waren und eine Blütenskizze vorhanden war, die den Aufbau und die Bezeichnung der Blütenteile darstellte. Auf diese Weise sollte das selbständige Arbeiten unterstützt werden. In den ersten Minuten schwärmten die SchülerInnen in die Umgebung aus, um möglichst viele verschiedene Blüten zu finden. Angespornt wurden sie mit dem Hinweis auf eine süße Belohnung für den/die SammlerIn der meisten unterschiedlichen Blüten. Dies hat didaktisch zwei wesentliche Vorteile: Erstens Motivation das Beste zu geben und zweitens hatten wir damit gleich ein Anschauungsbeispiel für unsere Station. Wie bei den Blüten, gibt es für die „Ausschwärmenden“ eine Belohnung. Als die SchülerInnen mit ihrer reichen Beute zu unserer Station zurückkamen, erklärten wir ihnen anhand ihrer Blüten (eventuell mit Ergänzungen durch von uns selbst gesammelten Blüten) den generellen Aufbau. Wegen ihrer guten Eignung wählten wir dazu meist die Sommerknotenblume und einen Vertreter der Rosaceae aus. Beim Aufbau reduzierten wir die Thematik auf die drei Grundorgane (Wurzel, Stengel, Blatt) der Pflanzen und die 4 Blätter der Blüten (Kelchblatt, Kronblatt, Staubblatt und Fruchtblatt). Zusätzlich hatten wir laminierte Skizzen in Farbe um den Unterricht zu unterstützen. Als Demonstration für das Kelchblatt diente ein Becher, der die Funktion gut zeigt. An der Sommerknotenblume, konnte man die Kelchblätter gut sehen und ihre Funktion verstehen. Die Kronblätter 61 Christian Pichler & Andreas Zimmerer verglichen wir mit der Krone eines Königs. Wieder konnte man diese Blätter anhand der Sommerknotenblume gut demonstrieren. Die Staubblätter ließen sich beim Weißdorn und dem Scharbockkraut gut zeigen. Ein kurzes Angreifen genügte, um zu zeigen, warum es Staubblatt heißt. Beim Fruchtblatt genügte ein Hinweis auf die Funktion als weibliches Geschlechtsorgan, aus der einmal eine „Frucht“ entspringen sollte. Bei diesem L-S Gespräch versuchten wir so viel Information wie möglich von den SchülerInnen selbst zu entnehmen. Wir gaben sehr genau darauf Acht, wie gut ihr Vorwissen war, damit wir unseren Unterricht auf das Niveau der Gruppe anpassen konnten. So konnten wir bei manchen Gruppen in der Thematik schon weiter in die Tiefe gehen und kompliziertere Zusammenhänge erklären. Als Nächstes sollten die SchülerInnen auf ihrem Arbeitsblatt selbstständig eine Skizze einer Blüte anfertigen. Die soeben erklärten Dinge, sollten nun in der Praxis verstanden werden. Die SchülerInnen konnten selbst eine Blüte wählen, die sie dann skizzieren und beschriften mussten. Dazu stellten wir ihnen des Weiteren Lupen und Binokulare zur Verfügung, damit sie dadurch auch selbstständig forschen konnten. Let's talk about Sex Nun war eine wichtige Grundlage gelegt, anhand derer wir weitere wesentliche Dinge besprechen konnten. Folgende Dinge standen noch auf unserem Programm: Blütenökologie • • • • Wesentliche Funktion der Blüte Unterschied Blüte – Blume 3 Verbreitungsmethoden des Pollens Blütenvariationen incl. Zusammenspiel mit den Bestäubern Wir stellten die Frage, wozu es überhaupt Blüten gibt. Um die Aufmerksamkeit der SchülerInnen zu gewinnen, erklärten wir ihnen, dass es bei Blüten um Sex geht. Genauso wie sich ein Mädchen hübsch macht, um die Aufmerksamkeit der Männer zu gewinnen, präsentieren sich auch die Blumen so, dass sie für den Bestäuber attraktiv wirken. Sehr oft wird zwischen Blüte und Blume unterschieden. Um diesen Unterschied zu veranschaulichen eigneten sich das nahe Rapsfeld und ein Löwenzahn. Handelt es sich beim Löwenzahn um eine Blüte oder eine Blume, war unsere Frage. Mit Hilfe der Lupe stellten die SchülerInnen mit Begeisterung fest, dass es sich um viele Blüten in einem Korb handelte. Wir ließen die SchülerInnen zum Rapsfeld blicken, das in voller Blüte stand, und ließen sie überlegen, was der Sinn so einer Blume mit vielen Blüten ist. Natürlich, viele Blüten auf engem Raum erhöhen die Attraktivität für die Insekten! 62 Christian Pichler & Andreas Zimmerer Leidet jemand von euch an Heuschnupfen? Mit dieser Frage leiteten wir die Verbreitungsmethoden des Pollens ein. Warum leiden viele an Heuschnupfen, wenn die Pollen sowieso durch Insekten verbreitet werden? Durch diese Frage wurde der Weg geöffnet um über andere Ausbreitungsmethoden als Insekten zu sprechen. Wir erwähnten dabei, Insekten, Wind und Wasser. Um die Verbreitung durch den Wind zu demonstrieren benutzten wir einen Becher. Dieser wurde in 3 Meter Entfernung auf den Boden gestellt. Nun mussten die SchülerInnen versuchen einen Kieselstein in den Becher zu befördern. Natürlich gelang es ihnen nicht. Darauf nahmen wir eine ganze Hand voll Grasteilchen und warfen es in die Richtung. Somit konnte eindrucksvoll demonstriert werden, dass es für die Windbestäubung eine große Menge an Pollen braucht, damit ein Pollenkorn an den richtigen Ort gelangt. Bei der Verbreitung durch Wasser wiesen wir darauf hin, dass wir uns in einem Überschwemmungsgebiet befanden. Dadurch schafften wir es auch bei diesem Thema eine Verknüpfung zu erstellen. Wieder einmal stellten wir eine Frage. Warum fliegt ein Insekt zu einer Blüte? Damit sie bestäubt wird, war eine häufige Antwort. Und als Belohnung bekommen die Insekten Honig. Wieder einmal durften wir falsche Vorstellungen korrigieren. Sowohl Insekt als auch Pflanze arbeiten völlig eigennützig. Die Insekten werden nur für die Bedürfnisse der Pflanze benützt und erhalten dafür eine Belohnung. Blütenökologie Ja, es geht noch immer um Sex. Jetzt war die Zeit gekommen auf die Belohnung hinzuweisen, die die SchülerInnen von uns bekommen hatten. Zum Abschluss unserer Einheit zeigten wir den SchülerInnen anhand verschiedener Vertreter die wichtigsten Blütenvariationen. Eine Apfelblüte diente als klassischer Blütenvertreter einer Scheibenblume, der Beinwell als Röhrenblüte, die Gundelrebe als Lippenblütler und der Löwenzahn als Korbblütler. In diesem Zusammenhang erklärten wir den SchülerInnen das Zusammenwirken der verschiedenen Blüten mit verschiedenen Bestäubern. Anhand des Beinwells konnte man gut demonstrieren, dass nicht jedes Insekt für jede Blüte „geeignet“ ist. Es braucht ein Insekt mit einem langen Rüssel, wie die Hummel. Reflexion: Was hat geklappt? Was hat nicht geklappt? Anmerkungen. Unter dem Strich ist unser Eindruck, dass unsere Station sehr gut geklappt hat. Wir konnten sehr schnell einen geeigneten Platz für unsere Station finden, in dessen Nähe sich genügend unterschiedliche Blumen befanden. Die Gruppengröße war ideal, sodass man auf die einzelnen gut eingehen konnte. Auch der Wechsel zwischen den Stationen hat bis auf ein Mal gut funktioniert. Alle Gruppen waren mit Freude und Einsatz bei unserer Station. Wir durften sehen, dass 63 Christian Pichler & Andreas Zimmerer wir die SchülerInnen für unser Thema begeistern konnten. Wir hatten von Anfang an eine lockere Atmosphäre, sodass die SchülerInnen wenig Hemmungen hatten aktiv mitzuarbeiten. Wir mussten nie zwanghaft versuchen zur Mitarbeit zu motivieren, weil alle super mitmachten. Durch die guten Anschauungsbeispiele und die einfachen Erklärungen konnten die SchülerInnen das meiste gut verstehen, Zusammenhänge erfassen und viele Details in Erinnerung behalten. Somit hatten wir alle Ziele erreicht, die wir uns für unsere Station gesetzt hatten. Folgende Verbesserungen wurden von uns durchgeführt: • • Bei der ersten Gruppe wurde von unserer Seite etwas zu viel gesprochen und der Forschungsteil für die SchülerInnen zu kurz gehalten. Danach versuchten wir die SchülerInnen mehr sprechen zu lassen und sie selbst in die Expertenrolle schlüpfen zu lassen. Die SchülerInnen setzten sich am Tisch alle gegenüber von uns hin. Erst am zweiten Tag versuchten wird uns bewusst so am Tisch zu positionieren, dass sich die SchülerInnen Blütenökologie • gleichmäßig um den Tisch aufteilten. Dadurch wurde das klassische L-S Gespräch gebrochen und eine offenere Atmosphäre geschaffen. Der erste Teil unserer Station, die Blütensuche, war zu Beginn etwas zu lang. Außerdem hatten wir uns kein Signal für die Rückkehr zu Station ausgemacht. Dadurch ging für diesen Teil etwas zu viel Zeit verloren. kurze Zusammenfassung: Was war das Lehrziel: • Aufbau der Blüten verstehen • Blütenformen erforschen und Zusammenwirken mit den Insekten verstehen • alternative Verbreitungsmethoden kennen lernen Was war die Methode: • forschendes Lernen, selbständiges Arbeiten • Lehrer – SchülerInnen Gespräch mit vielen Fragestellungen • Arbeitshilfen wie Arbeitsblatt, Folien und Anschauungsbeispiele 64 Christian Pichler & Andreas Zimmerer Blütenökologie Literatur: WEBSEITEN: http://www.nua.nrw.de/nua/var/www/de/oeffentl/publikat/pdfs/12_bl ute.pdf http://www.ufz.de/data/BIOLFLOR%20BLUETEN1927.pdf http://www.planten.de/2001/12/18/bluetenoekologie-bestaeubung/ http://www.biozac.de http://www.zum.de http://www.wikipedia.at Zugriff jeweils am 20. April 2011 BÜCHER: FISCHER, M. A. et al (2008): Exkursionsflora für Österreich, Liechtenstein und Südtirol; 3. Auflage – Biologiezentrum der Oberösterreichischen Landesmuseen, Linz. S.90-99 & 112-114. LEINS, P. (2000): Blüte und Frucht. Aspekte der Morphologie, Entwicklungsgeschichte, Phylogenie, Funktion und Ökologie. Schweizerbart. Stuttgart. AICHELE D. & M. GOLTE-BECHTLE (2005): Was blüht denn da?; 54. Auflage – Franckh-Kosmos Verlag, Stuttgart. HINTERMEIER, H. & HINTERMEIER, M. (2002): Blütenpflanzen und ihre Gäste - Teil 1; 1. Auflage – Obst- und Gartenbauverlag, München. CAMBELL, N.A. & J.B. REECE (2003): Biologie; 6. Auflage, Spektrum, Berlin. 65 Adebesin und Schak, Die unbekannte Reise Die Unbekannte Reise Von Wasser aufs Land-und zurück von Adesola Adebesin und Lisa Schak Fachliche Grundlagen Einführung Alles Leben stammt aus dem Wasser, welches bis heute, sowohl für tierische als auch für pflanzliche Organismen eine überlebenswichtige Rolle spielt. Aus diesem Grund ist es keine Überraschung dass der Beginn des Lebens im Wasser begonnen hat. Doch während den meisten Schülern die Evolution im Tierreich durch den Biologieunterricht gut bekannt sein sollte, ist die Evolution der Pflanzen für die meisten Kinder und Jugendlichen ein „unbekannte Reise“. Die Tatsache welche Anpassungen die Pflanzen erlangen mussten um sich an ein Leben am Land anzupassen und damit erst die Besiedlung der Kontinente von tierischem Leben ermöglichte, ist den meisten Schülern wenig vertraut. Um diesen Schritt vom Wasser zu Land zu verstehen, muss man beginnen sich mit den ursprünglichsten Vertretern im Pflanzenreich auseinander setzen: die Algen. Algen Unter dem Begriff Algen verstehen wir die autotrophen Eukaryoten, die ihre Gameten und Sporen in einzelligen primär nicht geschützten Behältern bilden. Sie sind meist an die Marin- als auch an die Limnische Lebensweise angepasst. Manche Arten können auch im feuchten Milieu leben bzw. auf Baumrinden, Felsen, Mauern und als Symbionten in Flechten. Für eine anschauliche Einordnung der Algenphylogenie spielt das farbstoffträge Chromatophor eine wichtige Rolle. Die Algen werden nach ihrer äußerlichen Farbprägung (Pigmente) taxonomisch wichtig: • Grünalgen mit Chloroplasten gegliedert in die Unterreiche der Chlorobionta. • Rotalgen mit Rhodoplasten gegliedert in die Unterreiche der Rhodobionta. 66 Adebesin und Schak, Die unbekannte Reise • Braunalgen mit Phaeoplasten gegliedert in die Unterreiche der Heterobionta. All diese Algen enthalten, wie bei allen höheren Pflanzen, Chlorophyll, Carotinoide und Xantophyll. Die Chlorophyll a kommt überall vor, sogar bei den prokaryonte Cyanobakterien, , aber das entscheidende ist Chlorophyll b, dass nur bei den Grünalgen und Euglenophyta vorkommt. Algen haben mehrere parallele Entwicklungstendenzen wie die Reservestoffe, die Wandsubstanzen, und die Begeißelung, die so unterschiedlich sind bspw. die Plastiden werden nur bei den Gruppen Glaucophyta, Rhodophyta und Chlorophyta von einer Doppelmembran umhüllt. Dieser Entwicklungsschritt ähnelt bei allen höheren Pflanzen. Sowie das dominante vorkommen von Chlorophyll a und b bei den Grünalgen, ist es ähnlich bei den höheren Pflanzen. Weitere Eigenschaftensind: • Synthese von Stärke als Reservestoff. • Zellwände aus Zellulose und gemeinsame Merkmale des Wandausbaus. • Nachweis von Plasmodesmen zwischen den Zellen eines Zellverbandes. • Isokonte Begeißelung. • Eine sternförmige Übergangsregion zwischen Geißel und Basal Körper. Bevor wir noch einen detaillierten Einblick in die Familie der Grünalgen werfen, ist es notwendig zu erwähnen, dass der Begriff „Grünalge“ zweideutig ist. Zuerst kann der Begriff mit der Beschreibung der Linie der Pflanzen und somit auch der Landpflanzen in Verbindung gebracht werden. Zweitens, ist „Grünalge“ auch ein Begriff für Pflanzen, die keine Anpassung an das Leben am Land bzw. nicht in die Gruppe der Embryophyta gehören. Hier ist der zweite Begriff von Grünalgen gemeint, obwohl die Grünalgen nicht zu den Embryophyta gehören, trotzdem haben sie einige wichtige Entwicklungsschritte durchlebt. Diese Entwicklungstendenzen werden anhand von zwei Abteilungen der Grünalgen beschrieben. Chlorophyta: Die Gruppe umfasst einzellige Organismen die bei Grünalgen vorkommen. Ihre Zellwände bestehen häufig nicht aus Zellulose sondern aus anderen Polysacchariden bspw. bei Chlamydomonas bestehen sie aus Glykoproteine. In dieser Gruppe befinden sich auch Bewegungsorganelle bzw. Geißeln. Begeißelte Algen können günstige Lichtbedingungen aktiv aufsuchen. Eine besondere Entwicklungstendenz ist schon in dieser Abteilung zu finden bzw. eine Entwicklung zu Mehrzelligkeit zu beobachten. Bei bestimmten Vertretern der Familie der Volvocacaea bleiben die Tochterzellen nach der Teilung miteinander verbunden. Daher nennt man sie Koloniebildend. Bei den Koloniebildenden Algen besteht noch keine Arbeitsteilung zwischen den Zellen, wie bei höheren Pflanzen, aber immerhin ist es doch ein Schritt in die Richtung der Mehrzelligkeit. Höhepunkt dieser Entwicklungstendenz weist die Gattung Volvox vor; sie zeigt bereits Merkmale die echte Vielzeller besitzen. Volvox globator ist bis zu etwa 10.000 bis 20.000 Zellen miteinander durch Plasmabrücken verbunden. Neben dieser Netzwerkbildung zeigt Volvox eine Arbeitsteilung durch Differenzierung in vegetativen und generativen Zellen. Letztendlich stellt die Ausbildung der Polarität ein weiteres Kriterium eines echten Vielzellers dar. Schließlich sind die meisten Chlorophyta an das Leben in Süß- oder Salzwasser angepasst, aber es gibt auch die Familie der Trebouxiophyceae, die auf dem Land angepasste Formen 67 Adebesin und Schak, Die unbekannte Reise aufweisen. Allerdings bilden solche Formen eine Symbiose zwischen Cyanobakterien und Flechten. Charophyta: in dieser Gruppe handelt es sich um mehrzellige Pflanzen in dem die vegetativen Zellen keine Geißeln besitzen, zu finden sind einige Merkmale, die den höheren Landpflanzen ähneln. Zuerst finden wir in dieser Gruppe die Ausbildung von Zellulosefäden durch rosettenförmige Zellulose-Synthese-Komplexe die auch bei allen höheren Pflanzen zu finden sind. Moose Moose sind grüne, gefäßlose Landpflanzen, die über die ganze Erde verbreitet sind und von wichtiger ökologischer Bedeutung sind. Moose sind vermutlich die ersten Pflanzen die Felsen und Gebirgsspalten besiedelten. Ihre Rhiziode sondern Säure ab, die den Fels auflösen und daher einen Lebensraum für die kommenden Kormophyten darstellt. Obwohl sich Landpflanzen aus Grünalgen entwickelten, waren Moose unter den ersten Pflanzen die sich an das Landleben anpassten. Trotz dieser Evolution ist ihre Anpassungstendenz nicht vollkommen entwickelt. Daher benötigen sie einen feuchten Lebensraum. Moose sind unter den Namen Byrophyten (gefäßlose) gekennzeichnet weil sie kein Leitgewebe (Xylem und Phloem) und Stutzgewebe aufweisen, sind ihre Größe und Ausbreitung beschränkt. Nach derzeitiger Auffassung sind die Moose vor etwa 400 bis 450 Millionen Jahren, als der Sauerstoffgehalt der Atmosphäre etwa zwei Prozent erreicht hatte, entstanden. Zur selben Zeit haben sich auch die Amphibien entwickelt, die ebenfalls einen feuchten Lebensraum benötigen. Aus den Grünalgen sind die Moose entstanden, daher haben sie einige gemeinsame Merkmale z.B: • Zellwände hauptsächlich aus Zellulose ohne Lignin. • Chloroplasten enthalten Chlorophyll a und b sowie Karotinoide. • Stärke als Speichersubstanz. • Das Pigment Phytochrom ist vorhanden. • Thylakoide werden zu Grana gestalpelt. Anhand der taxonomischen Gliederung der Unterabteilung werden einige wichtige Überlebensmerkmale vorgestellt. Diese sind in drei Unterabteilungen zusammengefasst: Marchantiophytina (Lebermoose), Bryophytina (Laubmoose) und Anthoceritophytina (Hornmoose). Lebermoose: Die Bezeichnung Lebermoose verdanken sie dem leberformigen Thallus von Marchantia. Es wurde geglaubt dass es bei der Behandlung von Leberbeschwerden nützlich sei. Die Lebermoose sind sehr Artenreich und zeigen einige Entwicklungsstadien in Richtung Anpassung an das Landleben auf, durch das Vorhandensein von Ölkörpern in Thallus (vermutlich als Energiespeicher) und 68 Adebesin und Schak, Die unbekannte Reise Laubmoose: Die Laubmoose differenzieren sich von Leber- und Hornmoose in dem sie eher eine pflanzenähnliche (Folios) und seltener (Thallos) algenähnliche Form aufweisen. Die Unterabteilung ist sehr Artenreich und hat mehrere Entwicklungstendenzen zu Landpflanzen bzw. Kormophyten nachgewiesen. Zuerst wachsen ihre Gametophyten häufig Vertikal; ihre Sporophyten besitzen Spaltöffnungen und haben eine doppelte Sporenwand mit perine als äußerste Schicht. Einen weiteren Entwicklungsschritt zeigen die Lebermoose anhand ihres Lebensraums. Wie andere Bryophyten sind die Laubmoose in Feuchtgebieten dominant, aber sie besiedeln auch Felsen an relativ trockenem Standorte wie Wüsten. Einige Arten sind sogar aquatisch (Quellmoos: Fontinalis antipyretica) Schleuderzellen in den Sporangien. Die Unterabteilung der Lebermoose können in zwei Hauptkategorien unterteilt werden (Thallose- und Foliose Lebermoose). Dies verdanken sie ihren Wuchsformen. Bei den thallosen Lebermoosen haben ihre Gametophyten eine flache, grüne Struktur und ähneln den Algen. Im Gegensatz zu den foliosen Lebermoosen sind die Gametophyten pflanzenähnlich bzw. haben sie drei Reihen aus flachen Blättchen. Diese Blättchen sind Zellschicht dick und stark verzweigt aber ohne Leitbündel gestaltet. Hornmoose: Hornmoose entwickeln sich aus ihren Vorfahren, den Algen. Daher kann man einige Merkmale nachweisen, zum Beispiel, dass die Chloroplast des Gametophyten Pyrenoiden enthält. Hornmoose sind die einzigen Pflanzen, die dieses Merkmal mit Algen teilen, insbesondere mit Grünalgen. Ein weiteres Merkmal ist, dass sie eine Spaltöffnung nicht nur in der Sporophyt besitzen, wie bei den Lebermoosen, sondern auch bei dem Gametophyt. Dieses Merkmal ist einmalig im Pflanzenreich. Ähnlichkeit zu den Kormophyten zeigen der Aufbau des Sporophyten, dieses besteht aus einer Kapsel (Sporogon) und einem Stiel (seta). Ihr Stiel hat ein Interkalares Meristem, ähnlich wie bei den Gräsern, und daher ist das Wachstum nicht begrenzt. Farne Im Karbon, vor 325 bis 280 Millionen Jahren, waren die Farne (Pteridophyten) dominant. Sie sind heute die am weitesten verbreitete 69 Adebesin und Schak, Die unbekannte Reise Gruppe der samenlosen Gefäßpflanzen und zeigen eine Reihe von Entwicklungsstadien auf. Eine bahnbrechende neue Entwicklungstendenz an das Landleben ist die Makrophylle bzw. die Farne, diese ist die erste Pflanzengruppe die Blätter mit hoch verzweigtem Leitsystem aufweisen. Dies ist auch für alle Samenpflanzen (Spermatophyta) charakteristisch. Eine weitere Anpassung war die Entwicklung von Gefäßsystemen d.h. sie besitzen echte Wurzeln, Sprossen und Blätter, die als Kormus zusammengefasst werden. Zusammenfassung Wenn wir in unserer Reise noch weiter zurückgehen, würden wir entdecken, dass der Stammbaum des Lebens vermutlich von einer Alge, die zur Gruppe der Dinoflagellaten gehört, abstammt. Ihr Fortpflanzungsmechanismus, mithilfe von Sporen, zeigt schon einen wesentlichen Schritt in Richtung Landanpassung. Trotzdem war an ein Leben außerhalb des Wassers nicht zu denken, Blau-, Rot-, und Grünalgen besiedeln die flachen und küstennahen Meeresgebiete. Bei unruhigen Meereserscheinungen wurden die Algen immer an Land geworfen, deshalb haben sie Mechanismen entwickelt die die Austrocknung an der Luft verhindern. Insbesondere haben die Grünalgen sich an diese neuen Bedingungen gut angepasst und aufgrund von Fossilienfunden nimmt man an, dass die ersten Gefäßpflanzen von den Charophyceen abstammten. Auch zu dieser Zeit beginnen sich einzelne Algenzellen sich zu organisieren, und es entsteht Arbeitsteilung und Spezialisierung bzw. der Schritt zu mehrzelligen Organismen. Es wurde angenommen, dass Moospflanzen die ersten Landpflanzen waren und von Grünalgen abstammen. Bei den Moosen finden wir zwei vielzellige Formen, den Gametophyt und den Sporophyt. Der Gametophyt ist die eigentliche Moospflanze die wir kennen, der Sporophyt ist unscheinbar. Dieses Merkmal wird im Laufe der Entwicklung zu Spermatophyten umgekehrt. Im nächsten Schritt kommen die Farne. Ihre äußerliche Erscheinung verdanken sie den Sporophyten, die Gametophyten sind unscheinbar. Eine neue Anpassung war auch die Entwicklung von Gefäßsystemen. Sie besitzen echte Wurzeln, Achsen und Blätter sowie Leitbündel. Dieses ermöglicht die Aufrechterhaltung von vertikalen Wuchsformen, die durch sekundäres Dickenwachstum abgegrenzt wurde. Nach den Farnen kommen die Nacktsamer. Sie entwickelten 70 Adebesin und Schak, Die unbekannte Reise sich bereits im späten Devon, und sie sind unterteilt in vier Klassen: Gingkogewächse, Palmfarne, Gnetumgewächse und Nadelbäume. Ein wesentlicher Schritt ist die Entwicklung von Same. Dadurch sind die Nacktsamer nicht abhängig von Wasser für die weitere Fortpflanzung. Zudem können die Samenpflanzen ein sekundäres Dickenwachstum durchführen. Didaktischer Teil Vorbereitung und Planung in Wien Wie die meisten Vorgänger mit diesem Thema, waren wir ratlos und fragten uns wie man ein solches Thema Schülern, insbesondere jungen Kinder wie in unserer Woche, näher bringen kann. In Wien begannen wir erstmals eine literarische Recherche. Borgten uns sowohl wissenschaftliche Bücher aus, um uns in das Thema einzulesen, wie auch Kinderbücher, die das Thema altersgerecht behandelten. Aus letzterem hofften wir Anregungen zu bekommen, wie man Kinder ein solches Thema schmackhaft beibringen können. Von Anfang an war uns klar, dass wir aufgrund des Alters unserer „Probanden“, das Thema der Fortpflanzung weg lassen. Das fehlende Wissen von geschlechtlicher und ungeschlechtlicher Fortpflanzung, hätte es uns sehr schwer gemacht die Genialität von der Revolution des Sexes den Schülern zu vermitteln. Somit einigten wir uns bei unserm ersten Treffen, einen Schwerpunkt auf Themen zu legen, die auch ohne viel Vorwissen zu verstehen waren, aber vor allem auch visuell zu ergreifen sind. Leider fanden wir nicht viele Experimente in den Kinderbüchern, die in der kurzen Zeit die uns gegeben war, umsetzbar gewesen wären. Am Ende festigte sich die Idee dass wir die Kinder auf eine Art Zeitreise schicken und ihnen begreiflich machen, was alles geschehen musste in der Evolution damit sich aus einzelligen Algen Landpflanzen entwickeln konnten, von denen sich manche wieder an ein Leben im Wasser anpassten . Weshalb wir beschlossen 4 Stationen machen: Als erstes wollten wir die Algen präsentieren und den Schülern klar machen dass das was sie als Algen bezeichneten in Wahrheit eigentlich Wasserpflanzen sind. Wir haben auch gehofft dass wir zu diesen Thema die Schüler ein wenig das Mikroskopieren näher bringen können. Aufgrund der Unsicherheit ob wir überhaupt Algen gut beobachten können, haben wir beschlossen zusätzlich kleine, aus Salzteig geformte Modelle zu modellieren. Bei der nächsten Station wollten wir die Flechten behandeln, um den Schülern die Symbiose zwischen Pilz und Alge begreiflich zu machen. Die dritte Station sollte das Thema Moose und Farne behandeln, ohne auf deren Lebenszyklus zurückzukommen. Vielmehr wollten wir ein Augenmerk auf die Entwicklung von echtem Gewebe werfen, ohne den die Landpflanzen nicht denkbar wären. Die Schüler sollen verstehen dass es den Moosen aufgrund ihres Baues möglich war außerhalb des Wassers zu leben und somit die nächste Stufe nach den Algen auf der Leiter der Evolution stehen. Als Letzte Station waren die Landpflanzen und Wasserpflanzen. Wir wollten den Kindern die Überlegung näher bringen dass erst gewisse Entwicklungen es Landpflanzen ermöglicht hat in die Höhe zu wachsen. Zudem sollen die Schüler verstehen dass Wasserpflanzen alle Errungenschaften der Evolution im Pflanzen reich auf den Weg ins Wasser mitgenommen haben und somit die jüngste Gruppe darstellen. 71 Adebesin und Schak, Die unbekannte Reise Am Ende hätten wir geplant dass die Kinder ein Mobile zusammenstellen, wobei das Mobile die Reihenfolge der Erscheinungen der verschiedenen Pflanzenfamilien präsentiert. Zusätzlich hatte Adesola die Idee, dass er sich als Clown verkleiden könnte um dann als Pantomime den Kindern Hinweise zu geben. In weiteren machten wir uns Gedanken über den Inhalt der einzelnen Stationen. Die Kinder sollten die einzelnen Pflanzen selber untersuchen und mit Hilfsmitteln wie Luppe die Unterschiede zwischen ihnen entdecken. Zum Abschluss hatten wir die Idee, diese 4 Stationen mit einer Wäscheleine zu verbinden, um so einen „Zeitfaden“ zu schaffen. Marchegg Für Marchegg hatten wir neben unserem Gepäck, einen großen Sack gefüllt mit Büchern zu unserem Thema, all die Sachen die wir in Wien schon vorbereitet haben (Modelle von Algen, ein paar Unterwasserlupen aus Blechdosen und Frischhaltefolie, leider undicht,…) und noch Utensilien zu Aufbau von unserer Station (Draht, Stanleymesser, Seile,...) mit. Am Nachtmittag unserer Ankunft machten wir uns mit der Umgebung vertraut und suchten uns einen Platz für unsere Station. Zudem versuchten wir, uns einmal einen Überblick über die Verfügbarkeit von pflanzlichem Material zu verschaffen. Dabei stiefelten wir in dem Nebenarm der March im Schlack herum, gruben eine Wasserpflanze aus und nahmen unterschiedliche Wasserproben, um diese dann später auf Algen zu untersuchen. Nach der Anleitung aus einem der Umweltsprünasenbücher erstellten wir einen kleinen Mooswald in einem Aquariumsbehälter. Am Anfang wollten wir unsere Station am Ufer des schon erwähnten Seitenarms platzieren, entschlossen uns aber für einen Platz am hinteren Tümpel (der hinter den Bahnschienen). Dort fanden wir ein hohes Vorkommen an Moosen und Flechten, wie auch eine Vielfalt an Landpflanzen und vor allem einen Weg wo wir unsere Zeitschnur spannen konnten. Am nächsten Tag bauten wir an diesem Ort unsere Station auf und beendeten mach noch nicht fertige Arbeit, wie das Bauen des Mobile. Wir spannten das Seil zwischen den Bäumen und sprachen uns ab wo genau die einzelnen Stationen sich befinden sollten. Außerdem entfernten wir alles spitze Unterholz, die womöglich eine Verletzungsgefahr darstellen könnten. Die ausgegrabene Wasserpflanze, aus dem Nebenarm der March versenkten wir am Ende der Zeitschnur, in einer größeren Wasserpfütze mit vielen kleinen Wasserlinsen. Am ersten Tag mussten wir feststellen dass sich unser Konzept nicht ganz so umsetzbar war wie wir es uns vorgestellt haben. Noch am Vortag wurde ausgemacht dass jede Station (außer den Reptilien und Amphibien) für beide Tage 5 Gruppen betreuen sollen, für je 20 Minuten. Diese 20 Minuten waren kürzer als wir gedacht haben, denn als wir uns endlich begannen auf die Kinder richtig einzustellen, mussten wir feststellen, dass die Zeit schon zu Hälfte um war. Wodurch wir einen weitverbreiteten Fehler begingen, wir versuchten alles was wir noch vermitteln wollten in die Zeit einzubringen, die uns noch blieb. Zudem mussten wir feststellen dass, der Stoff, den wir den Schülern näher bringen wollten, war einfach zu umfangreich für zwanzig Minuten. Außerdem überschätzen wir den Wortschatz der Schüler, wir benutzten Wörter die sie, aufgrund ihres jungen Alters, noch nicht kannten. Wenn wir sie fragten ob sie mit dem einen oder anderen Begriff verstanden, nickten sie alle nur brav, aber wir waren nicht siecher ob 72 Adebesin und Schak, Die unbekannte Reise dieses Nicken auch der Wahrheit entsprach. Wir begingen zudem auch den Fehler die Schüler nicht genug loszulassen und sie selbstständig die vorgegebene Umgebung zu erforschen. Ein zusätzliches Problem, mit denen wir zu kämpfen hatten, war wie geahnt die Tatsache dass Schüler für ein botanisches Thema schwer zu begeistern sind. Am Abend bekamen wir durch die Rückmeldungen der Professoren gute Ideen wie wir es am nächsten Tag es besser machen könnten. Wir kürzten einfach unser Programm und begannen eine neue Strategie zu entwickeln. Die Schüler sollten genauere Anweisungen erhalten, in Form eines Fragebogens und in Gruppen eingeteilt werden, die zwei Pflanzenfamilien untereinander vergleichen sollen (bsp.; Wasserpflanzen und Algen oder Moose und Landpflanzen). Sie sollten sich freier in der Umgebung bewegen und zu uns nur kommen wenn sie Fragen hätten. In den letzten Minuten der Einheit sollen die gemachten Beobachtungen besprochen werden, um diese in Zusammenhang mit der Evolution der Pflanzen vom Wasser aufs Land zu bringen. Am nächsten Tag setzten wir unsere neuen Pläne um. Wir teilten die Kinder in zweier bis dreier Gruppen ein und gaben ihnen in Klemmbrett mit Stift und einem Fragebogen, mit den Fragen, an denen sie sich orientieren sollten. Nach einer kurzen Einführung ließen wir sie in die Umgebung los. Aus Zufall waren noch die kleinen Gartenwerkzeuge (zwei Minischaufeln und eine Minigartenkralle), am Tisch, was zu Ergebnis führte, dass die Kinder sich einfach jeder eines nahmen bevor sie losgeschickt wurden. Die Tatsache dass sie nun mit einem Utensil durch den Matsch stampften um die Pflanzen ihrer Gruppe zu suchen, schien ihnen eine leichte Motivation zu geben. Selbst die Gruppen welche die Algen beobachten sollten, ließen sich gerne mit dem bereitgestellten Okular helfen und in deren Gebrauch einführen. Wir hatten die erste Aha-Erlebnisse als die Kinder sich unter der Lupe Moospolster angeschaut haben, oder als andere verstanden das Flechten in Wahrheit eine Gemeinschaft zwischen Algen und Pilzen sind. Am Ende waren die meisten Fragenbögen gutausgefühlt und selbst wenn fürs Feedback uns ein wenig die Zeit zu knapp wurden, klappte es viel besser als am Vortag. Zudem hatten wir das Gefühl, das die meisten Kinder was von unserer Station mitgenommen haben. Zusammen fassend sei gesagt, das unser größtes Erlebnis war der Unterschied im Verhalten der Schüler wenn man einen interaktiven Frontalunterricht versucht abzuhalten oder wenn man die Kinder mit einfachen Anweisungen wortwörtlich in die Natur raus schickt. Die Gruppen am zweiten Tag waren viel motivierter als die des ersten Tages und hörten auch am Ende der Einheit viel interessierter zu, nachdem man sie selbstständiger forschen gelassen hat. Auch unsere Motivation war viel größer am zweiten Tag als am ersten. Wichtig ist zu lernen dass man die Schüler loslassen muss und nicht die Angst zu haben darf dass sie an dem Thema vorbeilaufen, vorausgesetzt natürlich dass man ihnen passende Anweisungen mitgegeben hat. Wir glauben, dass wir auf jeden Fall wichtige Erfahrung von Marchegg für unseren künftigen Unterricht mitgenommen haben. 73 Adebesin und Schak, Die unbekannte Reise Literatur Bücher: Murray W.Nabors (2007): Botanik. Brocks Pearson Studium, München. Brosse, Jacques (2004): Magie der Pflanzen. Patmos Verlag, Düsseldorf. Nultsch Wilhelm (2001): Allgemeine Botanik. Georg Thieme Verlag, Stuttgart. Duddington, C.L. (1972): Baupläne der Pflanzen (1. Aufl.). Suhrkamp Verlag, Frankfurt an Main. Knodel, Hans & Horst Bayerhuber (Hrsg.) (1992): Linder Biologie, Teil 3 (20. Aufl.). Verlag Gustav Swoboda & Bruder, Wien. Campbell, Neil & Jane B. Reece (2003): Biologie (6.Aufl.). Spektrum Akademischer Verlag, Berlin. Adler, Oswald, Fischer (2008): Exkursionsflora für Österreich, Liechtenstein und Südtirol (3. Aufl.), Ulmer. Umweltspürnasen: Greisenegger, Farasin, Pitter (1993): Aktivbuch Tümpel Trend profil Orac Wien Greisenegger, Farasin, Pitter (1993): Aktivbuch Wald Trend profil Orac Wien. Greisenegger, Farasin, Pitter (1993): Aktivbuch Wasser Trend profil Orac Wien. 74 Theresa Weinberger, Verena Schmiedrathner: Boden Thema: Der Boden Lebensraum Boden Theresa Weinberger, Verena Schmiedrathner Fachliches Boden allgemein Als Boden bezeichneit man die oberste, belebte Verwitterungsschicht der Erddkruste. Durch Umwandlungsprozesse entsteht ein lokal unterschiedlich strukturierter Bodenkörper. Dieser besteht aus Humus, Wasser, Mineralien, Luft und wird durch viele Poren durchzogen. Es dauert Jahrhunderte bis sich Boden entwickelt. Aus den oberen Bodenschichten können Pflanzen fast ihren gesamten Wasser und Mineralstoffbedarf decken. Im Boden lebt eine enorme Vielfalt an lebenden Organismen, welche untereinander und mit der abiotischen Umwelt in Wechselwirkung stehen. Der Boden wird in verschiedene Horizonte unterteilt, diese werden mit A,B,C,G bezeichnet. Den Lebewesen, die den Boden als ihren Lebensraum besiedelt haben steht somit ein sehr individuell unterschiedliches Substrat zu Verfügung, welches sie auch aktiv mitgestalten. Betrachtet man den Boden sehr flüchtig, und mit freiem Auge, so begegnen einem zahlreiche Regenwürmer, Geißeltierchen, Fadenwürmer, Springschwänze und viele andere Organsimen welche bei der Umsetzung des Bodens beteiligt sind. Die organische Substanz wird mineralisiert und somit können die Pflanzen Nährsalze aufnehmen. Weiters bilden die vielen Organsimen eine Nahrungsgrundlage für andere Tiere, wie Insekten, Vögel und Säugetiere wie z.B. dem Maulwurf. Das Leben im Boden ist die Grundlage, für anderes Leben, somit auch für die Existenz des Menschen auf der Erde. Spinnen, Käfer, Samen, keimende Pflanzen, Steinchen,etc. Doch wird Substanz des Bodens unter dem Mikroskop betrachtet, so kann man feststellen, dass der Lebensraum Boden ein enormes Artenreichtum an Tieren und Pilzen bietet. In den ersten 30 cm des Ackerbodens leben entwa durchschnittlich eine Billiarde Bakterien, würde man sie zu einer Kette aneinanderreihen, so könnte man die Bakterienkette 25 mal um die Erde wickeln Bodenarten Die Bodenart ist abhängig von der Korngröße. Die Bodenpartikel entstehen durch Verwitterung von Gesteinen. Man unterscheidet dabei von Grobsand (0,02-2mm) über Schluff (0,002-0,02) bis zu den Tonmineralen (kleiner als 0,002mm) 75 Theresa Weinberger, Verena Schmiedrathner: Boden Bodenverdichtung Schwere Landmaschinen sind eine Ursache der Bodenverdichtung. Die Partikel werden zusammengedrückt und somit wird das Porenvolumen verkleinert. Aufgrund der geringen Porenvolumens kann Wasser langsamer versickern und der Boden trocknet auch langsamer wieder ab. Der Gasaustausch zwischen Wurzeln und Erdreich wird ebenfalls aufgrund von Bodenverdichtung minimiert. Außerdem nimmt das Wurzelwachstum ab, da die Wurzeln den harten Boden nur schwer durchdringen können, weshalb Wasserund Nährstoffaufnahme der Pflanze reduziert wird. Der Regenwurm Der Regenwurm ist ein im Boden lebender Ringelwurm. Er besitzt keine Gliedmaßen und ist im mitteleuropischen Raum bis zu 30 cm lang. Er besteht aus einzelnen Segmenten, die bei genauerer Beobachtung mit freiem Auge erkannt werden können. Der Kopflappen ist ein Segment, welches lappig nach vorne gezogen ist, er überdeckt die Mundöffnung. In jedem Segment befinden sich vier Paar Chitinborsten, sie helfen bei der Fortbewegung. Der Regenwurm ist wegen seiner mithilfe bei der Bodenumarbeitung für die Landwirtschaft von enormer Bedeutung. Nach starkem Niederschlag kommen vermehrt Regenwürmer aus dem Boden. Nach Schätzungen soll es mehr als 3000 verschiedene Regenwurmarten geben. Man findet ihn überall im Erdreich, vom Regenwald, bis ins Hochgebirge, kann man den nützlichen Bodenbewohner antreffen. Wasserhaushalt Je nach Bodenart ist der Boden fähig Wasser zu speichern. Manche Bodenarten saugen das Wasser auf, wie ein Schwamm, andere wiederum lasse fast die gesamte Wassermenge hindurch. Ob ein Boden als Speicher fungiert, hängt von der Korngröße der Bestandteile ab, aus denen er sich zusammensetzt. Didaktik a) Wir haben unsere Stationseinheit damit begonnen, in dem die Kinder gemeinsam mit uns in den Wald gegangen sind. Mit einem Spaten durften sie selbst ein Stück Boden ausheben. Durch die Vibration des Spatens in der Erde kamen einige Regenwürmer an die Oberfläche, die Schüler waren von diesem Phänomen sehr begeistert. Jeder Schüler durfte ausprobieren, wie schwierig es sein kann, mit dem Spaten erfolgreich in die Erde zu graben. Zum Vergleich liesen wird die Schüler auch auf einen nahegelegnen Forstweg einen Spatenstich machen. Wir fragten sie, zuvor welche Unterschiede es bei den beiden Spatenstichen geben könnte, wo es 76 Theresa Weinberger, Verena Schmiedrathner: Boden leichter sein würde in die Erde zu graben und warum. Dabei gingen wir auf die Problematik der Erdverdichtung ein. Ebenfalls besprachen wir mit den Schülern die Auswirkungen des Menschen auf die Umwelt im Hinblick auf das Bauen von Straßen. Die Schüler nahmen ihr selbst ausgestochenes Stück Waldboden mit auf die Decken, auf welchen Lupen, Papier und Stifte lagen. Die Schüler durften sich einen zweiten suchen und gemeinsam haben sie das zuvor ausgestochene Stück Erde auf der Decke zerlegt. Wir stellten ihnen die Aufgabe, dass sie Bestandteile des Bodens aufschreiben sollten, ebenfalls haben sie zwei Lupendosen erhalten, wo sie die wichtigsten Merkmale des Bodens herausnehmen durften und in die Dose geben konnten. Einige Kinder sammelten Steine, Regenwürmer, eine keimende Jungpflanze, Samen. Mit ihrem Partner haben die Schüler nun selbst forschend den Boden erkundet. Die Schüler wurden von uns informiert, wie lange sie Zeit hatten. Wir ließen die Schüler selbst forschen und stellten uns einige Meter weiter weg, damit sie sich nicht gestört fühlten. Nach etwa zehn Minuten haben wir uns wieder zu den Schülern begeben und gemeinsam haben wir die einzelnen Bestandteile, welche sie in der Lupendose herausgesucht hatten besprochen. Zuerst durfte die eine Gruppe ihre Aufzeichnungen hernehmen und präsentieren, dann die zweite Gruppe. Wir ergänzten dabei einige Komponenten des Bodens und lobten die Schüler für ihre zahlreich gesammelten Erkenntnisse. Nach dem forschenden Teil gingen meine Kollegin und ich zu den Experimenten über. Jeder Schüler erhielt von uns ein Glas, in dem er eine Bodenprobe einsammeln sollte. Die Schüler hatten dazu fünf Minuten Zeit, sich im Gelände umzusehen, sie sollten sich von dem Flussbett eine Bodenprobe holen. Den Schülern wurde aufgetragen den Boden bezüglich ihrer Konsistenz zu beschreiben. Die Schüler sollten nun selbst ein wenig von der Bodenprobe in die Hand nehmen. Wir fragten die Schüler, wie sich der Boden anfühlt, ob er sich kneten lässt, ob er glänzt,….Die Schüler beschrieben die Probe sehr genau. Nun erhielten sie von uns eine Tabelle, in der sie zu zweit versuchen sollten den Bodentyp zu bestimmen. Ein weiteres Experiment war zum Thema Wasserspeicherung des Bodens. Wir fragten die Schüler, welcher Boden das Wasser am besten Speichern würde, und wo sie denken, bei welchem Boden das Wasser am schnellsten durchlaufen wird. Wir gaben ihnen die Aufgabe eine Hypothese aufzustellen. Wir hatten drei Gurkengläser aufgestellt, auf denen sich jeweils ein Blumentopf befand. Die Schüler sollten nun die drei Blumentöpfe, in denen sich ein Kaffefilter befand mit unterschiedlichen Bodentypen befüllen. In den ersten Filter kam ein typischer Auboden, in den zweiten Filter füllten die Schüler Kies, ein und den dritten Filter befüllten sie mit Sand. Die Schüler leerten nun selbst in jeden Filter dieselbe Menge Wasser. Sie durften nun ausprobieren, durch welche der drei Bodentypen das Wasser am schnellsten hindurchläuft, bzw. welcher Boden am meisten Wasser aufnimmt. Im Gurkenglas sammelte sich das hindurchgelaufene Wasser und die Schüler konnten nun Vergleiche anstellen. Gemeinsam besprachen wir die Ergebnisse, indem wir die Hypothesen der Schüler aufgriffen und an ihr Wissen anknüpften. Wir erörterten die möglichen Gründe für unsere Ergebnisse. Zum Abschluss unseres Pogrammes durften die Schüler einen „Gatschabdruck“ mit dem Auboden auf einem Plakat machen, welches sie sich mitnehmen durften. b) Reflexion: Meine Kollegin und ich hatten am ersten Tag mit dem Wetter ziemlich zu kämpfen. Wir versuchten einige Bodenproben 77 Theresa Weinberger, Verena Schmiedrathner: Boden einzusammeln, doch da es stark regnete war es für uns sehr schwierig unser Pogramm so zu gestalten, wie wir es geplant hatten. Wir versuchten nun die Materialien Sand, Erde einzusammeln und einigermaßen trocken zu halten Wir entschieden uns die Bodenproben in Plastikschütten zu leeren, damit die Schüler die Möglichkeit hatten die Bodentypen anzugreifen und ihre unterschiedliche Beschaffenheit zu spüren. Zu Beginn unserer Station gingen wir gemeinsam in ein Waldstück. Während des Spaziergangs zum Wald führten wir ein Lehrer Schülergespräch. Die Schüler erzählten uns, was sie schon über den Boden wussten, gleichzeitig versuchten wir an das vorhandene Wissen anzuknüpfen Die Versuche, welche wir für die Schüler vorbereitet hatten, waren anfangs alle gescheitert. Durch den enormen Regen war der Boden so durchnässt, dass Eperimente zum Thema Wasserspeicherung kaum Sinn machten. Als wir den Ph-Wert gemessen haben, kamen wir zu dem Ergebnis, dass er sich kaum unterscheidet. Fast jede Bodenprobe hatte den selben Wert, wir vermuteten dies, weil in diesem Gebiet kaum gedüngt wurde. Dieses Experiment fiel nun ins Wasser. Wir versuchten ebenfalls, die Speicherfähigkeit des Bodens von verschiedenen Substanzen zu testen. Zum Glück schafften wir es einen Teil der Proben zu trocknen und versuchten das Wasserspeicherexperiment erneut. Wir führten es auch mit den Schülern durch und da es am letzten Tag sonniger war, waren auch unsere Bodenproben nicht mehr so durchnässt, kleine Unterschiede bezüglich der Wasserspeicherung machten sich bemerkbar. Wir wiesen auch die Schüler darauf hin, dass die eher geringen Unterschiede durch den starken Regen bedingt waren. Ebenfalls liesen wir die Schüler beobachten, wie schnell das Wasser durchsickerte. Dieses Experiment ist uns gut gelungen. Meine Kollegin und ich waren sehr erstaunt, wie konzentriert die Schüler die Bodenproben beobachtet hatten. Sie hatten die Aufgabe, die selbst ausgestochene Walderde genau zu erforschen, wichtiges zu notieren und gegebenfalls Interessantes in Lupengläsern einzufangen. Besonders die jüngere Klasse (13-jährige) konnte mit dieser Aufgabenstellung gut umgehen. Die Schüler wirkten sehr konzentriert und wir hatten die Möglichkeit zehn Minuten ausschließlich die Beobachterrolle einzunehmen. Auch die Sozialform, die wir gewählt hatten (zweier Teams) war sehr erfolgreich. Die Schüler besprachen auf der Decke zu zweit, was sie beobachteten und eine angeregte Diskussion entstand. Dadurch dass wir aus der Entfernung beobachteten entstand ein geschützer Raum, indem die Schüler mit dem gleichaltrigen Partner sich effizient austauschen konnten. Die Schüler wirkten sehr konzentriert, sie arbeiteten fleißig und in den freien Phasen, waren sie kaum ablenkbar. Der Gatschabdruck, den die Schüler zum Abschluss unserer Station machen durften, löste bei manchen Berührungsängste aus. Doch zum Schluss wollten alle Schüler den Auboden „begreifen“ und die Schüler verewigten sich auf dem Plakat. Die Fingerprobe, die die Schüler in Gruppen durchführen sollten funktionierte von Team zu Team unterschiedlich. Manche Schüler brauchten uns kaum als Informationsquelle, andere wiederum hinterfragten öfters unser Vorhaben. Dies gab uns zu denken und wir versuchten unsere Aufgabenstellungen noch präziser zu formulieren. Die gegenseitige Präsentation der gewonnen Informationen durch das Erforschen des Waldbodens hat hingegen sehr gut funktioniert. Wir waren von dem Vorwissen der Schüler sehr begeistert. Meine Kollegin und ich hatten großen Spaß am Durchführen unserer Station, da die Schüler mit großer Begeisterung mit machten. 78 Theresa Weinberger, Verena Schmiedrathner: Boden c) Das Lehrziel war, dass die Schüler den Lebensraum Boden „begreifen“. Die Schulung der taktilen Wahrnehmung, Eigenschaften des Bodens kennen lernen und erforschen. Unsere Methoden waren so ausgewählt, dass die Schüler sehr frei und fast ohne Hilfe des Lehrers die Aufgaben bewältigen konnten. Wir verwickelten die Schüler in ein Gespräch, in dem sie nicht das Gefühl bekommen sollten, dass wir sie „belehren“ wollen, sondern dass sie Wissen erfahren, welches wir mit ihrem vorhandenen Erkenntnissen verknüpfen. Die Experimente waren so ausgesucht, dass die Schüler mit einer kurzen Anleitung selbstständig arbeiten können. Sie forschten in zweier oder dreier Teams und präsentierten sich gegenseitig ihr erworbenes Wissen. Am ersten Tag, als wir die fünfte Klasse hatten, wendeten wir hauptsächlich das Schüler Lehrer Gespräch an, doch noch während des Tagesablaufs änderten meien Kollegin und ich unsere Station um, die Schüler sollten aktiver einbezogen werden und wir sollten nur mehr als Begleiter bereit stehen. Wir gaben den Schülern am zweiten Tag mehr Freiraum und so konnten die Schüler selbstständiger arbeiten. Wir nahmen uns mehr zurück. Bei dem Spaziergang zur nächsten Station haben wir mit den Schülern das Erlebte besprochen somit reflektiert und das Wissen gefestigt. Es zeigte sich, dass die Schüler einiges an Information mitgenommen hatten. Durch die gemeinsamen Abschlussgespräche stellten wir fest, dass unsere Lehrziele erreicht wurden. Wir haben nach jeder Gruppe evaluiert und unsere Station nach den Erfahrungen neu adaptiert. Somit war unser persönlicher Lernerfolg sehr hoch, weil wir nicht erst im Nachhinein aus unseren Beobachtungen gelernt haben, sondern gleich aktiv die Erworbenen Erkenntnisse versucht haben in unserem Stationenabetrieb einzubauen. Es fand eine kontinuierliche Veränderung des Ablaufs der Stationen statt. Literatur Bücher: Neil A. Campbell, Jane B. Reece, Biologie 8. Auflage, Person Education Deutschland GMBH, 2009 Erhard Henning, Geheimnisse der fruchtbaren Böden : die Humuswirtschaft als Bewahrerin unserer natürlichen Lebensgrundlage / Erhard Hennig - 4. Aufl. - 2002 Ulrich Gisi,Schenker R.,Bodenökologie, Stuttgart, Thieme 1997- 2. Auflage 79 Katrin Friedl & Klaus Kaltenbrunner, Abwehrmechanismen Abwehrmechanismen der Pflanzen Reagieren Pflanzen auf etwaigen Schädlingsbefall, so spricht man von einer induzierten Abwehr. Wehrhaftes Kraut und grauenhafte Killerpflanzen von Katrin Friedl & Klaus Kaltenbrunner Fachliches Das geheime Leben der Pflanzen Im Laufe der Evolution haben Pflanzen unterschiedliche Strategien entwickelt, um sich gegen Herbivore (Pflanzenfresser) und Krankheiten zu wehren. Pflanzen unterliegen genauso dem Prinzip der Selektion und so konnten sich Merkmale entwickeln, die Pflanzen perfekt an ihren Lebensraum anpassten. Abwehrstrategien Mit dem Erscheinungsbild der unterschiedlichen Arten, entwickelte sich im Laufe der Evolution auch eine Vielzahl an Abwehrmechanismen artspezifisch. Es ist unmöglich eine Pflanze auf einen Abwehrmechanismus zu beschränken, da die unterschiedlichen Strategien häufig in Kombination auftreten, dennoch ist es möglich Abwehrstrategien zu kategorisieren. Pflanzen verfügen über eine konstitutive Abwehr, wenn ihr Abwehrmechanismus bereits vor dem Befall vorhanden ist. Mechanische Abwehr Nach Andreas Schaller sind „Mechanische Resistenzfaktoren (…) Barrieren, die dem Schädling den Zugang erschweren und damit die Resistenz der Pflanze erhöhen.“1 Ein Beispiel für mechanische Abwehrmechanismen sind Dornen und Stacheln oder die Borstenhaare der Raublattgewächse. Es handelt sich dabei also um einen vorbeugenden Abwehrmechanismus, da diese anatomischen 1 Schaller, Andreas (2002): Die Abwehr von Fressfeinden: Selbstverteidigung im Pflanzenreich in Vierteljahrsschrift der naturforschenden Gesellschaft in Zürich 147/7; 141-150 80 Katrin Friedl & Klaus Kaltenbrunner, Abwehrmechanismen Besonderheiten, bereits vor dem Schädlingsbefall ausgeprägt sind. Durch mechanische Abwehrmechanismen wird Herbivoren der Zugang zu ihrer Nahrung verwehrt. Im Folgenden sollen Informationen zu den von uns gewählten Abwehrmechanismen gegeben werden: Stacheln und Dornen Stacheln und Dornen ermöglichen einer Pflanze mechanische Abwehr gegenüber Fressfeinden. Bei Dornen und Stacheln handelt es sich um anatomische Gebilde unterschiedlichen Ursprungs. So handelt es sich bei Dornen um umgewandelte Organe, meist Blätter, die an deren Stelle sitzen. Durch ihren Ursprung sind Dornen immer von Leitbündeln durchzogen. Stacheln sind hingegen Vorsprünge an Sprossachsen oder Blättern. Sie sind Emergenzen, die nicht von Leitbündeln durchzogen sind, sondern aus der Epidermis und darunterliegenden Schichten bestehen. Borstenhaare Die Borstenhaare der Pflanzenfamilie der Raublattgewächse dienen einer mechanischen Abwehr gegenüber Fressfeinden. Durch eingelagerte Kieselsäure sind die Blätter der Raublattgewächse zum einen unangenehm zu essen und schwer verdaulich, des Weiteren stellen die charakteristischen Borstenhaare eine schwer überbrückbare Barriere für kleine Insekten dar. Borstenhaare des Gewöhnlichen Beinwell (Symphytum officinale) Dornen der Robine (Robinia pseudoacacia) Stacheln der Hundsrose (Rosa canina) Chemische Abwehr Bei chemischen Abwehrmechanismen handelt es sich um sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe. Das bedeutet, dass diese Stoffe zwar nicht überlebensnotwendig für die Pflanze sind, dennoch ihr Überleben erleichtern. Sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe, die der Abwehr dienen, können etwa giftig für ihre Fressfeinde sein, aber auch Bitterstoffe enthalten, die Herbivoren aufgrund ihres Geschmacks und Geruches 81 Katrin Friedl & Klaus Kaltenbrunner, Abwehrmechanismen meiden. Gifte können unterschiedlich stark wirken und unterschiedlich aufgebaut sein. Des Weiteren gibt es auch Pflanzen, deren Gift nur auf bestimmte Tierarten(Bsp.: Gundelrebe (Glechoma hederaceae)ist tödlich für Pferde und wird von Menschen als Gewürz verwendet) wirkt. Geruch und Geschmack Sei es Minze, Salbei, Zwiebel oder Rosmarin… die Inhaltstoffe dieser Pflanzen dienen uns nicht nur in unserer Küche, sie helfen der Pflanze auch als Abwehrmechanismus. Dass wir (Menschen) den Geruch und Geschmack von Pflanzen mit ätherischen Ölen und ähnlich intensiv riechenden Inhaltstoffen, als wohlriechend, oder -schmeckend empfindet, verhält sich eigentlich konträr zur tatsächlichen Funktion vieler dieser Stoffe. Denn genau das implizieren diese Pflanzen nicht. Sie wollen durch ihre Inhaltsstoffe Fressfeinde abwehren. Die Gewöhnliche Knoblauchsraukre erhält ihren charakteristischen Geschmack etwa durch ätherische Öle und das Glukosid Sinigrin. Gewöhnliche Knoblauchsrauke (Alliaria petiolata) Gift Sehr viele Pflanzen verteidigen sich mit Gift gegen Herbivoren. In Marchegg wählten wir als Beispiel die Osterluzei, deren eingelagerte Aristolochiasäure bei verzehr krebserregend wirkt. Aber auch andere von uns behandelte Pflanzen, wie die EselsWolfsmilch oder der Beinwell, enthalten giftige Stoffe. Die unterschiedlichste Wirkungen nach dem Verzehr an den Fressfeinden zeigen. Gewöhnliche Osterluzei (Aristolochia clematitis) Milchsaft Milchsaft ermöglicht Pflanzen eine chemische Abwehr gegenüber Fressfeinden und wird von vielen verschiedenen Pflanzenfamilien ausgebildet. Als Anschauungsmaterial wurde von uns der Löwenzahn (Taraxacum officinale), aus der Familie der Korbblütler, die Esels-Wolfsmilch (Euphorbia esula), aus der Familie der Wolfsmilchgewächse und das Schöllkraut (Chelidonium majus), aus der Familie der Mohngewächse, gewählt. Der Milchsaft enthält in erster Linie, Isoprenoide und Terpene. Bei manchen Pflanzenarten sind zusätzliche Alkaloide und Glycoside eingelagert, die giftig wirken. Der Milchsaft der Wolfsmilchgewächse enthält Di- und Triterpenester, die zudem hautreizend wirken. 82 Katrin Friedl & Klaus Kaltenbrunner, Abwehrmechanismen Milchsaft besitzt aber auch eine klebende Wirkung, die die Mundwerkzeuge von Insekten verkleben kann und somit abwehrend wirkt. Milchsaft vom Löwenzahn (Taraxacum officinale) Biologische Resistenzfaktoren Da in unserem didaktischen Konzept keine Pflanzen mit biologischen Resistenzfaktoren verwendet wurden, soll dieser Terminus nur kurz erklärt werden. Pflanzen mit diesem Abwehrmechanismus nützen die natürlichen Feinde ihrer Schädlinge um sich zu verteidigen. Dabei handelt es sich häufig um eine Symbiose. Als sehr interessantes Beispiel wäre hier das Zusammenleben von Baumakazien und Ameisen zu nennen. Milchsaft des Schöllkrauts (Chelidonium majus) Brennhaare Die Brennhaare der Brennnessel (Urtica dioica) dienen sowohl der mechanischen als auch chemischen Abwehr. Zum einen erschweren ihre Trichome kleinen Insekten das hinaufklettern, zum anderen enthalten die komplex aufgebauten Brennhaare Methansäure. Diese Ameisensäurehaltige Flüssigkeit wird dem Fressfeind bei Hautkontakt injiziert. Diese Injektion wirkt hautreizend. Brennhaare der Brennnessel (Urtica dioica) (So eine Feedbackrunde kann müde machen...) 83 Katrin Friedl & Klaus Kaltenbrunner, Abwehrmechanismen Didaktik Didaktische Reduktion Wenn unsere Beschäftigung mit dem Thema eines gezeigt hat, dann dass Pflanzen kein passives Grünzeug sind, das nur darauf wartet von Tier oder Mensch verzehrt zu werden. Pflanzen verteidigen sich auf die raffiniertesten Arten, sie reagieren, kommunizieren, sie wehren sich spezifisch gegen spezielle Fressfeinde und warnen andere Pflanzen vor Angriffen derselbigen. Das Spektrum der pflanzlichen Abwehrmechanismen ist überraschend groß und komplex, die Pflanzen verteidigen sich mit raffiniert wirkenden Giften oder verkleben „einfach“ die Mundwerkzeuge von Fraßfeinden, sie wehren sich mit komplexen Brennhaaren, oder mit simpleren, aber ebenso schmerzhaften Stacheln und Dornen. Ein Bruchteil dieses faszinierenden Spektrums an Strategien wollten wir den Schülerinnen und Schülern vermitteln. Die Frage, die sich nun stellten war bloß: was genau und wie? Nach vielen Gesprächen und (meist reduzierenden) Änderungen definierten wir für uns Lehrziele. Wir legten fest was wir den Kindern vermitteln wollten, und was diese am Ende wissen bzw. anwenden können sollten. Diese Ziele waren anfangs viel zu umfangreich und groß gesetzt. Die reduzierten Lernzielen waren: • Pflanzen wehren sich Pflanzen sind nicht wehrlos, sie verteidigen sich auf vielfältigste Art und Weise. Die Schülerinnen und Schüler sollten verstehen, dass auch Pflanzen durch den ständigen Kampf ums Überleben Mechanismen entwickelten um sich zu schützen. • Kennenlernen von Abwehrmechanismen Die zuvor erwähnte Vielfalt von verschiedenen Abwehrtaktiken sollte vermittelt werden. Einige Abwehrmechanismen sollten im Detail betrachtet und dadurch kennengelernt werden. • Gift ist nicht gleich Gift Verschiedene Tiere reagieren unterschiedlich auf verschiedene Abwehrstoffe. Pflanzen, die der Mensch als wohlriechend empfindet, wirken auf Tiere durch ihren Geruch oft abschreckend, oder sind für manche Tiere sogar giftig (z.B. Gundelrebe). Gewisse Tiere fressen hingegen Pflanzen, die für den Menschen giftig wären. Es sollte also vermittelt werden, dass giftige Pflanzen nicht für alle giftig sind. Zudem wollten wir die Schülerinnen und Schüler angstfrei (!) für Pflanzengifte sensibilisieren. • Kennenlernen und (eigenständiges) Ausprobieren von wissenschaftlichen Methoden Die Schülerinnen und Schüler sollten, wie gefordert eigenständig forschen, und selbst Hypothesen aufstellen 84 Katrin Friedl & Klaus Kaltenbrunner, Abwehrmechanismen Nach einer Vielzahl von Adaptionen (auch vor Ort) und weiteren Reduktionen ergab sich für uns zur Erfüllung der Lernziele folgendes Konzept: Uns besuchten eine erste Klasse Gymnasium und eine vierte Klasse Volksschule. Der geringe Altersunterschied ermöglichte es uns, an beiden Tagen das gleiche Konzept anzuwenden. Bei unserer Vorbereitung wurde uns bewusst, dass das Thema Pflanzliche Abwehrmechanismen sehr vielschichtig und komplex ist, aber an sehr junge Schülerinnen und Schüler vermittelt werden sollte. Daher beschlossen wir, nur einige wenige Abwehrmechanismen vorzustellen, aber anhand dieser die Grundaussage „Pflanzen wehren sich“ zu vermitteln. Somit achten die Schülerinnen und Schüler auf verschiedene Dimensionen der Abwehr. Eine Pflanze währt sich gegen einen großen Herbivor (etwa das Reh) mitunter anders, als gegen ein Insekt. (nachschauen Marienkäfer, Ameise). Als Einstieg in das Thema werden die einzelnen Rollen kurz auf ihr tierisches Abwehrverhalten angesprochen. Konkret: Wie kann der Hase verhindern, dass der Fuchs ihn frisst? Antwort: Verstecken, Fluchtverhalten etc. Wie entkommt der Marienkäfer usw.? Nun wird gefragt, wie sich die Pflanzen gegen Übergriffe wehren könnten. Dabei soll von den Schülerinnen und Schülern die Kernaussage, erstmals herausgearbeitet werden: Pflanzen können nicht vor ihren Fressfeinden fliehen, aber sie können sich dennoch wehren. Als Stationsstandort wählten wir einen Bereich indem, die sämtliche von uns behandelten Pflanzen vorkamen. Zusätzlich ermöglichte uns die Standortwahl bei Schlechtwetter unter der Brücke Schutz zu suchen. Auf dem Tisch der Station befinden sich sechs unterschiedliche Pflanzenarten, die jeweils als Beispiel für eine Abwehrstrategie dienen. Diese Pflanzen werden zunächst kurz benannt. Die Schülerinnen und Schüler sollen nun im Umfeld der Station die sechs Pflanzen sammeln. So wird garantiert, dass die Schülerinnen und Schüler sich die Merkmale der Pflanzen einprägen, diese eigenständig erkennen und realisieren, dass diese am Standort natürlich vorkommen. Nach dem Sammeln werden im fragenden Lehrer-SchülerGespräch unterschiedliche Forschungsmethoden zur Untersuchung von Pflanzen definiert. Die Formel „sehen, fühlen, riechen, knicken“ findet von da an Anwendung bei der Untersuchung der Pflanzen. Zur Untersuchung der Pflanzen standen Lupen und ein Binokular zur Verfügung, sowie Vergleichspflanzenarten, die Konzept: Nach einer kurzen Begrüßung werden den einzelnen Schülerinnen und Schülern mithilfe von Kärtchen Tierrollen zugewiesen. Da die Schülergruppen 4- 5 Personen umfassten wurden folgende Tierrollen gezogen: Ameise, Reh, Hase, Marienkäfer und bei Bedarf Kuh. Somit können sich die Schülerinnen und Schüler in unterschiedliche „Frassfeinde“ hineinversetzen und von den Lehrenden als Vertreter der Tierart angesprochen werden. 85 Katrin Friedl & Klaus Kaltenbrunner, Abwehrmechanismen den gleichen Abwehrmechanismus zeigen. Diese können ebenfalls untersucht werden, um durch Ähnlichkeiten leichter die Abwehrtaktik zu erkennen. Die Pflanzenarten werden in einer vorgegebenen Reihenfolge untersucht. Dabei soll garantiert werden, dass jeder Schüler bzw. jede Schülerin ein eigenes Exemplar zur Untersuchung der Pflanzenart zur Verfügung steht. Die Schülerinnen und Schüler sollen bei der Untersuchung der Pflanzen von den Lehrenden möglichst nicht gestört werden, sondern eigenständig forschen und Hypothesen aufstellen. Auch falsche Annahmen sollten gestattet sein, und nicht gleich korrigiert werden. Im Kommenden werden Abwehrmechanismen vorgestellt. die Vertreter der zu unterscheiden. Von uns wurde aber darauf geachtet, die richtige Bezeichnung zu verwenden. Sowohl Dornen als auch Stacheln stellen denselben Verteidigungsmechanismus dar, weshalb wir auch aus Zeitgründen den Unterschied nicht weiter ausführten. Als Vergleichspflanzen dienen die Kratzbeere (Rubus caesius) und Hundsrose (Rosa canina). Es sollte noch erwähnt werden, dass es sich bei der Robinie um einen Neophyten handelt. Sie wurden aber heimischen Arten dennoch vorgezogen, da die Dornen sofort in die Augen springen. Stachel und Dornen – Robinie (Robinia pseudoacacia) Diese Pflanze ermöglicht einen guten Einstieg in die verschiedenen Mechanismen, da sich leicht feststellen lässt, wie sich die Pflanze verteidigt. Hier können die einzelnen Rollen angesprochen werden, um zu verdeutlichen, dass diese Art der Abwehr gegen große Tierarten gerichtet ist. Die Rollen der Insekten sollten eigenständig erkennen, dass diese Abwehrstrategie nicht gegen sie gerichtet ist. So wird gleich zu Beginn, dass die einzelnen Strategien oft nur vor gewissen Fressfeinden schützten. Da das Konzept auf sehr junge Schülerinnen und Schüler ausgerichtet ist, wurde darauf verzichtet Stacheln und Dornen Geruch – Gewöhnliche Knoblauchsrauke (Alliaria petiolata) Mit Hilfe der Formel „sehen, fühlen, riechen, knicken“ sollen die Schülerinnen und Schüler den starken Geruch der frischgepflückten (!) Knoblauchrauke erkennen. Von den Lehrenden kann an dieser Stelle, oder bei der Nachbesprechung (um den Forschungsprozess nicht zu unterbrechen) thematisiert werden, dass Gerüche oft als Abwehrmechanismus dienen und dass viele für den Menschen wohlriechende Pflanzen (die auch in der Küche Verwendung finden), sich durch ihren Geruch eigentlich verteidigen. 86 Katrin Friedl & Klaus Kaltenbrunner, Abwehrmechanismen Mögliche Vergleichspflanze: scorodoprasum). Schlangenlauch (Allium Die genaue Funktion kann anschließend, oder in der Nachbesprechung genauer ausgeführt werden. Brennhaare – Gewöhnliche Brennnessel (Urtica dioica) Den meisten Schülerinnen und Schülern ist der Abwehrmechanismus der Brennnessel wohl schon im Vorhinein bekannt. Es bietet sich an, ihnen das richtige (schmerzfreie) Pflücken der Brennnessel zu vermitteln. Das sollte allerdings freiwillig sein. Schülerinnen und Schüler, die die Brennnessel nicht angreifen wollen, sollten nicht dazu gezwungen werden. Um den Schülerinnen und Schülern die Angst vor der Brennnessel zu nehmen, kann diese auch verkostet werden. Dabei sollte aber unbedingt darauf geachtet werden, dass sämtliche Brennhaare entfernt werden. Geschieht dies nicht gründlich, kann es sehr schmerzhaft werden, wie wir aus eigener leidvoller Erfahrung zu berichten wissen. Es ist sehr schwierig, trotz Verbrennungen im Mund fröhlich weiter zu kauen, um für die Schülerinnen und Schüler den Schein zu wahren. Auch wenn der schmerzhafte Abwehrmechanismus der Brennnessel, den meisten bekannt ist, kennen nur die wenigsten die komplexe Mechanik, die dahinter steckt. Die frischen (!) Brennnesseln können daher von den Schülerinnen und Schülern unter dem Binokular untersucht werden, um so die Brennhaare genauer zu betrachten. Wenn es die Zeit zulässt, bietet es sich an dieser Stelle an, die Schülerinnen und Schüler dazu anzuhalten, Skizzen anzufertigen. Milchsaft – Wiesen- Löwenzahn (Taraxacum officinale) Da Schülerinnen und Schüler durch das Knicken zwar den Milchsaft erkennen können, es aber relativ schwierig ist, die genaue Bedeutung des Safts durch Hypothesen zu erkennen, kann hier ein Spiel durchgeführt werden. Dazu werden Gummibärchen am Herd oder in der Mikrowelle einfach kurz erhitzt. Diese schmelzen relativ leicht und bilden beim Auskühlen einen unglaublich klebrigen Schleim. Dieser kann von den Schülerinnen und Schülern nun verkostet werden. 87 Katrin Friedl & Klaus Kaltenbrunner, Abwehrmechanismen Vergleichspflanzen: Schöllkraut (Chelidonium majus) und EselsWolfsmilch (Euphorbia esula) (Vorsicht giftig) D Borstenhaare – Gewöhnlicher Beinwell (Symphytum officinale) Drei Schülerinnen versuchen den unglaublich klebrigen Gummibärchenschleim zu verkosten. Dabei ist unbedingt darauf zu achten, dass der „Schleim“ nicht zu heiß ist, da es sonst zu Verbrennungen kommen kann. Nachdem allen Schülerinnen und Schülern erfolgreich der Mund verklebt wurde und diese (nach geraumer Zeit) wieder zum Sprechen fähig sind, ist es nicht mehr schwer ihnen zu verdeutlichen, wie Milchsaft den Insekten die Mundwerkzeuge verklebt. Es sollte darauf geachtet werden, dass Wasser zum anschließenden Händewaschen vorhanden ist. Abschließend kann noch erwähnt werden, dass der Milchsaft nicht nur klebrig ist, sonder auch giftige Stoffe enthält. Durch Sehen und Fühlen ist es den Schülerinnen und Schülern wahrscheinlich möglich, die Trichome des Beinwells zu erkennen. Hier ist eine genaue Untersuchung unter dem Binokular sinnvoll und eine Skizze möglich. Die Schülerinnen und Schüler sollen darauf achten, in welche Richtung die Borstenhaare des Beinwells gerichtet sind, um so Hypothesen zu bilden. Eine weitere Hilfestellung bietet hier das Rollenspiel. Einer Ameise fällt es schwer den Beinwell zu erklimmen. Die hier thematisierte Abwehrstrategie ist die leicht erkennbare Funktion der Trichome der Raublattgewächse gegen Insekten. Die zusätzliche Abwehr gegen größere Herbivore durch 88 Katrin Friedl & Klaus Kaltenbrunner, Abwehrmechanismen Kieselsäureeinlagerung werden. kann abschließend thematisiert Als Vergleichspflanze kann hier der Gartenampfer (Rumex sp.) dienen. Dieser weist allerdings keine anatomischen Ähnlichkeit auf, sondern dessen glatte Struktur steht im Gegensatz zur rauen Oberfläche des Beinwells. Gift – Gewöhnliche Osterluzei (Aristolochia clematitis) Da Giftpflanzen mit Hilfe der Formel „sehen, fühlen, riechen, knicken“ nur schwer erkannt werden und das Kosten der Pflanzen ganz und gar nicht empfehlenswert ist, kann wiederum ein Spiel durchgeführt werden. Dazu wird bloß ein oben abgerundeter Stock benötigt. Ein Freiwilliger soll nun seine Stirn auf den Stock drücken und sich um den, am Boden stehenden Stock, so schnell wie möglich drehen. Um die Motivation zu steigern, kann daraus ein Wettbewerb gemacht werden. Wie viele Umdrehungen schaffen die einzelnen Schülerinnen und Schüler in einer halben Minute. Anschließend werden die Schülerinnen und Schüler nach ihrem Befinden befragt. Die meisten fühlen sich vermutlich schwindelig, einigen ist vermutlich sogar übel. Davon ausgehend können die Schülerinnen und Schüler ihre Hypothesen über die Wirkung dieser Pflanze bilden. Nachdem die Schülerinnen und Schüler die sechs Abwehrmechanismen eigenständig untersucht haben, wird abschließend die Hypothesen überprüft und das Gelernte wiederholt. Zur Wiederholung dient die „Killerpflanze“, die sämtliche Abwehrmechanismen in einer Pflanze vereint. Die Killerpflanze ist eine Illustration, die aus acht Teilen besteht. Neben dem Boden und dem „gefährlichen“ Kopf werden die sechs beispielhaften Abwehrmechanismen dargestellt. Die Pflanze wurde mit Karton versteckt und die einzelnen Teile ausgeschnitten. Weitere sechs Abbildungen zeigen malträtierte Fressfeinde. Nun wird die „Killerpflanze“ aufgelegt und die Schülerinnen und Schüler sollen die selbst gepflückten Pflanzen den richtigen Abwehrmechanismen zuordnen. Anschließend können noch die verstümmelten Fressfeinde angelegt werden. Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass die Schülerinnen und Schüler die untersuchten Pflanzen selbst sammeln, eigenständig untersuchen und erforschen, dazu angehalten werden Hypothesen aufzustellen und die Ergebnisse anhand der Killerpflanzen selbstständig präsentieren und wiederholen. Vergleichspflanze: Esels- Wolfsmilch (Euphorbia esula) 89 Katrin Friedl & Klaus Kaltenbrunner, Abwehrmechanismen Reflexion Es gab einiges, das in der Praxis weniger gut funktioniert hat, als theoretisch angenommen. Aber prinzipiell finden wir, dass unser Konzept von Anfang an gut geklappt hat. Wir haben im Vorfeld sehr viel Zeit in das Konzept investiert und viele Ideen wieder verworfen. Es fiel uns anfangs sehr schwer ein Konzept zu planen, bei dem die Schülerinnen und Schüler im Vordergrund stehen und es ihnen ermöglicht wird, tatsächlich eigenständig zu forschen. Das Thema ist relativ komplex, und wir hatten anfangs große Schwierigkeiten, es für so junge Schülerinnen und Schüler zu adaptieren. Gerade das eigenständige Forschen erschien uns in diesem Alter als schwer umsetzbar. In der Praxis gelang es uns anfangs nicht uns zurückzuhalten. Wir verfielen in die typische Lehrerrolle, und wollten alles erklären und die Schülerinnen und Schüler zu den erwünschten Ergebnissen hinführen, anstatt auf die Eigenständigkeit der Schülerinnen und Schüler zu vertrauen. Am ersten Tag waren wir sehr unsicher. Diese Unsicherheit haben die Schülerinnen und Schüler wahrscheinlich gespürt. Wir setzten uns selbst, aber auch die Kinder unter zeitlichen Druck, um ja alles zu erreichen, was wir uns vorgenommen hatten. Da wir nicht abgesprochen hatten, wer die Arbeitsaufgaben erklären, und die Forschung betreuen soll, unterbrachen wir uns häufig gegenseitig, was oft dazu führte, dass nur einer zu Wort kam. Obwohl wir den Ablauf relativ genau planten, verlief besonders die allererste Einheit sehr unstrukturiert. Die Pflanzen wurden nicht nacheinander untersucht, sonder jeder Schüler, bzw. jede Schülerin hatte eine andere Pflanzen in den Händen, was zu einen Chaos führte. Die Schülerinnen und Schüler arbeiteten dadurch mehr gegeneinander als miteinander. Wir reagierten jedoch auf die Situation und gaben eine Reihenfolge vor. Die Schülerinnen und Schüler hatten zudem Schwierigkeiten gewisse Abwehrmechanismen zu erkennen, da sie sich nicht in die Rolle eines Herbivoren versetzten, sondern alles von ihrem menschlichen Standpunkt betrachteten. Das erste Feedback half uns unsere Unsicherheit zu überwinden und Evi gab uns auch den Tipp Tierrollen zu verteilen. Durch die vorgenommenen Veränderungen funktionierten die anschließenden Einheiten gut. Wir waren zufrieden mit dem Ergebnis und auch den Schülerinnen und Schülern schien es (für ein Pflanzenthema) zu gefallen. Im Grunde haben die Schülerinnen und Schüler eigeständig in der Natur geforscht, wobei wir uns, im 90 Katrin Friedl & Klaus Kaltenbrunner, Abwehrmechanismen Nachhinein betrachtet, sicherlich mehr zurücknehmen hätten können. Wir waren von den meisten Schülerinnen und Schülern sehr positiv überrascht, wie begeistert und mit welcher Motivation sie selbstständig an das Forschen herangingen. Dennoch ist es wichtig den Schülerinnen und Schülern gut verständliche Forschungsmethoden anzubieten bzw. diese gemeinsam zu erarbeiten und für die Schülerinnen und Schüler strukturierte Rahmenbedingungen zu schaffen. Wir haben auch den Eindruck, dass wir die meisten unserer vorgenommenen Lehrziele erfüllt haben. Unser Hauptanliegen zu vermitteln, dass Pflanzen sich währen, ist in Konzept und Praxis gut umgesetzt worden. Wir glauben den meisten Kindern verständlich gemacht zu haben, dass Pflanzen sich währen. Einige typische Abwehrmechanismen wurden von den Kindern selbst erforscht und gemeinsam wiederholt. Das Prinzip „Gift ist nicht gleich Gift“ wurde von uns leider nicht wirklich vermittelt. Es wäre aber auch zeitlich nicht möglich gewesen, dieses Lehrziel angemessen zu behandeln. Wir versuchten auch den Schülerinnen und Schülern Methoden der Forschung zu vermitteln, wobei es sich dabei um sehr simple Methoden handelt. Wir versuchten Möglichkeiten zu vermitteln, wie man Pflanzen untersuchen kann (Bsp.:„sehen, riechen, tasten, knicken und Binokular), wie man Besonderheiten feststellen kann (mithilfe von Vergleichspflanzen) und wie sich aus diesen Beobachtungen einfache Hypothesen aufstellen lassen. Wir hätten sicherlich noch mehr auf den Standort (Lernen und Forschen in der Natur) eingehen können. Das Erforschen (und Sammeln) von Pflanzen war zwar Teil unserer Einheit, aber ein Teil des Programms hätte auch ohne Probleme im Klassenzimmer stattfinden können. Die Stunden mit den Kindern waren für uns beide eine große Bereicherung, die Rückmeldungen haben uns sicher einen Schritt weitergebracht. Marchegg war einfach fein. Hoffentlich dürfen noch viele hinfahren. 91 Katrin Friedl & Klaus Kaltenbrunner, Abwehrmechanismen Literatur Schaller A. (2002): Die Abwehr von Fressfeinden: Selbstverteidigung im Pflanzenreich in Vierteljahrsschrift der naturforschenden Gesellschaft in Zürich 147/7; 141-150 Bildnachweis: Dornen der Robinie: http://thinkoholic.com/gallery.php?l=de&s=535 Stacheln der Hundsrose http://www.fotosearch.de/bilder-fotos/dog-rose.html Arzt V. (2009): Kluge Pflanzen. Wie sie locken und lügen, sich warnen und wehren und Hilfe holen bei Gefahr. C. Bertelsmann, München. (Zudem die DVD Kluge Pflanzen, Ein Film von Volker Arzt und Immanuel Birmelin. Produktion Matthey Film für WDR und ARTE) Borstenhaare des Gewöhnlichen Beinwells http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Symphytum_officinale 2_ies.jpg&filetimestamp=20070526160954 Dietrich G., Kalous E. (2006): Keine Angst vor Giftpflanzen. Pflanzen kennen, Kinder schützen. Avbuch, Wien. Gewöhnliche Knochblauchsranke: http://flora.nhm-wien.ac.at/Seiten-Arten/Alliaria-petiolata.htm Spohn M., Golte-Bechtle M. (2005): Was blüht denn da? Die Enzyklopädie. Franckh-Kosmos Verlags-GmbH & Co.KG, Stuttgart. Milchsaft von Löwenzahn http://de.academic.ru/pictures/dewiki/84/Taraxacum_sect_Ruderalia 10_ies.jpg Attenborough, D. (1995) Das geheime Leben der Pflanzen. Wie Pflanzen sich orientieren, verständigen, fortbewegen, ums Überleben kämpfen – eine neue Sicht der Pflanzenwelt. Scherz, Wien. Milchsaft des Schöllkrauts: http://www.ch-raimann.ch/n2n/page.php?page_id=81&lid=1&cid=0 Brennhaare der Brennnessel: http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Urtica_dioica_stingi ng_hair.jpg&filetimestamp=20070529185954 http://de.wikipedia.org/wiki/Stachel_(Botanik), 18.08.2011. http://de.wikipedia.org/wiki/Michsaft, 18.08.2011. 92 Katrin Friedl & Klaus Kaltenbrunner, Abwehrmechanismen Vorlagen für die Zombiepflanze: (für uns visualisiert von Felix Goldberg) 93 Pirmin Suter, Simon Canaval Evertebraten Wirbellose Tiere in Tümpeln nahe der March Evertebraten astatischer Gewässer von Primin Suter & Simon Canaval Fachliches Diversität der wirbellosen Tiere: Im Voraus machten wir uns bereits Gedanken darüber, welche wirbellosen Tiere wir überhaupt in Marchegg finden könnten. Auf diese Weise konnten wir uns gezielt auf die Freilandwoche vorbereiten. Trotzdem erlebten wir Überraschungen, wie das trockenheitsbedingte Fehlen sämtlicher Branchiopoden (Urzeitkrebse). Mollusca/Weichtiere (Stamm) • Gastropoda/Schnecken (Klasse) o Lymnaea stagnalis/Spritzschlammschnecke (Art) o Planorbarius corneus/Posthornschnecke (Art) o Planorbarius planorbis/Gemeine Tellerschnecke (Art) Arthropoda/Gliederfüßer (Stamm) • Insecta/Insekten = Hexapoda (Klasse) o Coleoptera/Käfer (Ordnung) Dytiscidae/Schwimmkäferlarven + Imagines (Familie) • Dytiscus marginalis/Gelbrandkäfer (Art) • Acilius sulcatus/Furchenschwimmer (Art) • Cybister lateralimarginalis/Gaukler (Art) Hydrophilidae/Wasserkäfer (Familie) • Hydrophilus piceus/Kolbenwasserkäfer (Art) o Hemiptera/Schnabelkerfe (Ordnung) Heteroptera/Wanzen (U-Ordnung) • Nepa cinerea/Wasserskorpion (Art) • Naucoridae/Schwimmwanzen (Familie) • Gerridae/Wasserläufer (Familie) • Corixidae/Ruderwanzen (Familie) • Notonectidae/Rückenschwimmer (Familie) o Trichoptera/Köcherfliegenlarven (Ordnung) o Ephemeroptera/Eintagsfliegenlarven (Ordnung) o Odonata/Libellenlarven (Ordnung) o Diptera/Zweiflügler (Ordnung) Culicidae/Stechmückenlarven + Puppen (Familie) Crustacea / Krebse (Klasse) o Malacostraca (U-Klasse) Isopoda/Asseln (Ordnung) • Asellus aquaticus/Wasserassel (Art) Amphipoda/Flohkrebse (Ordnung) o Anostraca/Feenkrebse (U-Klasse) • Chirocephalus shadini (Art) • Eubranchipus grubii (Art) o Phyllopoda (U-Klasse) Notostraca/Rückenschaler (Ordnung) • Triops cancriformis (Art) Diplostraca (Ordnung) • Conchostraca/Muschelschaler (U-Ordnung) • Cladocera / Wasserflöhe (U-Ordnung) Arachnida/Spinnentiere (Klasse) - Hydrachna sp./Kugelwassermilbe (Art) • • 95 Pirmin Suter, Simon Canaval Zusammenhänge zwischen Körperbau und Funktionalität als Anpassung an den Lebensraum: Der Lebensraum Wasser verlangt von den Evertebraten einige Anpassungen, um in diesem für Insekten, Gastropoden, Anneliden… primär fremden Lebensraum überleben zu können. Einige dieser Anpassungen sollen im Folgenden an Hand exemplarischer Tierarten erläutert werden. Respiratorische Anpassungen Die O2-Sättigung im Wasser ist mit 0,5% in etwa um den Faktor 40 geringer als die O2-Sättigung in der Luft. Vor allem stehende Gewässer wie die astatischen Tümpel nahe der March, die von Insekten gerne zur Eiablage und „Kinderstube“ genutzt werden, sind von Sauerstoffmangel gekennzeichnet und können im Extremfall sogar „kippen“. Es liegt auf der Hand, dass hier spezielle Anpassungen notwendig waren, um einen ausreichenden Gasaustausch betreiben zu können. Dabei haben die Wasserevertebrat en durchaus konvergente Strategien verfolgt und auf Grund der relativ früh erfolgten evolutionären Adaption diese Systeme perfektioniert. Abb. 1: Posthornschnecke/Planorbius corneus Evertebraten Ursprünglich atmeten die meisten Insekten über ein offenes Tracheensystem. Dieses muss – falls es beibehalten wurde – von den im Wasser lebenden Insekten entweder direkt mit der Wasseroberfläche Abb. 2: Rückenschwimmer/Notonecta sp. in Kontakt gebracht werden (z.B. abdominales Atemrohr der Culicidae-Larve) oder es wird atmosphärische Luft in Form einer Luftblase mit in die Tiefe genommen (z.B. Luftkammern unter den Flügeldecken der Dytiscidae oder des Rückenschwimmers – siehe Abb. 2), so dass die Tracheen auch unter Wasser atmosphärische Luft aufnehmen können. Diese Form des Gasaustausches hat auch eine direkte Auswirkung auf die Lebensweise der Tiere. Diese müssen immer wieder auftauchen, um sauerstoffreiche Luft zu tanken. Sie haben es geschafft, ihre Lebensweise an diese Abhängigkeit von der Wasseroberfläche anzupassen. Andere Wasserinsekten haben eine physikalische Kieme entwickelt. Dazu überziehen sie sich mit einer dünnen Luftschicht, so dass der Sauerstoff vom Wasser in diese Luftschicht diffundieren kann. Von hier gelangt der Sauerstoff über das offene Tracheensystem in den Körper. Dieser so genannte „Akku“ muss aber von Zeit zu Zeit 96 Pirmin Suter, Simon Canaval erneuert werden, da der Stickstoff von der Luftschicht ins Wasser diffundiert und so das Volumen der Luftblase mit zunehmender Dauer abnimmt. Auch Notonecta atmet beim Abtauchen über eine solche „physikalische Kieme“. Wenn diese Luftblase von feinen Härchen am Körper gehalten wird, die permanent erhalten bleibt, spricht man von einer „PlastronAtmung“. Puppen einiger Dipterenarten verwenden diese Form der Atmung. Es gibt aber auch Wasserevertebraten, die über Tracheenkiemen mit einem geschlossenen Tracheensystem verfügen. Über eine solche Oberflächenvergrößerung nehmen sie Sauerstoff direkt aus dem Wasser auf. Die Großbranchiopoden verfügen sogar über Kiemenfüßchen. Hier lassen sich exemplarisch evolutive Effektivitätsoptimierungen beobachten, da die Atmung über Kiemenfüßchen gleichzeitig der Fortbewegung und der Nahrungsaufnahme dient. Lokomotorische Anpassungen Die Fortbewegung im Wasser unterscheidet sich natürlich auch von jener an Land oder in der Luft. Während Tiere an Land kriechen, laufen oder springen, haben sich viele Wasserevertebraten auf das Schwimmen spezialisiert. Man unterscheidet folgende „Schwimmtypen“: • Das Rückstoßschwimmen kommt zum Beispiel bei Großlibellenlarven vor, die aus dem Enddarm ruckartig Wasser pressen und somit wie bei einem „Raketenstart“ ruckartig starten können, um Beute zu fangen. • Schwimmen durch Schlängelbewegungen (z.B. bei Bartmücken). Evertebraten • • Das Schnicksschwimmen einiger Culicidenlarven, die abwechselnd die linke und rechte Rumpfmuskulatur kontrahieren Schließlich das Schwimmen mit den Beinen. Dabei ist zu beachten, dass sich einige Abb. 3: Schwimmkäfer/Dytiscidae Tierarten schon relativ gut an den Lebensraum Wasser angepasst haben und sowohl über einen abgerundeten Körperbau zur Minimierung des Wasserwiderstandes als auch über regelrechte Schwimmbeine verfügen (Bsp.: Dytiscidae – siehe Abb.3), während andere noch weniger angepasst wie „paddelnde Hunde“ im Wasser „herumtorkeln“ (Bsp.: Hydrophilidae) Weiters wäre noch das Expansionsschwimmen des Wasserläufers zu erwähnen, dessen Körperunterseite mit vielen kleinen Härchen besetzt ist, die wasserabweisend sind und der sich Dank der Oberflächenspannung über die Tarsen auf dem Wasser halten kann. Es gibt aber auch Arten, die nach wie vor im Wasser Laufen (z.B. Wasserasseln, die unter Steine kriechen). 97 Pirmin Suter, Simon Canaval Didaktik Lehrziele Da die Evertebraten in astatischen Gewässern bei Marchegg ein schier endloses Feld an Informationen umfassen, waren wir gezwungen, unsere Lehrziele auf einige konkrete Punkte zu beschränken gemäß dem Sprichtwort: „Multum, sed non multa!“ Dies bedeutet, dass wir die Schüler/-innen nicht mit möglichst vielen oberflächlichen Informationen vollstopfen, sondern einige wenige profunde Erkenntnisse vermitteln wollten. Diese sollten von allen erfasst werden können und zu einer weiteren Beschäftigung mit der Materie anregen. Wir einigten uns also auf folgende Lehrziele: • Begeisterung für die Natur wecken; • Sich der Diversität der Evertebraten in astatischen Gewässern bewusst werden; • Zusammenhänge zwischen Körperbau und Funktionalität als Anpassung an den Lebensraum verstehen lernen. Methoden Nach der Vorbesprechung haben wir unser gesamtes Konzept nochmals überarbeitet. Geplant war eine Fokussierung auf die in den letzten Jahren (siehe Jahresberichte) von den Kindern so heiß geliebten „Urzeitkrebse“. In diesem Zusammenhang wollten wir auf die Bedeutung, bzw. den Schutz dieser so seltenen Standorte aufmerksam machen, an denen Urzeitkrebse vorkommen. Trockenheitsbedingt mussten wir unser Konzept aufgeben. Es gelang uns in dieser Woche nicht einmal mit Hilfe von Professor Hödl, einen einzigen Urzeitkrebs zu fangen – es waren ganz einfach keine Evertebraten vorhanden. Da es aber genügend andere Evertebraten im Wasser von Marchegg gibt, bereitete die Konzeptänderung keine größere Schwierigkeit. Bei der Vorbesprechung wurde die Bedeutung der Eigenaktivität der Schüler/-innnen nochmals hervorgehoben. Wir beschlossen uns daher, die Schüler/-innnen mit Hilfe eines Arbeitsblattes gezielt zu selbstständigem Forschen zu animieren, wobei wir uns für folgende Methode entschieden: • Selber im Gewässer wirbellose Tiere fangen; • Ein Tier auswählen, dieses beobachten, skizzieren und beschriften; • Vermutungen über Zusammenhänge zwischen Körperbau und Funktionalität als Anpassung an den Lebensraum aufstellen und diese konkretisieren. Diese Methode schien uns geeignet, das Forschen für die Schüler/-innen zu einem Erlebnis werden zu lassen, um dadurch die Freude, die Begeisterung an der Natur zu wecken. Parallel dazu erarbeiteten wir für uns eine 98 Pirmin Suter, Simon Canaval Evertebraten Lösungsanleitung für rund 30 Tiere, die uns helfen sollte, den Schülern/-innen bei der Beantwortung allfälliger Fragen zur Seite zu stehen. Insgesamt aber wollten wir die Eigenaktivität der SchülerInnen nicht allzu sehr einschränken und ihnen beim „forschenden Lernen“ freie Hand lassen. Ob das Arbeitsblatt nun vollständig ausgefüllt wurde oder nicht, erschien uns dabei zweitrangig. Wir sahen dieses nur als Hilfsmittel, als „Mittel zum Zweck“ – dem eigenständigen Beobachten durch die Schüler/-innen. Diese sollten ein gefundenes Tier in einem Gefäß möglichst genau skizzieren und beschriften. Dadurch wurden sie praktisch gezwungen, Aussehen und Verhalten des Tieres zu beobachten und sich weiterführende Gedanken dazu zu machen. Um diese Überlegungen in die richtigen Bahnen zu lenken, haben wir mit wenigen Fragen die Denkrichtung der Schüler/-innen beeinflusst. Diese sollten sich Gedanken über die Atmung, Ernährung und Anpassung an den Lebensraum Wasser (Körperbau, Fortbewegung,…) machen. Zusätzlich sollte das Markieren des Fundortes – soweit bekannt – das Bild noch etwas abrunden, um eventuell Rückschlüsse auf die Lebensweise des Tieres schließen zu können (z.B. Wasserläufer, Rückenschwimmer, Wasserassel,…). Station: Wirbellose Tiere im Wasser 1.) Schnapp dir einen Kescher und suche im Wasser nach allen Tieren, die du finden kannst – ca. 10min! 2.) Zeichne ein Tier davon hier auf – so genau wie nur möglich! (Zeichne auch im Schema ein, wo genau du das Tier gefunden hast) 3.) Beobachte! - Was könnte dieses Tier fressen? - Wie kommt dieses Tier wohl an den lebensnotwendigen Sauerstoff? - Findest du Hinweise auf Anpassungen an das Leben im Wasser? 99 Pirmin Suter, Simon Canaval Didaktische Reduktion – Was haben wir gelernt? Pirmin: Dass wir wirklich alle Kinder für die Natur begeistern konnten, wie wir es im Lehrziel formuliert hatten, lässt sich höchstens vermuten. Aber eines weiß ich gewiss: Dass ich selbst mit viel mehr Freude und Begeisterung an der Natur nach Wien zurückgekehrt bin, als ich je zuvor hatte. Selbst die kleinen wirbellosen Tierchen der Gewässer faszinieren mich jetzt, was zuvor eher in Grenzen der Fall war. In der Tat hat es etwas Faszinierendes an sich, in der Natur selbst zu forschen. Ich war erstaunt, wie Schüler/innen zum Beispiel wie gebannt eine Larve des Gelbwasserkäfers beobachten konnten, wobei die einen eher Partei für die Kaulquappe, die anderen für die Larve ergriffen. Eine Schülerin versteckte sogar die Kaulquappen, die ich gerade füttern wollte, weil sie Mitleid mit ihnen hatte. Dies änderte aber nichts an meinem Vorhaben, hatten wir doch genügend Kaulquappen auf Reserve. Die Schüler/-innen konnten dadurch jedenfalls selbst beobachten, wie das Leben in der Natur viel mit „fressen und gefressen werden“ zu tun hat. Manche Schüler/-innen scheuten sich anfangs, die gefundenen Tierchen selber anzufassen. Bis auf eine Schülerin konnten sich dann aber alle dazu überwinden. Solche Eindrücke werden den Schüler/-innen sicher lange im Evertebraten Gedächtnis bleiben. Dies ist ein Punkt, den ich in Marchegg gelernt habe: Zu einem guten Biologieunterricht gehört das Erlebnis in der Natur. Und selbst wenn man als Biologielehrer nicht allzu oft Gelegenheit hat, mit einer Schulklasse eine Exkursion in die Natur zu machen, so kann man doch in vielen Themenbereichen wenigstens einen Teil der Natur ins Biologiezimmer holen – hier ist die Fantasie des Lehrers gefragt! Bei der ersten Schulklasse versuchten wir, die Schüler/-innen mit vielen zielführenden Fragen zu unterstützen und ihnen möglichst viele Details zu erklären. Die Schüler/-innen waren zwar interessiert, dadurch jedoch etwas eingeengt im forschenden Lernen. Daher bemühten wir uns bei der zweiten Schulklasse bewusst, den Schüler/innen mehr Freiraum zu gewähren, uns selbst zurückzunehmen und einfach da zu sein, wenn Fragen auftauchen. Ich war erstaunt, wie Schüler/-innen oft auf gute Ansätze kommen. Jedenfalls wurde mir dadurch bewusst, dass ein guter Biologielehrer nicht ununterbrochen reden und erklären muss. Gewiss braucht er ein profundes Fachwissen, um auf Fragen der Schüler/-innen eingehen zu können – in diesem Bereich habe ich noch viel Arbeit vor mir. Didaktisch ist es aber oft sinnvoll, die Schüler/-innen mehr zum Nachdenken anzuregen, sie selbst durch forschendes Lernen eine Antwort finden zu lassen, oder mit anderen Worten: ich habe gelernt, wie wichtig es für einen Lehrer ist, die Schüler/-innen nicht in einer passiven, rein empfangenden Haltung zu lassen, sondern immer wieder auch in eine aktive, forschende Rolle zu versetzen. Diese Woche in Marchegg hat mir sehr viel für mein Biologiestudium gebracht. Ich empfand die Tage in dieser Gruppe als sehr angenehm und denke gerne daran zurück. 100 Pirmin Suter, Simon Canaval Evertebraten Simon: Wir wurden am dritten Tag nach zwei Tagen der Vorbereitung und Sichtung der tatsächlich vorhandenen Tierarten von einer 6. Klasse besucht. Anfangs erklärten wir den SchülerInnen lediglich dass sie Wirbellose im Wasser suchen sollten, mit denen wir später noch arbeiten würden. Auch wenn sich die Kinder sogleich begeistert ans Werk machten: das Keschern nahm uns an diesem Tag zu viel Zeit in Anspruch, den konkreten Arbeitsauftrag erhielten die SchülerInnen zu spät – was dem eigentlichen Auftrag nicht förderlich war. Infolgedessen waren wir gezwungen unser Konzept zu überdenken. Außerdem schienen die SchülerInnen zwar sehr interessiert, unser Versuch ihnen eine möglichst breite Bandbreite an Wirbellosen vorzustellen musste aber bald eingestellt werden, da uns die Zeit stets zu knapp wurde. Erfreulich war, dass uns zwei der drei an diesem Tag besuchenden Schülergruppen nach dem Stationenbetrieb nochmals besuchten, um ihren Wissensdurst zu stillen. Den darauf folgenden Tag gestalteten wir – auch auf Grund des Feedbacks der ProjektleiterInnen – etwas anders. Zum Ersten verlegten wir unsere Station direkt zum Haustümpel, an dem anschließend mit den SchülerInnen gekeschert wurde, also direkt zum Lebensraum der von uns besprochenen Tierarten. Diese Umstellung hatte zwar den Vorteil, dass den SchülerInnen zwar eher eine Verbindung von Organismen und Habitat verdeutlicht wurde, es bestand aber hin & wieder die Gefahr, dass einzelne SchülerInnen von der Anwesenheit von Fröschen, Unken und Kröten des nahen Tümpels abgelenkt wurden. Weiters gaben wir nach der Begrüßung einen kurzen Abstract zur Arbeitsaufgabe welche die SchülerInnen erwarten würde und ließen diese das Arbeitsblatt kurz selbst überfliegen. Dann beschränkten wir unsere Zeit am Tümpel auf rund 10min, um anschließend noch genügend Zeit für eine Besprechung der Tierarten zu haben. Da es sich bei der Schulklasse am vierten Tag um eine 3. Klasse Unterstufe handelte, wollten wir ihnen auch mehr Zeit geben ihre Zeichnungen zu vervollständigen und die Fragen zu bearbeiten. Um die somit fehlende Zeit gegen Ende kompensieren zu können, gingen verstärkt auf die von den SchülerInnen gefangenen Tiere ein, bzw. zogen vereinzelt Tierarten heran, die ein gewisses Merkmal mit den beobachteten Arten verband, bzw. davon unterschied (Bsp.: Wasserkäfer – Schwimmkäfer). Von einer vollständigen Behandlung aller vorkommenden Arten wie sie am dritten Tag vorgesehen war nahmen wir Abstand. Eine weitere Maßnahme die ich mir an diesem Tag sehr zu Herzen nahm, war die Vermeidung von Suggestivfragen (für mich eine sehr schwere 101 Pirmin Suter, Simon Canaval Aufgabe) und ein Zurückhalten meiner Selbst, um den SchülerInnen mehr Zeit zur eigenständigen Beantwortung der Fragen zu geben. Öfters musste ich mich zwingen nicht einzugreifen, wenn die SchülerInnen eigene Überlegungen anstellten und erst aktiv zu werden, wenn es konkrete Fragen an mich gab. Gelernt habe ich außerdem einen wichtigen „Trick“ von Prof. Hödl, der natürlich schon eine ganz andere Erfahrung mit der Materie, bzw. im Umgang mit Lernenden mit sich bringt. Und zwar hat dieser auf die Frage einer Schülerin wie viele Kaulquappen eine Gelbrandkäferlarve denn fressen könne, mit folgender Gegenfrage geantwortet: „Was glaubst du, wie könnte man das herausfinden?“. Er hat damit nicht nur sein Gesicht gewahrt (denn bei aller Hochachtung, Evertebraten so etwas kann nicht einmal ein Experte wie Prof. Hödl beantworten), sondern auch die Schülerin dazu gebracht selbst ein Experiment zu überlegen, um eine wissenschaftliche Fragestellung überprüfen zu können. Diese Mehrdimensionalität der Gegenfrage hat mich in ihrer Schlichtheit und gleichzeitigen didaktischen Brillanz beeindruckt. Ich denke im Endeffekt nehme ich neben einer äußerst entspannten (aber dennoch arbeitsintensiven) Woche in der Natur folgendes mit: • Die Erkenntnis, dass Kinder – entgegen der landläufigen Meinung, dass sie sich nur noch für Internet & Co interessieren – äußerst lernwillig sind und selbst die „Coolsten“ wieder kindliche Begeisterung aufkommen lassen, wenn man sie mit den vielen kleinen Wundern der Natur konfrontiert • Eine Bestätigung der Weisheit „Weniger ist oft mehr…“. Denn nur wer Kinder nicht überfordert und ihnen an Hand der selbst gefundenen Tierarten interessante Details erklären kann, wird erfolgreich Wissen weitergeben können • Den Ansporn an möglichst vielen Lehrveranstaltungen teilzunehmen, die einen persönlichen Kontakt mit Studenten und Professoren ermöglichen – die Herzlichkeit und das persönliche Engagement aller betreuenden Personen war einfach überwältigend – DANKE! • Diverse Zaubertricks (auch solche die nicht funktioniert haben) und einen Einblick in das für einen Westösterreicher erstaunlich vielfältige Repertoire an linken Lagerfeuerliedern die bis zum heutigen Tag überlebt 102 Pirmin Suter, Simon Canaval haben (Danke Peter für das Musizieren, bzw. Prof. Hödl + Erich für das leidenschaftliche Mitsingen ;-) Evertebraten • • Literatur Bücher: • Bellmann Heiko. Der neue Kosmos Insektenführer. Stuttgart 2009. • Bellmann Heiko. Kosmos-Atlas. Spinnentiere Europas. Stuttgart 1997. • Engelhardt W. Was lebt im Tümpel, Bach und Weiler? Pflanzen und Tiere unserer Gewässer. Stuttgart 2008. • Hilgers Adrienne und Helge. Von der Amöbe bis zum Zebra. Skriptum zur Vorlesung Anatomie und Biologie der Tiere. Wien 20103. • Land Oberösterreich, OÖ. Landesmuseum. Urzeitkrebse Österreichs. Lebende Fossilien in kurzlebigen Gewässern. Stapfia 1995. • Schaefer Matthias. Brohmer – Fauna von Deutschland. Ein Bestimmungsbuch unserer heimischen Tierwelt. Wiebelsheim 201023. • Wehner Rüdiger, Gehring Walter. Zoologie. Stuttgart 200724. • Wichard Wilfried, Arens Werner, Gerhard Eisenbeis. Atlas zur Biologie der Wasserinsekten. Stuttgart 1995. Websites: • http://www.urzeitkrebse.at/ (15. April 2011). • • • http://www.hydro-kosmos.de/winsekt/wasassl.htm (15. April 2011). http://www.bfv-nagoldtal.de/indikatororganismen.htm (15. April 2011). http://www.hydrokosmos.de/winsekt/waskaef5.htm#Wasserskorpion (15. April 2011). http://www.mollbase.de/ (15. April 2011). http://www.naturschutzbund.at/aktivitaeten/Projekte/gruenes_band/gruenes_band/art icles/gruenes-band.html (15. April 2011). Letzte verzweifelte Suche nach Urzeitkrebsen, bevor es hieß: „Auf Wiedersehen – es waren schöne Tage in Marchegg!“ 103 Johanna Seelich und Fenja Teubert: Blütenökologie (Wer hat was vom Blütenbesuch?) Blütenökologie Wer hat was vom Blütenbesuch? Von Hanna Seelich & Fenja Teubert Fachliches Begriff Blütenökologie Blüte: Das gestauchte „Ende eines Sprosses, dessen Blattorgane direkt oder indirekt im Dienst der sexuellen Fortpflanzung stehen“1. Blume: Die „Funktionseinheit bei der Bestäubung“2. Dies kann in manchen Fällen eine einzelne Blüte oder in anderen auch ein ganzer Blütenverband sein (z.B. bei den Korbblütlern, bei denen die Blume aus vielen Einzelblüten besteht). Blütenökologie: Die Wissenschaft von verschiedenen Blumentypen, die Merkmalsmuster zeigen, die der „Ausdruck einer Wechselbeziehung zwischen Blumen und Bestäubern sind“3. Dabei kann die Beziehung stärker (Bienenblumen) oder weniger stark (Käferblumen) sein. 1 Vgl.Heß 1993 2 Vgl. ebd. 3 Vgl. ebd. Wie entsteht aus einer Blüte eine Frucht? In den weiblichen Geschlechtsorganen, den Fruchtknoten, werden die Samenanlagen gebildet. In den männlichen Geschlechtsorganen, den Staubblättern, werden die Pollenkörner gebildet. Fruchtblätter und Staubblätter können entweder in ein und der selben Blüte oder in getrennten Blüten liegen. Gelangt nun ein Pollenkorn auf die Narbe einer Pflanze derselben Art, bezeichnet man dies als Bestäubung. Anschließend bildet es einen Pollenschlauch aus, der durch den Griffel bis zu einer Samenanlage im Fruchtknoten wächst. Die Spermazellen aus dem Pollenkorn wandern hinunter zur Samenanlage und es kommt zur Befruchtung. Aus der befruchteten Eizelle entwickelt sich ein Same der dann wieder zu einer neuen Pflanze auskeimen kann. Es gibt nun aber die verschiedensten Arten, wie ein Pollenkorn auf die Narbe gelangen kann. Selbstbestäubung Das Pollenkorn kann einen kurzen Weg zurücklegen, nämlich vom Staubblatt bis zur Narbe in ein und derselben Blüte. Dieser Vorgang wird dann als Selbstbestäubung oder Autogamie bezeichnet. Der Vorteil daran ist, dass der Pollen keinen weiten Weg zurücklegen muss und die Blüte sicher bestäubt und somit befruchtet wird, wodurch für Nachkommen gesorgt ist. Der Nachteil dabei ist die fehlende Durchmischung der Erbanlagen (Rekombination). Dies bringt den Vorteil der größeren Variation und an Standorten mit schwankenden Bedingungen eine größere Anpassungswahrscheinlichkeit. 104 Johanna Seelich und Fenja Teubert: Blütenökologie (Wer hat was vom Blütenbesuch?) Viele Pflanzen haben deswegen Mechanismen eingebaut, welche die Selbstbestäubung bzw. Selbstbefruchtung entweder gänzlich verhindern oder zumindest erschweren. Erschwerung der Selbstbestäubung: o Staub- und Fruchtblätter reifen zu unterschiedlichen Zeitpunkten (Proterandrie, Proterogynie) o Staubblätter und Griffel sind räumlich so angeordnet, dass Selbstbestäubung unwahrscheinlich wird o Staub- und Fruchtblätter sind auf verschiedene Blüten aufgeteilt, die wiederum entweder auf derselben Pflanze (monözisch, einhäusig) oder auf verschiedenen Pflanzen (diözisch, zweihäusig) liegen Verhinderung der Selbstbefruchtung: o Selbstinkompatibilität: Ein Pollenkorn, das auf die Narbe der gleichen Pflanze gelangt, kann keinen Pollenschlauch ausbilden. Fremdbestäubung Im Verhältnis zu windbestäubten produzieren insektenbestäubte Blüten viel weniger Pollen, da dieser viel gezielter von Blüte zu Blüte transportiert wird. In besonders spezialisierten Blüten wird der Pollen exakt an der Stelle auf das Insekt geladen, an der sich die Narbe einer anderen Blüte befindet, wo er dann abgestreift wird. Welche Vorteile haben beide Seiten vom Blütenbesuch? Sowohl die Insekten als Bestäuber als auch die Pflanzen haben einen Vorteil vom Blütenbesuch. Hätte er ihn nicht, würde er sich evolutiv nicht erhalten, denn in der Natur wird stets versucht, mit möglichst geringem Arbeitsaufwand eine möglichst große Energieausbeute zu erzielen. Worin aber liegt der Vorteil für beide Seiten? Blüten machen durch ihren Schauapparat und durch Düfte auf sich aufmerksam. So lotsen sie den Insekten den Weg zum Pollen bzw. zur Narbe und werden bestäubt, womit es zu neuen Nachkommen in der nächsten Generation kommt. Zum Transport des Pollens über weite Strecken kommen in Österreich hauptsächlich zwei Bestäubungsmöglichkeiten in Frage: Wind(Anemophilie) und Insektenbestäubung (Entomophilie). Windbestäubte Arten produzieren große Mengen an Pollen, da die Pollenübertragung unwahrscheinlicher, da nicht so zielgerichtet ist. Die Blüten sind unauffällig und eingeschlechtig. Ihre Staubbeutel und Narben (mit einer großen Oberfläche) stehen exponiert, um die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Bestäubung zu erhöhen. Abb. 1: Honigbiene an Rapsblüte 105 Johanna Seelich und Fenja Teubert: Blütenökologie (Wer hat was vom Blütenbesuch?) Woran die Insekten aber interessiert sind, ist Nahrung. Hier kommt hauptsächlich Nektar und Pollen in Frage. Nektar ist Zuckerwasser und für die Pflanze billig herzustellen. Pollen ist proteinreich und seine Herstellung für die Pflanzen energieaufwändiger. Manche Pflanzen produzieren einen Überschuss an Pollen, der gut sichtbar und leicht zugänglich dargeboten wird. Blütenbesucher können davon fressen und trotzdem bleibt noch genügend Pollen übrig, der dann mit den Besuchern auf eine andere Pflanze gelangen kann. Eine für die Pflanze energieeffizientere Methode ist „billigen“ Nektar darzubieten und dennoch die Insekten mit Pollen zu beladen. Die Insekten kommen um Nektar zu saugen, der Pollen bleibt dabei unbemerkt in ihrem Haarkleid haften und gelangt auf diese Weise zu einer anderen Blüte. Es gibt Insekte, wie z.B. die Bienen, die nicht nur Nektar, sondern auch Pollen sammeln. Aber auch in diesem Fall sind sie nicht daran interessiert, Pollen zu übertragen, sondern Futter für ihre Larven zu sammeln. Die Bestäubung passiert nebenbei. Die Bedeutung der Blütenökologie für den Menschen Manche Insekten brauchen den Nektar nur, um ihren eigenen Energiebedarf zu decken. Brutfürsorgliche Insekten hingegen müssen nicht nur für ihren eigenen Bedarf, sondern auch für den ihrer Nachkommen sorgen. Eine Hummel z.B. benötigt allein für ihren eigenen Energiebedarf 150mg Zucker am Tag. Pro Blüte bekommt sie ca. 0,3mg Zucker. Sie muss also allein um ihren eigenen Bedarf zu decken 450 Blüten/Tag besuchen. Um zusätzliche Vorräte für die Nachkommen anzulegen muss sie dementsprechend eine wesentlich größere Anzahl an Blüten besuchen. Aus diesem Grund kommt den brutfürsorglichen staatenbildenden Insekten mit großer Individuenzahl und großer Nachkommenzahl eine beträchtliche Bedeutung bei der Bestäubung zu; davon ist auch der Mensch betroffen. Von 150 wirtschaftlich genutzten Pflanzenarten in Europa sind 70 Arten auf die Bestäubung durch Insekten angewiesen, um Früchte bilden zu können. Der Mensch ist folglich sowohl auf Pflanzen als auch auf Tiere angewiesen, um Nahrung in Form von Früchten zu gewinnen. Didaktik Vorbereitung Der wichtigste Punkt der Freilanddidaktik war derjenige, die SchülerInnen selbständig ein Thema erforschen zu lassen. Sie sollten die meiste Zeit über ohne unsere Unterstützung arbeiten können. Im Vorfeld hatten wir zahlreiche Ideen: - Die SchülerInnen pressen Blumen und basteln aus diesen ein Bild - Die SchülerInnen malen verschiedene Blüten - Täuschblumen – was haben die Pflanzen davon? - Windbestäubte vs. insektenbestäubte Blüten: worin unterscheiden sich die Blüten? Warum? - SchülerInnen untersuchen Nektarraub an Blüten (gibt es Blüten mit Spuren eines Raubes?), möglicherweise in Verbindung mit einem vorbereitenden Rollenspiel - Wir erstellen einen eigenen Bestimmungsschlüssel, mit dessen Hilfe die SchülerInnen verschiedene Blütenpflanzen bestimmen können - Suchspiel: An welcher Stelle befindet sich der Pollen bei den verschiedenen Blüten? Mit Hilfe von Binokularen wird der goldene Blütenstaub gesucht 106 Johanna Seelich und Fenja Teubert: Blütenökologie (Wer hat was vom Blütenbesuch?) - Untersuchung der Symmetrie, nach einer theoretischen Einführung in die Symmetrie von Gegenständen und Dingen der Natur sollen die SchülerInnen die verschiedenen symmetrischen oder nicht symmetrischen Figuren von Blüten ermitteln - Blütenbeobachtung: wer besucht welche Blüte? - Rollenspiel: die SchülerInnen laufen in einer Art Staffellauf zu uns, bekommen ein Zuckerl und auf dem Rückweg Curry auf den Rücken - Blütenmodelle: Selbst gebastelte lebensgroße Blüten aus Draht werden mit Coca-Cola-Plastik-Gefäß (Nektardrüse) gefüllt, die Kinder versuchen, mit Hilfe eines Strohhalmes (Insektenrüssel) an den Nektar zu gelangen und werden dabei von einem Schwamm mit Curry-Pulver eingestaubt. In der nächsten großen Blüte, in der ebenfalls Coca-Cola ist, wird das Currypulver unwissend auf schwarzes Klebeband abgestreift. - Blüten und Bestäuber werden unter künstlichen Bedingungen zusammengebracht (in einem Glasgefäß z.B.) und beobachtet, ob sich das Tier für die Blüte interessiert. Neben dem eigenständigen forschenden Lernen stand bei unseren primären Ideen die Spezialisierung der Bestäuber an verschiedene Blütentypen im Vordergrund. Im Vorhinein haben wir uns schließlich für zwei mögliche Umsetzungen entschieden: o Die Schlecht-Wetter-Variante: Sammeln von verschiedenen Blumentypen und Rückschlüsse auf mögliche Besucher Ablauf: Es werden Blüten gesammelt, Blütensteckbriefe verfasst und die Blüten gezeichnet. Dadurch werden die SchülerInnen ExpertInnen für die verschiedenen Blüten. Sie ordnen anschließend ihrer Blüte am vorbereiteten Plakat den jeweiligen Bestäubern zu und überlegen, weshalb gerade dieser ihre Blüte besucht. Abschließend werden die „Blüten+Bestäuber-Ergebnisse“ präsentiert. o Die Schön-Wetter-Variante: Die SchülerInnen gehen als WissenschaftlerInnen in die Natur und beobachten Blüten eine Zeitlang, um festzustellen, ob und von wem sie besucht werden. Im Anschluss wird besprochen, weshalb gerade dieser Blütenbesucher beobachtet wurde (Blüten und Besucher passen zusammen) o Mögliche Zusatzspiele: Staffellauf und Blütenmodelle Umsetzung im Freiland Die tatsächliche Umsetzung hat sich im Laufe des Projektes kontinuierlich verändert und wurde zunehmend modifiziert. Gerade was Planung und Arbeitsauftrag der SchülerInnen betrifft, haben wir durch einige wenige Änderungen eine starke Verbesserung erlebt. Abb.: 2 Fenja bei forschenden Vorbereitungen 107 Johanna Seelich und Fenja Teubert: Blütenökologie (Wer hat was vom Blütenbesuch?) 1. Tag: 2 Gruppen Erste Gruppe: 5 Burschen (ein wenig aufgeregt, weil sie gerade bei der Reptilien-Station nebenan waren) besuchen unser „Forscherzelt“, das wir mit Blütenbildern und einem großen Blumenstrauß geschmückt haben. Abb. 3: Diana in unserem „Forscherzelt“ Wir begrüßen sie als „Forscher“ (jedes Kind bekommt einen weißen Forscherkittel und eine Brille mit Fensterglas bzw. ohne Glas) und geben ihnen, da schönes Wetter ist, ihre Beobachtungsprotokolle. Die Schüler rennen sofort los und wir müssen sie zurückrufen, um ihnen den Arbeitsauftrag zu geben: Blüten zu sammeln, die sie schön und ansprechend finden und diese eine Zeitlang zu beobachten. Wir geben ihnen den Tipp, zum Rapsfeld (etwa 30 Meter entfernt) zu gehen und bleiben selbst im Forschungszelt sitzen, damit sie eigenständig arbeiten können. 108 Johanna Seelich und Fenja Teubert: Blütenökologie (Wer hat was vom Blütenbesuch?) Nach einiger Zeit gehen wir hinterher, um zu sehen, ob sie arbeiten, während sie uns aber schon entgegenlaufen. Wir gehen gemeinsam mit ihnen zum Rapsfeld und stellen fest, dass sie hauptsächlich Insekten fangen wollen, anstatt sich die Blüten anzuschauen. Wir gehen zur Station zurück und sie zeichnen die Rapsblüten in ihren Forscherpass. Dabei reden sie hauptsächlich von den Schlagen, die sie gesehen haben. Zweite Gruppe: 5 Mädchen besuchen unsere Station und wir gehen gleich gemeinsam mit ihnen zum Rapsfeld, geben also die zu beobachtenden Blüten jetzt vor, anstatt ihnen die Wahl zu überlassen. Wir geben ihnen, wie von Prof. Hödl nach der ersten Gruppe vorgeschlagen, den Arbeitsauftrag, dass sie in wenigen Sätzen aufschreiben sollen was die beobachteten Insekten machen. Die SchülerInnen sind wesentlich ruhiger und wir fangen eine Biene, die über und über mit Pollen bedeckt ist. Als wir wieder im Forscherzelt sind, kleben wir die von uns im Vorhinein gepressten Blüten auf den Forscherbogen, anstatt zu zeichnen, weil dafür keine Zeit mehr ist. Sowohl bei der ersten, als auch bei der zweiten Gruppe haben wir das Spiel mit den lebensgroßen Blütenmodellen zwar neben der Station aufgebaut, aus Zeitgründen aber weggelassen. In der nach den Stationen stattfindenden freien Wahlphase, in der die SchülerInnen nach Belieben zu verschiedenen Stationen gehen können, machen wir mit einigen SchülerInnen das Spiel und merken, dass es ihnen viel Spaß macht wie Bienen zwischen den Blütenmodellen hin und her zu „fliegen“ und Cola zu schlürfen. Wir besprechen, was dabei mit dem Blütenstaub (Currypulver) passiert. Wir nehmen uns vor, es am nächsten Tag beim verpflichtenden Stationen-Besuch einzubauen. Abb. 4: Hanna mit 2 Schülerinnen an den Blütenmodellen 2. Tag: 3 Gruppen (tatsächlich 2 Gruppen, während der letzten begann das Gewitter) Erste Gruppe: 4 Mädchen kommen zu unserem Forscherzelt, das nun direkt neben dem Rapsfeld steht, und werden wie gewöhnlich zu Forscherinnen eingekleidet. Wir fragen sie, was wir wohl erforschen wollen und bekommen „Blumen“ als Antwort. Wir füllen die ersten Zeilen des Forscherblattes gemeinsam aus (Datum, Wetter, Uhrzeit, Standort) und gehen gemeinsam ins Rapsfeld hinein. 109 Johanna Seelich und Fenja Teubert: Blütenökologie (Wer hat was vom Blütenbesuch?) Zum Abschluss bekommen sie von uns „essbare Samen“ (Mandeln) zu essen, um nochmals den gerade besprochenen Sinn der Bestäubung zu unterstreichen. Abb. 5: Gruppe 1 im Rapsfeld beim Forschen Wir führen sie direkt zu der „Aussichtsplattform“ und lassen sie ihre Beobachtungssätze aufschreiben. Anschließend gehen wir zum Zelt zurück und vergleichen das Aufgeschriebene, indem jedes Kind seinen Satz vorliest und wir die Inhalte besprechen/verbessern. Wir versuchen dabei die Überlegung: „was hat das Tier davon/was hat die Pflanze davon?“ in den Vordergrund zu rücken. Nach der Besprechung werden die Pflanzen gezeichnet, wobei wir selbst ebenfalls mitzeichnen. Im Gegensatz zum ersten Tag bauen wir das Spiel in unsere Station mit ein und die SchülerInnen können sich selbst wie ein Insekt fühlen und die Bestäubung, die sie beobachteten, selbst machen. Zweite Gruppe: 4 Buben besuchen unsere Station und werden wie immer als Forscher eingekleidet. Wir füllen gemeinsam die Eckdaten zum Beobachtungsprotokoll aus, danach wird das ganze Forscherteam fotografiert (einmal mit ernstem Gesichtsausdruck weil Forscher immer sehr bei der Sache sein müssen, einmal lächelnd weil Forscher auch Spaß haben können) , bevor wir zur Arbeit schreiten. Der Arbeitsauftrag: „Schreibt drei Sätze dazu auf was die Insekten tun.“ Schon auf der Aussichtsplattform sitzend besprechen wir wie sich ein Forscher benehmen muss. Als Antwort bekommen wir als erstes: Ernst und lustig. Und dann noch leise, aufmerksam und er muss gut beobachten. Günstigerweise sind wirklich Bienen zu sehen. Die Schüler beobachten sie und schreiben Sätze auf. Ein Bub entdeckt Fruchtansätze am Raps und fragt was das ist. Zurück im Forscherzelt liest jeder sein Sätze vor und wir schauen gemeinsam eine Biene (die wir schon im Vorhinein gefangen haben) in einem Sammelröhrchen an die mit Pollen bedeckt ist. Wir zeichnen die von dem Forschungsausflug mitgebrachten Blüten und besprechen die Fruchtansätze vom Raps die der eine Schüler bemerkt hat. Ein Schüler bemerkt richtig: „Ein Kreislauf“. Zur Verabschiedung bekommen die Schüler wieder essbar Samen, zuerst sind sie skeptisch ob man Samen essen kann und ob das wohl gut schmeckt. Als sie dann aber kosten und wir ihnen nochmals welche anbieten greifen sie ein zweites Mal zu bevor sie zur nächsten Station gehen. 110 Johanna Seelich und Fenja Teubert: Blütenökologie (Wer hat was vom Blütenbesuch?) Dritte Gruppe: 3 Mädchen und ein Bub besuchen unsere Station. Schon als sie bei uns ankommen ziehen Wolken auf und es wird zunehmend windiger. Wir beginnen dennoch mit unserer Forschungsarbeit im Rapsfeld und erklären den Kindern, dass Forscher bei fast jedem Wetter unterwegs sind und es für sie eigentlich kein schlechtes Wetter, sondern nur eine schlechte Ausrüstung gibt. Da unsere Ausrüstung aber leider nicht gut genug ist und beim aufkommendem Sturm unser Forscherzelt umfällt, retten wir uns mit den Kindern ins Haus, wo sie ihren Mitschülern erzählen, dass sie zwar leider keine genügend gute Ausrüstung haben, aber wiederholen, dass Forscher tapfer sind, so wie sie, und bei jedem Wetter hinaus gehen. Als wir sie fragen, ob wir weiter forschen sollen, antworten sie mit einem eindeutigen „JA“. Feedback durch Lehrende Die ProfessorInnen haben uns im Rahmen der Durchführung einige Male direkt im Anschluss an eine Gruppe Rückmeldung gegeben und dadurch bewirkt, dass wir das Besprochene gleich danach bei der nächsten Gruppe umsetzen konnten. Dadurch haben wir mit einem klareren Arbeitsauftrag die Forsch-Tätigkeit der SchülerInnen erst ermöglicht. Während der Feedbackrunde am ersten Tag hat sich für uns der Punkt am stärksten herauskristallisiert, der uns selbst bei der Durchführung störte: der Standort neben der Reptilien-Station und der weite Weg zum Rapsfeld. Daher platzierten wir am zweiten Tag unser Forscherzelt direkt neben das Rapsfeld. Nach dem zweiten Tag war das Feedback wesentlich positiver. Der Punkt, der uns am schwersten zu fallen schien, war der, uns selbst stärker zurückzunehmen und die SchülerInnen alleine arbeiten zu lassen. Der Ablauf fiel durchweg positiv auf und auch der Umgang mit den SchülerInnen (auf einer Ebene, indem wir beispielsweise mit ihnen zeichneten) wurde herausgehoben. Fenjas Reflexion Die Erfahrungen, die ich in der Freilanddidaktik gemacht habe, haben auf mich großen Eindruck gemacht. Die Tatsache, dass eine bestimmte Durchführung nicht funktioniert, durch kleine Änderungen an den richtigen Stellen aber auf eine Art modifiziert werden kann, die dafür sorgt, dass die Umsetzung sowohl den SchülerInnen, als auch uns großen Spaß machen kann, werde ich mir für meine zukünftige Lehrtätigkeit mitnehmen. Wenn etwas nicht klappt, kann es möglicherweise an einem unklaren Arbeitsauftrag und nicht am Thema oder meiner Art der Durchführung liegen. Für mich war es eine große Herausforderung, mich im Kontakt mit den SchülerInnen stärker zurücknehmen zu wollen. Ich hatte große Schwierigkeiten damit, nicht einzugreifen und nicht helfend zur Seite zu stehen, falls Fragen auftauchen und die SchülerInnen nicht sicher sind, was sie beobachten sollen. Einige anschauliche Situationen, die beim Feedback beschrieben wurden (ein Kind holt einen einzelnen Samen aus der Frucht und will ihn mir zeigen, doch ich bekomme es nicht mit, weil ich anderen Kindern gerade etwas erkläre) haben mich wirklich berührt. Ich weiß, dass in einer realen Schulsituation, wo vermutlich 30 Kinder anwesend sind, eine solche Situation nicht besonders auffällig ist, doch bei 5 SchülerInnen finde ich es wirklich traurig. Dies werde ich mir für die Zukunft merken und hoffentlich lernen, den SchülerInnen mehr Aufmerksamkeit für ihre eigenen Handlungen zu schenken. 111 Johanna Seelich und Fenja Teubert: Blütenökologie (Wer hat was vom Blütenbesuch?) Das Feedback durch die ProfessorInnen hat mir sehr geholfen. Ich empfand es als sehr erleichternd und hilfreich, technische Verbesserungen zu bekommen, die zeigten, dass die Fehler nicht an mir lagen, was ich zuerst dachte. Dadurch hat es am zweiten Tag wesentlich besser funktioniert und ich fühlte mich nicht mehr unsicher, was unser Programm angeht. Die aufgeschriebenen Sätze der SchülerInnen kamen bei diesen sogar gut an, da keiner etwas Falsches auf seinem Protokoll stehen haben wollte. Deshalb nahmen sie die „Verbesserungen“ im anschließenden Gespräch an und waren teilweise sogar stolz auf ihre eigenen Beobachtungen. Hannas Reflexion Nach jeder Schülergruppe hieß es beim Feedback durch die Lehrenden: „Lasst die Schüler noch mehr selbst forschen, nehmt euch noch mehr zurück. Wenn sie wirklich Fragen haben, kommen sie schon.“ Es dauerte eine Zeit, bis wir diese Ratschläge umsetzten konnten, weil wir anfangs dachten, wir müssen immer sofort auf die Fragen der Schüler eingehen. Erst bei der letzten Gruppe schafften wir es, uns tatsächlich einige Meter weiter wegzubegeben und die Schüler mit ihrem Arbeitsauftrag „allein“ zu lassen. Und wirklich, über eine Rapspflanze gebeugt, scheinbar eine Blüte untersuchend, konnte ich aus dem Augenwinkel beobachten, wie sich die Kinder ebenfalls über eine Rapspflanze beugten, mit dem Finger einer Biene nachzeigten und sich gegenseitig irgendetwas zeigten. Es war wirklich toll zu sehen, wie vertieft sie dabei waren. Einige Minuten später riefen sie uns dann zu sich, weil sie etwas entdeckt hatten. Was ich gelernt habe ist, dass man den Schülern Zeit und Raum für das selbständige Arbeiten geben muss und warten muss, bis die Fragen kommen. Dann ist der richtige Zeitpunkt gekommen etwas zu erklären, das „Interessensfenster“ ist offen. Es war faszinierend zu sehen, dass ein Schüler fragte, was diese komischen Würstchen (gemeint waren die Fruchtansätze) auf den Rapspflanzen seien. Eigentlich konnten wir gerade damit besonders schön demonstrieren, dass aus dem Fruchtblatt in der Blüte die Fruchtansätze entstehen, da sie im Grunde genau die gleiche Form hatten, nur eben viel größer waren. Wir hatten gar nicht bewusst gemerkt, dass sich an den Blütenständen schon Früchte zu entwickeln begannen. Ich habe gesehen, dass man in solchen Situationen die Entdeckungen der Schüler gleich in den Unterricht einbauen kann. Wie schon die Fenja beschrieben hat, finde auch ich es schade, dass ich nicht bemerkte, wie ein Schüler einen einzelnen unreifen Samen aus dem Schötchen herausholte und herzeigen wollte. Das wäre der richtige Moment gewesen zu besprechen, dass aus diesem einzelnen Samen wieder eine ganze neue Pflanze wächst. Ich hoffe, dass ich in kommenden ähnlichen Situationen bemerke, wenn sich solch ein Interessensfenster öffnet und dann gleich darauf reagieren kann. Eine wichtige Erfahrung war es auch zu sehen, wie wichtig es ist, die Kinder langsam auf ein neues Thema einzustimmen. Vor allem, wenn sie gerade von einer anderen Station kommen, kann man sie nicht gleich mit dem neuen Thema „überfallen“. Bei unserer ersten Gruppe haben die Schüler eigentlich die ganze Zeit über noch von der Schlangenstation gesprochen, von der sie gekommen waren, was 112 Johanna Seelich und Fenja Teubert: Blütenökologie (Wer hat was vom Blütenbesuch?) uns nicht so recht war, weil wir wollten, dass sie sich auf unsere Station konzentrieren. Als erfolgreichen Übergang zwischen der vorigen Station und unserer Station hat es sich aber erwiesen, das Erzählbedürfnis der Kinder nicht gleich abzuwürgen, sondern sie kurz erzählen zu lassen und sie dann auf das neue Thema mit Fragen neugierig zu machen: „Was glaubt ihr, was erforschen wir in unserer Station?“. Das Einkleiden mit Forscherkittel und Brille und das anschließende Fotoshooting vom Forscherteam erwies sich als gute Methode, die Kinder vom vorigen Thema wegzubringen und in das neue Thema einzustimmen und dafür zu begeistern. Als die Schüler unserer letzten Gruppe auf unsere Frage, ob sie trotz schlechtem Wetter weiter forschen wollten, mit einem eindeutigen „JA“ antworteten, war das richtig erfreulich und wie ein großes Lob. 113 Johanna Seelich und Fenja Teubert: Blütenökologie (Wer hat was vom Blütenbesuch?) Literatur Bücher: Heß, Dieter (1993): Die Blüte. Eine Einführung in Struktur und Funktion, Ökologie und Evolution der Blüten. 2. Aufl. Ulmer Websites: http://www.naturschutzgruppejettingen.de/Archiv/HUMMMELN.HTM (20.06.2011) Bilder Abbildungen aus eigener Herstellung 114 Johanna Greber, Matthias Mair: Amphibien Der Lurch im Sumpf Die Amphibien der March-Auen von Johanna Greber & Matthias Mair Fachliches Was sind Amphibien? Das Wort Amphibia leitet sich aus dem Griechischen ab und bedeutet „doppellebig“ bzw. „auf beiden Seiten lebend“. Damit ist gemeint, dass die Tiere sowohl im Wasser als auch an Land leben. Alle Amphibien besitzen eine drüsenreiche, oft feuchte und nackte Haut. Die Larven atmen durch deren Kiemen und die adulten Tiere mit der Haut und der Lunge. Die Klasse der Amphibien oder Lurche umfasst cirka 6.500 rezente Arten und wird in 3 Ordnungen unterteilt: Schwanzlurche (Caudata), Froschlurche (Anura), Blindwühlen (Apoda). Schwanzlurche (Caudata) Die Schwanzlurche haben einen langgestreckten Körper mit vier ca. gleich langen Beinen. Wie der Name schon sagt, besitzen sie einen deutlichen Schwanz. Es gibt sowohl ausschließlich aquatisch lebende Exemplare als auch welche, die entweder als Erwachsene oder ihr gesamtes Leben an Land verbringen. Zu ihnen zählen die Molche und die Salamander. Froschlurche (Anura) Die Froschlurche stellen mit rund 5.800 Arten die artenreichste Ordnung innerhalb der Amphibien dar. Sie haben einen kurzen, rundlichen Körper und keinen Schwanz. Sie besitzen zwei Paar Extremitäten, wobei deren Hinterbeine länger und kräftiger sind als deren Vorderbeine. Allgemein sind die Froschlurche besser an das Landleben angepasst. Aufgrund ihrer langen, kräftigen Hinterbeine können die Froschlurche weite Sprünge nehmen, um sich vor ihren Feinden in Sicherheit zu bringen. Zu ihnen zählen Frösche, Kröten und Unken. Kröten besitzen eine warzige und trockene Haut, einen plumpen gedrungenen Körper und eher kurze Hinterbeine. Frösche hingegen weisen eine glatte und feuchte Haut, einen schlankeren Körper und lange, kräftige Hinterbeine auf. Diese Einteilung, wie sie im Volksmund üblich ist, stellt 115 Johanna Greber, Matthias Mair: Amphibien jedoch kein striktes Unterscheidungsmerkmal dar. Unken hingegen, mit ihrem flachen warzenbesetzten Körper und ihrer gelb-orangen Fleckung auf der Unterseite, sind leichter abzugrenzen. Blindwühlen (Apoda) Die Blindwühlen besitzen keine Gliedmaßen und sind bei uns nicht heimisch, sie sind nur in den Tropen verbreitet. Fortpflanzung Zur Fortpflanzung sind die meisten Amphibien im Wasser. Die Froschlurche gehen im Frühjahr auf Laichwanderung. Die Männchen locken die Weibchen durch lautes Quacken an. Das meist kleinere Männchen umklammert das Weibchen während der Paarung, welches dann die Eier ablegt. Die Kröten umklammern ihre Weibchen besonderst fest. Das Männchen gibt seine Spermien darüber, es findet eine sogenannte äußere Befruchtung statt, eine Befruchtung außerhalb des Körpers. Bei den Schwanzlurchen findet hingegen eine indirekte, innere Befruchtung statt. Das Männchen führt dem Weibchen einen sogenannten Paarungstanz vor und umwirbt dieses regelrecht. Es wedelt dem Weibchen mithilfe des Schwanzes Pheromone zu. Wenn sich das Weibchen paarungsbereit zeigt, legt das Männchen ein Packet an Spermatophoren ab, die dann vom Weibchen mit der Kloake aufgenommen werden. Entwicklung Der Laich, der sich aus den befruchteten Eiern zusammensetzt, wird von den Weibchen im Wasser abgelegt. Nach einigen Wochen entwickeln sich daraus Larven. Die Larven der Schwanzlurche besitzen äußere Kiemen. Die Larven der Froschlurche werden Kaulquappen genannt und atmen über Kiemen und über die Haut. Alle Amphibien, die sich im Larvenstadium befinden, weisen einen Schwanz auf. Bei der Metamorphose, der Umwandlung zum Adulttier, werden die Gliedmaßen gebildet. Beim Schwanzlurch zuerst die Vorderbeine, beim Froschlurch zuerst die Hinterbeine. Außerdem wird beim Froschlurch der Schwanz zurückgebildet. Die Kiemen werden durch eine einfache Lunge ersetzt. Die adulten Tiere atmen durch die Haut und die Lunge. Besonders bei den Froschlurchen sind die Veränderungen auffallend, da die Larven dem adulten Tier vom Aussehen her nicht ähneln. Nahrung Die Larven der Schwanzlurche ernähren sich, anders als die der Froschlurche, ausschließlich carnivor. Adulte Amphibien fressen neben Insekten hauptsächlich Spinnen und Mollusken. Mit ihrer langen, klebrigen Zunge können Froschlurche Insekten fangen. Gefährdung & Schutz Alle in Österreich vorkommenden Amphibienarten sind als gefährdet registriert. Die Gefährdung der Amphibien hat mehrere Gründe. Besonders die menschlichen Einwirkungen sind ausschlaggebend dafür. Da sehr viele Straßen die Laichwanderwege der Amphibien kreuzen, Amphibien zudem meist nachtaktiv und 116 Johanna Greber, Matthias Mair: Amphibien daher schlechter zu sehen sind, werden sie nicht selten Opfer des Straßenverkehrs. Andere Gründe sind neben dem Verlust von Lebensräumen, bedingt durch Regulierung von Fließgewässern und der Senkung des Grundwasserspiegels, die Verschmutzungen durch die agrarwirtschaftliche Nutzung der Lebensräume. Die natürlichen Feinde der Amphibien sind Vögel, Reptilien und Spinnentiere. Von besonderer Bedeutung für den Schutz der Amphibien ist, dass die bestehenden Lebensräume erhalten bleiben. Außerdem werden vermehrt Amphibienzäune und Tunnels gebaut, um deren Wanderung sicherer zu gestalten. 117 Johanna Greber, Matthias Mair: Amphibien Tiere vor Ort Der Wasserfrosch Pelophylax Die Familie der echten Frösche lässt sich aufgrund ihrer Färbungen in Grünfrösche (Wasserfrösche) und Braunfrösche (Springfrosch, Moorfrosch, Grasfrosch) unterteilen. Die Wasserfrösche stellen die am häufigsten vorkommenden Amphibien der March-Thaya-Auen dar. Die Gattung Pelophylax setzt sich in Österreich aus drei Taxa zusammen: Seefrosch (Rana ridibunda), Kleiner Wasserfrosch (Rana lessonae) und Teichfrosch (Rana esculanta). Der Teichfrosch ist ein Hybrid, der aufgrund von Kreuzungen des Kleinen Wasserfrosches und des Seefrosches entstanden ist. In den Teichen und Tümpeln der March-TayaAuen trifft man oft zahlreiche Wasserfrösche an, die ihren Kopf aus dem Wasser recken. Sie sonnen sich gerne in der Nähe von Gewässern. Bei den kleinsten Bewegungen und Lauten springen sie jedoch blitzschnell ins Wasser, um sich vor Fressfeinden zu schützen. Deren Schwimmhäute sind besonders an den Hinterbeinen sehr deutlich erkennbar. Zur Fortpflanzungszeit bilden Wasserfroschmännchen Rufchöre, die tagsüber, aber auch nachts weit zu hören sind. Der Laubfrosch (Hyla arborea) Die Hautoberfläche des Laubfrosches ist glatt, glänzend und auffällig grün gefärbt. Seine feuchten Haftscheiben an den Füßen ermöglichen es ihm, auf Sträucher und Bäume zu klettern. Dort ist er aufgrund seiner Farbe sehr gut getarnt und schwer zu sichten. Oft schläft er ganz unscheinbar, zusammengekauert auf einem Ast. Nur seine knarrenden Rufe, die gut von den anderen Fröschen unterscheidbar sind, machen auf ihn aufmerksam. Mit seinem Kehlsack können die männlichen Tiere sehr laute Rufe von sich geben und dadurch Weibchen in über 2 km Entfernung anlocken. Oft sind besonders in der Nacht rufende Laubfroschchöre zu hören. Der Springfrosch (Rana dalmatina) Der Springfrosch, der Moorfrosch und der Grasfrosch stellen die drei Braunfroscharten Österreichs dar. Sie haben eine braune Färbung und einen dunklen Schläfenfleck. Wie der Name bereits vermuten lässt, kann der Springfrosch außerordentlich gut springen. Dessen Hinterbeine sind besonders lang und kräftig. An warmen Tagen 118 Johanna Greber, Matthias Mair: Amphibien wurden bereits Distanzen bis zu zwei Metern beobachtet. Mittels des Beintestes kann man ihn besonders gut von den anderen Braunfroscharten unterscheiden. Dabei werden die Hinterbeine des Tieres am Körper vorsichtig nach vorne gelegt. Wenn die Ferse weit über deren Körperlänge hinaus ragt, handelt es sich um einen Springfrosch. Im Gegensatz zu den anderen Braunfröschen besitzt das Springfroschmännchen keinerlei Schallblase. Aufgrund dessen ist sein Ruf eher leise. Der Moorfrosch (Rana arvalis) Der Moorfrosch stellt ebenfalls eine der drei Braunfroscharten dar. Seine Schnauze ist im Gegensatz zu der des Grasfrosches kurz und spitz. Durch den oben erwähnten Beintest kann der Moorfrosch leicht vom Springfrosch auseinandergehalten werden. Das Männchen kann während der Paarungszeit bläulich gefärbt sein. Es trägt dann das sogenannte Hochzeitskleid. Die Tieflandunke (Bombina bombina) Das oft auch als Rotbauchunke bezeichnete Tier hat einen abgeflachten, gedrungenen Körper und stellt mit einer Größe von bis zu 5 cm einen kleinen Vertreter der Amphibien dar. Deren Oberseite ist oliv bis graubraun und mit etlichen kleinen Warzen bedeckt. Durch diese Färbung ist sie gut getarnt. Charakteristisch für die Tieflandunke ist die orange-rote Fleckung auf der Unterseite. Diese spielt eine bedeutende Rolle beim Abwehrverhalten, dem sogenannten „Unkenreflex“. Bei Bedrohung nehmen die Tiere eine kahnförmige Stellung ein, indem sie sich blitzschnell auf den Rücken werfen und ihre bunte Unterseite präsentieren. Die bunte Färbung soll die Fressfeinde abschrecken und signalisieren, dass sie giftig sind. Die Unken können nicht so weite Sprünge nehmen wie die Frösche und sind deshalb auch leichter zu fangen. Die Erdkröte (Bufo bufo) Die echten Kröten – Erdkröte, Wechselkröte und Kreuzkröte (nicht in den March-Thaya-Auen zu finden) – besitzen eine warzige Haut, kurze Hinterbeine und deutliche Ohrendrüsen. Die Kröten können im Gegensatz zu den Fröschen deutlich weniger gut springen. Die Erdkröte hat eine sehr plumpe Gestalt und ist, wie der Name schon sagt, erdig-braun gefärbt. Sie kann ein Sekret ausscheiden, das auf Beutegreifer giftig bis tödlich wirkt. Die Erdkröte kommt in sehr hohen Dichten explosionsartig zum Ablaichen an Gewässer und wird auf ihren Laichwanderungen nicht 119 Johanna Greber, Matthias Mair: Amphibien selten Opfer des Verkehrs. Sie ist besonders nachtaktiv, bei feuchtem, warmen Wetter kann sie auch tagaktiv sein. Die Wechselkröte (Bufo viridis) Auch die Wechselkröte gehört zur den echten Kröten. Ihre Gestalt ist ähnlich der Erdkröte, jedoch ist sie nicht ganz so groß. Auffällig ist deren Färbung: eine helle Grundfarbe mit dunkelgrünen Flecken und vielen kleinen roten Warzen. Durch diese auffällige Farbzeichnung ist sie kaum mit anderen Kröten zu verwechseln. Die Knoblauchkröte (Pelobates fuscus) Die Knoblauchkröte gehört im Gegensatz zur Erdkröte und zur Wechselkröte nicht zur Familie der echten Kröten, sondern zur Familie der Schaufelfüßer. Sie bevorzugt besonders offene Lebensräume mit lockeren, sandigen Böden. Sie hat eine spezielle Muskulatur und harte Höcker an der Ferse der Hinterbeine, wodurch sich das Tier gut und schnell in den Boden eingraben kann. Das stellt auch den Grund dar, dass sie selten angetroffen wird. Zudem ist sie ein nachtaktives Tier, was die Suche nach ihr noch erschwert. Bei Bedrohung kann die Knoblauchkröte ein nach Knoblauch riechendes Sekret ausscheiden. Der Teichmolch (Triturus vulgaris) Der Teichmolch zählt zu den Wassermolchen. Der jahreszeitliche Lebensraumwechsel von Wasser und Land bedingt bei den Tieren eine Veränderung der äußeren Gestalt, sie besitzen sowohl eine Wasser- als auch eine Landtracht. Die Wasserpracht ist deutlich bunter gefärbt. Das Männchen hat während der Paarungszeit einen hohen Hautkamm, vom Nacken bis zum Ende des Körpers, ohne Einbuchtung am Schwanzansatz. Außerdem hat er eine orange gefärbte Bauchseite. Gerne verstecken sie sich zwischen Wasserpflanzen, weshalb sie meist schwer zu sehen sind. Der Donau-Kammmolch (Triturus cristatus dobrogicus) Der Donau-Kammmolch ist dem Teichmolch in seiner Gestalt und seiner Lebensweise sehr ähnlich. Er besitzt jedoch eine dunklere Grundfarbe. Besonders charakteristisch ist der hohe, gezackte Rückenkamm sowie der orange gefärbte Bauch des männlichen Tieres während der Paarungszeit. Im Gegensatz zum Teichmolch ist der Kamm des Donau-Kammmolches am Schwanzansatz deutlich unterbrochen. 120 Johanna Greber, Matthias Mair: Amphibien Didaktik Zur Bedeutung der Freilanddidaktik Exkursionen und Besuche im Freiland gehören zu unserem Bild vom Biologieunterricht, wie das Geodreieck und der Taschenrechner zur Mathematik. Jedoch sind Exkursionen in die Natur nicht nur dazu da, die letzten Schultage nach Notenschluss noch mit Aktivitäten zu füllen, sondern es sind diese ein wichtiger Bestandteil modernen Biologieunterrichts. Erich Eder (2004) formuliert das Ziel moderner Umwelterziehung folgendermaßen: „Sinn und Zweck von Umwelterziehung sollte es sein, ein Verständnis für ökologische Zusammenhänge herzustellen und als daraus resultierendes Fernziel ein verantwortliches Verhalten gegenüber Natur und Umwelt zu bewirken.“ Und wo sollte das besser gehen, als direkt draußen in der Natur, vor Ort? Tatsächlich ist es so, dass von Besuchen im Freiland vermutlich nicht nur haptische Lerner profitieren werden, sondern dass hoffentlich jedem mit eigenen Augen Gesehenes und in eigenen Händen Gehaltenes besser im Gedächtnis bleibt. John Grace (in Barker et. al 2002), der Präsident der British Ecology Society, geht sogar soweit die These aufzustellen, dass bei fast allen BiologInnen und ÖkologInnen das Interesse an der Natur durch Exkursionen und Feldarbeiten während der Schulzeit geweckt worden ist. Darüber hinaus scheint es auch so, als ob wir uns an Dinge, welche wir selber gesehen und selber getan haben, anstatt darüber in einem Schulbuch gelesen zu haben, lebhafter erinnern. Dillon et al. (2006) haben deutliche Hinweise darauf gefunden, dass Freilandarbeit mit SchülerInnen, sofern diese wohl durchdacht, ordentlich geplant, gut ausgeführt und in der Klasse entsprechend aufgearbeitet wird, Lernenden die Möglichkeit bietet, ihr Wissen und ihre Fähigkeiten so zu entwickeln, dass es einen Mehrwert zu den täglichen Erfahrungen im Klassenzimmer darstellt. In Bezug auf die Planung warnen jedoch Ballantyne und Parker (in Dillon, 2006) auch vor der Überstrukturierung der Lernaktivitäten: Das Ausfüllen von Arbeitsblättern, das Anfertigen von Notizen und das Erstellen von Berichten sind bei SchülerInnen tendenziell unbeliebt und tragen darüber hinaus auch nicht besonders viel zu ihrem Lernen in der Natur bei. Nachdem wir bereits viel darüber gelesen und im Studium auch vermehrt darauf hingewiesen worden waren, sollten wir unsere ersten Erfahrungen mit Schulklassen im Freiland im Frühsommer 2011 in Marchegg machen. Die Vorbereitungen Nachdem uns bei der Vergabe der Themen die Amphibien zugelost worden waren, begannen wir uns mit Hilfe der Berichte der vergangenen Jahre und natürlich diverser Fachliteratur ein Bild davon zu machen, was uns in Marchegg erwarten könnte. Wir informierten uns über voraussichtlich vorkommende Arten im Buch „Lurche und Kriechtiere Niederösterreichs“ (Grillitsch et al. 1983) und prüften in den Berichten der vergangenen Jahre nach, ob 121 Johanna Greber, Matthias Mair: Amphibien unsere VorgängerInnen wirklich auch die von uns erwarteten Arten gefunden hatten. Take-home-message: - Zu Vorbesprechung überlegten wir uns ein Konzept, welches auf 30 Minuten ausgelegt war: Nach einer kurzen Einführung in die Thematik, bei welcher ein Bild von einem Frosch und einem Staubknäul am Boden („Lurch“) gezeigt werden sollte, wollten wir den SchülerInnen 15 Minuten Zeit geben, um die von uns gefangenen Tiere zu beobachten und verschiedene, von uns vorbereitete Fragen zu den Tieren zu beantworten. In den anschließenden 10 Minuten hatten wir geplant, die Ergebnisse zu sichern, die Beobachtungen der SchülerInnen zu ergänzen und gegebenenfalls zu erklären. Am Ende wollten wir das Rätsel vom Beginn auflösen und den SchülerInnen eine kleine Belohnung zukommen lassen. Für die Vorbesprechung hatten wir uns auch Lehr- und Lernziele sowie eine „Take-home-message“ überlegt: Lehrziele: - - genaues Beobachten üben kennenlernen der wichtigsten Merkmale von Amphibien Forschendes Lernen: Von den eigenen Beobachtungen auf die Lebensgewohnheiten und den Lebensraum von Amphibien schliessen. Kennen der grundlegenden Unterschiede zwischen Schwanz- und Froschlurchen, sowie Fröschen, Kröten und Unken. - Amphibien sind keine grausligen, glitschigen Tiere, vor denen man sich ekeln muss. Wenn ich ein Tier aufmerksam beobachte und auf Details achtet, kann ich mir ein Bild davon machen, wie und wo das Tier lebt. Da unser Vorhaben prinzipiell als durchführbar angenommen wurde, beschlossen wir es auf diesem Wege zu probieren und fertigten vor der Woche in Marchegg zusätzlich noch laminierte Steckbriefe der zu erwartenden Arten an. Mittwoch: Die erste Schulklasse Nachdem wir äußerst erfolgreich die ersten beiden Tage in Marchegg damit verbracht hatten, unseren Amphibienzoo zu erstellen, kam am dritten Tag die erste Schulklasse zu uns. Es war dies eine 6. Klasse aus einem Wiener Gymnasium. Aufgrund des wechselhaften Wetters hatten wir unsere Station direkt an der Hausmauer, zwischen dem Bahndamm und dam Haus aufgebaut, um bei eventuell auftretendem Regen geschützt zu sein. Leider hatten wir dadurch nicht wirklich viel Platz um unsere Station herum. Für die SchülerInnen, von welchen wir aufgrund ihres Alters annahmen, dass sie doch schon über ein relativ fundiertes 122 Johanna Greber, Matthias Mair: Amphibien biologisches Grundwissen verfügen müssten, hatten wir einen Fragenkatalog ausgearbeitet, welcher aus insgesamt 8 Fragen bestand. Wir hatten diese Fragen auf ein Plakat geschrieben, welches über unserer Station hing. Die Fragen lauteten folgendermaßen: 1. Alle diese Tiere hier sind Lurche. Welche davon gehören deiner Meinung nach zu den Schwanzlurchen, welche zu den Froschlurchen? 2. Die Tiere in einem Terrarium sind für Räuber besonders giftig. Welche, glaubst du, könnten das sein und weshalb glaubst du das? 3. Eine hier gezeigt Art kann besser springen als alle anderen. Welche könnte das sein und warum? 4. Einige dieser Tiere halten sich häufiger als andere im Wasser auf. Welche könnten das sein und weshalb? 5. Betrachte die Färbungen der Tiere. Warum glaubst du, haben sie diese Farben? 6. Manche dieser Tiere sind besser gegen Austrocknung geschützt, als andere. Welche könnten das sein und weshalb? 7. Häufig findet man Frösche an sonnigen Plätzen. Hast du eine Idee weshalb? 8. Eine hier gezeigte Art kann ganz besonders gut klettern. Welche ist das und weshalb glaubst du das? Nach dem Einstig, bei welchem von uns unbemerkt auch gleich der ungefähre Wissensstand der SchülerInnen erhoben wurde, hatten die Jugendlichen Zeit, sich die Tiere in den Aquarien/Terrarien genau anzuschauen und über die Fragen nachzudenken. Wir erklärten ihnen auch den richtigen Umgang mit den Tieren und zeigten ihnen, wie man diese richtig hält. Nachdem die Viertelstunde um war, begannen wir mit der Beantwortung der Fragen. Wir zeigten die Steckbriefe der Tiere, auf welchen auch große Fotos zu sehen waren und versuchten gemeinsam mit den SchülerInnen die Antworten zu erarbeiten, wenn nötig. Zum Abschluss sollte jede Schülerin und jeder Schüler eine Tatsache nennen, die ihm/ihr vor dem Besuch unserer Station nicht bekannt gewesen war, und die er sich in Bezug auf Amphibien merken wollte. Zur Belohnung bekamen dann alle einen Button mit einem Laubfrosch drauf. Wir waren mit dem Ablauf an unserer Station am ersten Tag relativ zufrieden, wenn uns auch der Platzmangel, die Kälte im Schatten des Hauses und die Tatsache, dass wir selber ständig sehr viel reden mussten, nicht so gut gefiel. In der abschließenden Feedbackrunde wurden wir noch einmal darauf hingewiesen, dass die Lage unserer Station nicht besonders geschickt gewählt war, und dass wir den SchülerInnen mehr Freiraum lassen sollten. Außerdem wurden wir noch auf kleinere inhaltlichen Fehler aufmerksam gemacht. 123 Johanna Greber, Matthias Mair: Amphibien Donnerstag: Die zweite Schulklasse Am zweiten Tag besuchte uns eine dritte Klasse aus Wiener Neustadt. Da wir uns die Verbesserungsvorschläge vom Vortag zu Herzen genommen hatten, stellten wir unsere Station am zweiten Tag bei strahlendem Sonnenschein hinter der biologischen Station in der Nähe des Tümpels auf. Dies hatte den großen Vorteil, dass wir rundherum Sitzmöglichkeiten aufstellen konnten und sich die SchülerInnen hinsetzen konnten. Auch hatten wir uns den Ablauf des Programms anders überlegt. Am heutigen Tag begannen wir mit der Einführung ins Thema bereits auf dem Weg zu unserer Station. Wir blieben kurz stehen, blicken zum Teich hinunter und fragten die SchülerInnen, was sie hier denn für Tiere erwarten würden und was sie bereits über diese wissen. Jeder Schüler und jede Schülerin bekam daraufhin von uns einen kleinen Zettel, auf dem ein Symbol gezeichnet war. Dieselben Symbole fanden sich auch auf den Terrarien/Aquarien. Jeder setzte sich dann zu seinem Forschungsobjekt und hatte eine Minute Zeit, sich die darin enthaltenen Tiere anzuschauen oder gegebenenfalls zuerst zu suchen. Die SchülerInnen versuchten dann auch, den Tieren vor ihnen einen Namen zu geben. Wir erklärten sodann den richtigen Umgang mit den Tieren und baten die SchülerInnen darum, sich beim Herausholen der Tiere von uns helfen zu lassen. Wir verteilten danach auch gleich Zettel mit Fragen, welche dasselbe Symbol aufwiesen, wie auch die Terrarien/Aquarien. Für jeden gab es insgesamt zwei Fragen zu den in seinem/ihrem Terrarium/Aquarium lebenden Tieren zu beantworten, welche durch genaues Beobachten und überlegen gelöst werden konnten. Diese Fragen lauteten: Von der Kaulquappe zum Frosch: - Welche Veränderungen sind nötig, dass aus einer Kaulquappe ein Frosch oder eine Kröte werden kann? - Beschreibe die Kaulquappe und den Frosch! Kröte: - Beschreibe das Aussehen und Verhalten der Kröten! - Was sind die auffallendsten Unterschiede zwischen Kröten und Fröschen? Der Wasserfrosch: - Schau dir den Wasserfrosch genau an! Was deutet darauf hin, dass er im Wasser lebt? - Beobachte die Färbung des Wasserfrosches! Weshalb könnte er genau so gefärbt sein? Die Unke: - Beobachte die Unken! Wie sehen sie aus, woran kann man sie erkennen? - Wie ist die Unke gefärbt? Was könnte der Grund sein? 124 Johanna Greber, Matthias Mair: Amphibien Der Laubfrosch: - Beobachte den Laubfrosch genau! Kannst du dir vorstellen, wo er lebt und weshalb? - Wie könnte ein Laubfrosch atmen? Warum glaubst du das? Durch das Aufteilen der Fragen auf verschiedene SchülerInnen hatten diese auch mehr Zeit, sich intensiv mit den Tieren auseinanderzusetzen und sich diese genau anzuschauen. Wir warteten bewusst in einigen Metern Entfernung von der Station, um gar nicht erst in Versuchung zu kommen, zu viel zu reden. Auch hatten wir beschlossen, auf den Einstieg vom Vortag, mit den Gemeinsamkeiten vom Lurch (Frosch) und dem Lurch (Staubknäul), nämlich der Herkunft des Namens aus dem Althochdeutschen („sich am Boden herum winden“), zu verzichten. Als Fazit lässt sich festhalten, dass der zweite Tag doch viel entspannter für uns und vermutlich auch für die SchülerInnen abgelaufen ist. Was wir auf jeden Fall gelernt haben ist die enorme Geschwindigkeit, in der 30 Minuten vorbei sein können. Nachdem wir uns anfangs sogar überlegt hatten, die SchülerInnen selber auf Amphibienjagd gehen zu lassen, war uns nach der ersten Gruppe bereist klar, dass dafür zu wenig Zeit vorhanden ist. Eines unserer Lehrziele, nämlich das Schließen vom Tier auf den Lebensraum, konnten wir vermutlich nicht vollständig erfüllen, wir waren mit dem Ablauf an der Station am zweiten Tag jedoch sehr zufrieden und glauben, dass die SchülerInnen doch auch so auf ihre Kosten gekommen sind. In Bezug auf die Arbeit im Freien haben wir gelernt, dass es extrem wichtig aber für LehrerInnen auch schwierig ist, sich bewusst herauszunehmen und die SchülerInnen selber arbeiten zu lassen. Auch ist es hilfreich, das Programm knapp zu halten und die SchülerInnen in kurzer Zeit nicht zu viel zu fordern – Mut zur Lücke! Nachdem die SchülerInnen 15 Minuten Zeit gehabt hatten, kamen wir wieder zu ihnen an die Station zurück. Nun hatte jeder ein wenig zeit, um sein untersuchtes Tier als Experte oder Expertin vorzustellen und seine Beobachtungen zu schildern. Dazu holten wir die Tiere auch aus den Terrarien und ein jeder der dies wollte, durfte einen Frosch oder eine Kröte halten. 125 Johanna Greber, Matthias Mair: Amphibien Literatur Barker, S., D. Slingsby, et al. (2002). Teaching biology outside the classroom - Is it heading for extinction? Focus group meeting, Malham Tarn Field Study Centre, North Yorkshire, British Ecologcical Society. Campbell, N. A. und J. B. Reecr (2006). Biologie. München, Pearson Studium. Coborn, J. (1996). Das große Buch der Amphibien. Ruhmannsfelden, BedeVerlag. Dillon, J., M. Rickinson, et al. (2006). "The value of outdoor learning: evidence from research in the UK and elsewhere." School Science Review 87(320): 107 - 111. Eder, E. (2004). "Naturwissenschaften im Out? - Umwelterziehung und Naturerfahrung zwischen Aufklärung und Esoterik." Naturbeziehungen - Von Biotopen und Psychotopen, Österreichischer Alpenverein. Engelhardt, W. (1996). Was lebt in Tümpel, Bach und Weiher? Pflanzen und Tiere unserer Gewässer. Stuttgart, Franckh-Kosmos VerlagsGmbH & Co. Grillitsch, B., H. Grillitsch, et al. (1983). Lurche und Kriechtiere Niederösterreichs. Wien, Facultas-Verlag GmbH. Hofrichter, R. (1998). Amphibien - Evolution, Anatomie, Physiologie, Ökologie und Verbreitung, Verhalten, Bedrohung und Gefährdung. Augsburg, Naturbuch Verlag. Nöllert, A. und C. Nöllert (1992). Die Amphibien Europas. Stuttgart, Franckh-Kosmos Verlags GmbH & Co. Umweltbundesamt (1999). Fließende Grenzen. Lebensraum March-Thaya-Auen. Wien, Umweltbundesamt. 126 Marion Lehner & Carina Gaster Reptilien Reptilien von Marion Lehner & Carina Gaster Fachliches Allgemein Die Klasse der Reptilien zeichnet sich durch mehrere Anpassungen an das Leben an Land aus, welche man bei Amphibien im Allgemeinen nicht findet. Die Haut eines Reptils ist von Schuppen und Schildern bedeckt. Diese Schuppen sind wasserdicht und tragen somit dazu bei, selbst bei geringer Luftfeuchtigkeit ein Austrocknen zu verhindern. Weil sie nicht über ihre trockene Haut atmen können, erlangen die meisten Reptilien ihren gesamten Sauerstoff über die Lunge. Die meisten Reptilien legen beschalte, amniotische Eier an Land ab, jedoch gibt es auch einige Schlangen- und Echsenarten, die vivipar sind, wie zum Beispiel die in Marchegg vorkommende Schlingnatter oder auch die Blindschleiche. Gelegentlich werden Reptilien als Kaltblüter bezeichnet, weil sie ihre Körpertemperatur nicht mithilfe ihres Stoffwechsels regulieren können. Dies kompensieren sie jedoch durch spezielle Verhaltensanpassungen. Zahlreiche Echsenarten können beispielsweise ihre innere Temperatur einstellen, indem sie ausgiebige Sonnenbäder nehmen, wenn die Luft kühl ist, und Schatten aufsuchen, wenn die Luft zu warm wird. Weil Reptilien Wärme in erster Linie von außen aufnehmen, statt selbst viel davon zu erzeugen, bezeichnet man sie als ektotherm, was ein besser passender Begriff als „kaltblütig“ ist. Durch Aufwärmen an der Sonne statt durch Oxidation von Nährstoffen im Stoffwechsel kann ein Reptil mit weniger als zehn Prozent der Kalorien überleben, die ein Säugetier entsprechender Größe braucht. (Campbell & Reese, 2006, S. 832 f) Laut Campbell (2006, S. 834) gibt es ungefähr 6500 rezente Reptilienarten. Diese können in vier Gruppen eingeteilt werden: Schildkröten (Testudines), Brückenechsen (Sphenodontia), Schuppenkriechtiere (Squamata) und Krokodile (Crocodylia). Mit Ausnahme der leider schon sehr selten gewordenen europäischen Sumpfschildkröte (Emys orbicularis), welche hier auch nicht näher beschrieben wird, gehören alle in Marchegg lebenden Reptilienarten der Ordnung Squamata an. Die Echsen sind die bei weitem zahlreichste und vielfältigste heute lebende Reptiliengruppe. Die meisten von ihnen sind relativ klein, was womöglich auch ein Grund dafür ist, dass sie die kritische Phase in der Kreidezeit überlebten, indem sie ihre Gelege verbargen und 127 Marion Lehner & Carina Gaster Reptilien ihre Aktivität während kalter Perioden zurückschraubten. Schlangen sind offenbar Abkömmlinge von grabenden Echsen. Heute leben die meisten Schlangen oberirdisch, behielten jedoch den gliedmaßenlosen Körper bei. Schlangen sind Fleischfresser; zum Fang ihrer Beute weisen sie eine Reihe von Spezialisierungen auf. Sie besitzen scharfe, chemische Sinnesorgane, und obgleich ihnen Trommelfelle fehlen, sind sie sehr empfindlich für Erschütterungen des Untergrunds, durch die sie Bewegungen ihrer Beutetiere wahrnehmen. Giftschlangen injizieren ihr in abgewandelten Speicheldrüsen produziertes Gift über zwei spitze, hohle oder mit einer Furche versehene Giftzähne. Die ständig vorschnellende Zunge ist nicht giftig; das Züngeln fächelt Duftmoleküle zu den Riechorganen am Gaumen der Schlange. Locker gelenkig verbundene Kiefer ermöglichen den meisten Schlangen, Beutetiere zu verschlingen, die größer sind als ihr eigener Durchmesser. (vgl. Campbell & Reese, 2006, S. 832 f) Im Folgenden werden alle 5 Arten der in in Marchegg gefundenen Reptilien kurz vorgestellt und beschrieben: (Die Schlingnatter und die europäische Sumpfschildkröte wurden nicht vorgefunden, deshalb wird hier auf diese nicht näher eingegangen.) Blindschleiche – Anguis fragilis Die Blindschleiche kann bis zu 40-50cm lang werden und ist, wie viele Menschen fälschlicherweise glauben keine Schlange sondern eine beinlose Echse. Dies ist auch daran erkennbar, dass ihre Augenlider, im Gegensatz zu den Augenlidern von Schlangen getrennt und frei beweglich sind. Weiters kann der Schwanz, wie bei Eidechsen abgeworfen werden und der Kopf ist nicht wie bei vielen Schlangen vom Körper abgesetzt. Auch ist die Fortbewegung bei Blindschleichen etwas steifer und weniger agil als dies bei Schlangen der Fall ist. Der Name „Blindschleiche“ hat nichts mit dem Sehvermögen zu tun, sondern leitet sich vom althochdeutschen Wort „Plintslicho“ ab, was in etwa „blendender Schleicher“ bedeutet und sofort klar wird, wenn man eine Blindschleiche in der Sonne betrachtet, da sie einen schimmernden Glanz aufweist. Jungtiere weisen eine sehr einheitliche Färbung auf, sie haben eine silbrig graue Oberseite, einen schwarzen Bauch und dunkle Flanken. Adulte 128 Marion Lehner & Carina Gaster Reptilien Zauneidechse – Lacerta agilis Abbildung 1: männliche Blinschleiche (http://www.herpetofauna.at) Tiere hingegen haben eine braun bis kupferfarbene Oberfläche und weisen manchmal noch einen dunklen Aalstrich auf. Oft haben Weibchen eine dünklere Bauch- und Flankenfärbung als Männchen. Blindschleichen sind nahezu in ganz Österreich bis zu einer Höhe von etwa 2000m anzutreffen und bewohnen fast alle Lebensräume, sofern diese ausreichend Deckung bieten. Zu ihrer Hauptnahrungsquelle zählen kleine Nacktschnecken und Würmer. Auch wenn die Blindschleiche noch nicht zu den bedrohten Reptilienarten in Österreich zählt, erfährt sie jährlich erhebliche Verluste durch die intensive Forst- und Landwirtschaft (Mähwerkzeuge) , aber auch durch Biotopzerstörung. Abbildung 2: Zauneidechsen-Männchen Die Zauneidechse ist die in Österreich am häufigsten und weitesten verbreitete Eidechsenart. Sie ist praktisch in ganz Österreich anzutreffen mit Ausnahme der hochalpinen Gebiete. Ihr Körper ist kräftig gebaut und wirkt etwas plump, der Kopf ist kurz und rundschnäuzig. Diese Art hat relativ kurze Beine und kann etwa bis zu 20 cm lang werden. Außerdem kann bei der Zauneidechse ein Sexualdimorphismus beobachtet werden. Adulte Männchen weisen 129 Marion Lehner & Carina Gaster besonders zur Paarungszeit eine auffällige grüne Färbung auf. Auf der Rückenmitte und dem Schwanz sind sie bräunlich gefärbt mit dunklen Flecken, hellen Längsstreifen und Augenpunkten. Die Bauchseite ist ebenfalls grün und die Beine sind bräunlich. Die Weibchen weisen zwar auch eine kontrastreiche Zeichnung auf, jedoch ist ihr Körper gelbbraun oder braun gefärbt und ihre Bauchseite cremeweiß oder gelb. Die Zauneidechse ist vorwiegend in offenen, reichhaltig strukturierten Gegenden anzutreffen. Das Vorhandensein vegetationsfreier, offener Stellen ist für die Eiablage unerlässlich. Zu ihrer Nahrung zählen vorwiegend Arthropoden, aber auch Wespen, Bienen, Ameisen und Feuerwanzen. Feinde sind vor allem Greif- und Rabenvögel, aber auch die in Marchegg vorkommende Schlingnatter. Bei Gefahr werfen sie, wie alle Eidechsenarten ihren Schwanz an einer „Sollbruchstelle“ ab, um den Gegner abzulenken und schnell die Flucht ergreifen zu können. Obwohl die Zauneidechse sehr häufig vorkommt, wird sie dennoch durch die rasche Biotopzerstörung, streunende Hauskatzen und Pestizide bedroht. Ringelnatter – Natrix tesselata Die Ringelnatter ist die am weitesten verbreitete Schlangenart in Österreich und kann in Gebieten bis zu 1900m Höhe gefunden werden. Sie hat einen kräftig gebauten Körper und kann bis zu 140cm lang werden, wobei die Ringelnatter-Weibchen in der Regel größer und auch massiger sind. Ihre Körperschuppen sind stark gekielt und ihre Färbung variiert von hellgrau bis dunkelbraun. Auch wurden schon völlig schwarze (melanistische) Exemplare beobachtet. Die Unterseite ist weiß gefärbt und weist eine schwarze schachbrettmusterförmige Fleckenzeichnung auf. Charakteristisch ist Reptilien ein gelblichweiß bis orangefarbener Halbmondfleck seitlich am Kopf, welcher am Hinterende durch einen breiten schwarzen Fleck begrenzt wird. Ringelnattern sind ausgezeichnete Schwimmer, jedoch nicht so ans Wasser gebunden, wie beispielsweise Würfelnattern. Sie beißen nur in seltenen Fällen, und gelegentlich kommt es zu einem sogenannten „Totstellreflex“. Bei dieser Abwehrreaktion erschlafft das Tier, öffnet sein Maul und lässt die Zunge raushängen. Oftmals scheiden Ringelnattern zur Verteidigung auch ein übelriechendes, milchig weißes Analsekret aus. Ihr Lebensraum sind vorwiegend größere, reich strukturierte Feuchtgebiete, wie Teiche, Seen, Sümpfe, Flüsse, etc. wo sie ihre bevorzugte Beute, wie etwa Wasserfrösche, Kaulquappen und ab und zu sogar Unken jagen. Durch großflächige Zerstörung von Feuchtgebieten und der Lebensräume ihrer Beute ist auch diese Schlangenart gefährdet. Würfelnatter – Natrix tesselata Würfelnattern können eine Länge bis zu 120 cm erreichen. Sie ist häufiger anzutreffen in größeren Flusslandschaften in klimatisch begünstigten Gebieten in den südlich- und östlichen Bundesländern Österreichs. Ihr Körperbau ähnelt dem einer Ringelnatter, jedoch haben Würfelnattern nach oben gerichtete Augen und Nasenöffnungen. Ihre Körperschuppen sind ebenfalls stark gekielt. Ihre Körperfarbe ist grau bis braun mit einer charakteristischen Würfelzeichnung, die ab und an zu Flecken oder Längsstreifen verschmelzen können. Von allen einheimischen Schlangenarten ist die Würfelnatter am stärksten an aquatische Lebensräume gebunden. Dies und die Abhängigkeit von wärmebegünstigten Lagen bewirken, dass die Würfelnatter mittlerweile zu den am meisten gefährdeten 130 Marion Lehner & Carina Gaster Reptilien in Österreich zählt. Bei Gefahr flüchten die Schlangen stets ins Wasser, wo sie auch mehrere Stunden verbleiben können. Ab und zu können Würfelnattern auch in einiger Entfernung von ihren Gewässern angetroffen werden. Bei diesen Exemplaren handelt es sich jedoch meistens um Weibchen, welche Eiablageplätze aufsuchen sowie Tiere in der Nähe von Winterquartieren. Sie können, genauso wie die Ringelnatter ein übelriechendes Analsekret ausscheiden, und gelegentlich kann es sogar zu einem „Totstellreflex“ kommen. Zu ihrer Nahrung zählen hauptsächlich Fische, nur gelegentlich werden auch Amphibien und deren Larven gefressen. Reptilien anzutreffen. Sie sind sehr gute Kletterer und flüchten bei Gefahr gerne auf Bäume. Zu ihrer Nahrung zählen vorwiegend Mäuse, Ratten, Maulwürfe, Vogeleier und Eidechsen. Die Beute wird sofort erdrosselt und verschlungen. Gefährdung erfährt diese Art meistens nur durch den Menschen, der ihre Lebensräume durch Aufforstung, Intensivierung der Land- und Forstwirtschaft, etc. dezimiert. Äskulapnatter – Zamenis longissimus Die Äskulapnatter ist die größte Schlangenart in ganz Mitteleuropa und kann Längen bis zu zwei Metern erreichen, ist jedoch meistens unter 1,50m lang. Die Grundfarbe der Körperoberseite ist meist einfärbig gelbbraun, olivfarben bis schwarzbraun, die Bauchseite ist blassgelb. Im Gegensatz zur Ringelnatter hat diese Art glatte Körperschuppen und breite Bauchschilder, welche bis auf die Flanken reichen. Oft haben viele Rückenschuppen eine schmale weiße Umrandung. Der Kopf ist schmal und klein und besitzt eine abgerundete Schnauze. Die Jungtiere haben eine deutlich andere fleckige Zeichnung, ein dunkles Schläfenband und je einen hellgelben Fleck hinter diesem Band, welcher dazu beiträgt, dass juvenile Äskulapnattern oft mit Ringelnattern verwechselt werden. In Österreich kommt diese Art im zentralen und östlichen Teil des Landes und nördlich und südlich der Alpen vor. Als Lebensraum dienen häufig gut strukturierte Habitate und sie sind auch häufig an Grenzlinien zwischen offenen und bewachsenen Bereichen Abbildung 4: Äskulapnatter (http://www.herpetofauna.at) 131 Marion Lehner & Carina Gaster Reptilien Didaktik Didaktische Zielsetzungen Bei unserer ersten Konzeptbesprechung überlegten wir uns, welche Ziele wir mit unserer Station in Marchegg eigentlich verfolgen wollen. Was soll im Enddefekt bei den Schülerinnen und Schülern hängen bleiben? Die Einarbeitung in das Thema zeigte uns sehr schnell auffallende Daten und Fakten über den Bestand und die Gefährdung von Reptilien in Österreich, wobei die Gefährdung bei vielen Arten droht, oder sie bereits gefährdet, stark gefährdet oder sogar vom Aussterben bedroht sind, wie die Europäische Sumpfschildkröte (Emys orbicularis). Die Hauptursachen für diese Bedrohung sind Lebensraum- und Strukturverlust in der Landschaft, die moderne Land- und Forstwirtschaft (z. B. Schadstoff- und Düngereintrag, Aufforstungen) und Siedlungstätigkeit. Den Punkt den wir bei unserer Station in Marchegg aufzeigen wollten, ist die anthropogene Bedrohung. Da viele Menschen Angst vor Schlagen haben, fühlen sie sich unwohl in deren Gegenwart. Der Grund dafür ist unter anderem, die mangelnde Kenntnis über die Arten und das Verhalten der Schlagen, sowie der richtige Umgang bei der Begegnung mit einer Schlage. Der erste Impuls eines Menschen beim Sichten einer Schlange ist oftmals, die wahrgenommene Bedrohung zu eliminieren, und dies passiert viel zu oft dadurch, dass man die Schlange tötet indem man diese erschlägt, oder sogar köpft. 132 Marion Lehner & Carina Gaster Unsere erste Zielsetzung für die Station in Marchegg lautete somit: • • • Die Schüler und Schülerinnen sollen die Angst, die Scheu und den Ekel vor den Schlangen verlieren, und somit Reptilien mit „anderen Augen“ sehen. Bewusst machen der SchülerInnen, dass Schlangen keine Bedrohung für den Menschen sind, wobei die untersuchten Arten in Marchegg alle ungiftig sind. Wie verhält man sich richtig, wenn man eine Schlange in freier Wildbahn, wie zum Beispiel beim Wandern, antrifft? In diesem Zusammenhang wollten wir die Verhaltensweisen der Reptilien erläutern, wie z. B. dass Schlagen nicht angriffslustig sind, sondern sich nur verteidigen, wenn sie sich bedroht fühlen. Für diese Verteidigung haben die Schlagen verschiedene Mechanismen entwickelt – die Äskulapnatter beißt zu, die Ringelnatter hingegen scheidet ein extrem stinkendes Analsekret aus. Grundsätzlich haben wir uns überlegt, den Aufbau und die Vermittlung der Theorie der Reptilien nur auf den wesentlichen Merkmalen der gefundenen Tiere zu beschränken, d.h. alles Sichtbare, wie Schuppen, Beine bzw. keine Beine, Krallen, Zunge, Augen, … zu beobachten und zu vergleichen, und somit die Charkateristika jeder Art herauszuarbeiten, und auch die Ähnlichkeiten z. B. von Blindschleichen und Eidechsen. Es sollten auch die Fragen über die Herkunft der Namen wie Blindschleiche,... geklärt werden. Reptilien Um diese Zielsetzung nun auch erreichen zu können, wollten wir verschiedene didaktische Methoden ausprobieren: • Wesentliches Augenmerk sollte auf das Berühren, Streicheln, Ansehen, Untersuchen (z. B. mit Lupe),... gelegt werden • Verschiedene Verhaltensweisen und Charakteristika anhand der gefundenen Exemplare zeigen: ◦ verschiedene Fortbewegungen der Schlangen bzw. der Vergleich zwischen einer Schlange und einer Blindschleiche ◦ Wie schwimmt eine Schlange? Anpassung der Schuppen ◦ Wie kann man Schlangen / Eidechsen einfangen und damit verbunden der richtige UMGANG mit Reptilien. Wie hält man diese Tiere in der Hand? ◦ VERHALTEN beim Antreffen einer Schlange in freier Wildbahn ◦ Unterschied Männchen – Weibchen, vor allem bei den Zauneidechsen → Wie kann man es erkennen, und damit verbunden die Themen Fitness und Selektion – altersgerecht! → immer angepasst an die jeweiligen Tiere die gefunden wurden und vor allem altersgerecht d. h. für 10 bis 12-Jährige Es sollte permanent um das Tier selbst gehen – wie lebt es, wie kriecht es, was frisst es, wie fühlt es sich an, welche Rolle spielt die Färbung,... 133 Marion Lehner & Carina Gaster Natürlich wollten wir nicht nur das Berühren und den Abbau der Angst bei den SchülerInnen fördern, sondern es sollten auch wesentliche biologische und evolutionäre Grundlagen anhand der gefundenen Arten erläutert bzw. erarbeitet werden, und ebenso die Lebensräume dieser Reptilien aufgezeigt werden. Somit haben wir weitere Zielsetzungen für die Durchführung unseres Konzept herausgefiltert: • • • Zauneidechse – Blindschleiche – Schlangen – die gefundenen und untersuchten Arten erkennen und evtl. auch benennen können die Lebensräume der gefundenen und untersuchten Arten kennenlernen grundlegende biologische Eckdaten über Reptilien erfahren wie z. B. Was bedeutet die Bezeichnung: Reptilien sind wechselwarme Tiere? Reptilien wobei wir uns angangs selbst sehr überwinden mussten, die Schlagen einfach so anzugreifen. Es stellte sich heraus, dass es gar nicht so einfach war diese Tiere aufzuspüren, wobei wir die potentiellen Aufenthaltsorte eigentlich kannten. Beim Haus waren eigens für die Schlagen und Blindschleichen schwarze Matten ausgelegt worden, unter denen sich die Tiere verstärkt aufhalten um sich aufzuwärmen. Am ersten Tag fingen wir bereits zwei Blindschleichen und eine Würfelnatter unter den Planen, die wir in vorbereitete Terrarien einquartierten. Leider ist uns die Würfelnatter aufgrund eines Zusammenspiels von menschlichem Irrtum und technischem Gerätefehler am ersten Tag gleich wieder entwischt. Am nächsten Tag fanden wir weitere Blindschleichen, eine etwas Vorbereiten der Station Wir hatten das Glück, dass die Woche zuvor bereits eine Gruppe von Studentinnen und Studenten in Marchegg waren, und für die Station Reptilien bereits ein Zelt gleich neben dem Haus aufgebaut war. Wir fanden diesen Standort ebenfalls sehr gut, und übernahmen die Lage der Station gleich von der Vorgruppe. Die ersten beiden Tage in Marchegg haben wir durchgehend mit dem Suchen und Fangen von den Schlagen und Blindschleichen verbracht, 134 Marion Lehner & Carina Gaster kleinere Ringelnatter und eine große Äskulapnatter. Diese war 1,35 Meter lang und befand sich auf dem Dachboden des Hauses. Äskulapnattern sind sehr ortstreue Schlagen, und wie wir erfahren haben, hatte auch die Reptiliengruppe zuvor die selbe Schlage gefangen, und für ihre Station verwendet. Festlegung des Ablaufs Einstieg: • • Begrüßung der SchülerInnen und kurzes Vorstellen der Station Wissenstand der SchülerInnen erheben Praktische Durchführung: • • Suche von Reptilien und währenddessen erläutern der wichtigsten allgemeinen Theorie Rückkehr zur Station und vorstellen der einzelnen Arten in folgender Reihenfolge: Eidechse, Blindschleiche, Würfelnatter, Ringelnatter, Äskulapnatter Die Eidechse haben wir als Einstieg gewählt, weil wir vermuteten, dass sich die SchülerInnen von den Eidechsen am wenigsten fürchten würden, und bei diesen ihre Scheu vor der Berührung vielleicht am ehesten überwinden könnten. Wir hatten hier auch Reptilien einige sehr kleine Exemplare was dies zusätzlich unterstützen sollte. Als nächstes wollten wir die Blindschleiche „begreifen“. Der Vergleich von Eidechse und Blindschleiche bzw. die Verwandtschaft von diesen beiden Arten, war sehr gut anhand der abgeworfenen Schwänze zu sehen, da von beiden Arten bereits Tiere ohne Schwanz gefunden wurden. Zwischendurch machten wir eine Wiederholungsrunde, um sich nochmals an alle bis zu diesem Zeitpunkt gesammelten, und erarbeiteten Daten und Fakten zu erinnern. Als nächstes entschieden wir uns für die Würfelnatter, da diese laut den Lehrenden bei dieser Lehrveranstaltung noch nie jemanden gebissen hatte und auch recht klein war. Es folgte die Ringelnatter, wobei wir hier ein Exemplar hatten, dass kurz vor der Häutung stand, und wir bei dieser genau auf dieses Thema eingehen wollten. Zum Verdeutlichen hatten wir bereits einige Schlangenhäute vorbereitet. Für den Abschluss hoben wir uns die Äskulapnatter auf, da wir von dieser Art auch das größte Exemplar gefunden hatten. Wobei wir mit einem kleineren Tier beginnen, und mit der größten abschließen wollten. Diese hatten wir auch in einem abgedeckten Terrarium, denn sie sollte am Schluss noch das krönende Highlight sein. 135 Marion Lehner & Carina Gaster Durchführung Als die SchülerInnen zu unserer Station gekommen sind hatten wir den Vorteil, dass sich die Schlagen und Echsen meist versteckt gehalten haben, und somit die SchülerInnen oft gar nicht bemerkten, dass in den Terrarien bereits Tiere waren. Den Käfig mit der sehr großen Äskulapnatter haben wir abgedeckt, um die Aufmerksamkeit nicht gleich auf diese zu lenken – vor allem präsentierte sich diese auch meist gut sichtbar in dem Terrarium. Wir begrüßten die SchülerInnen und versuchten gleich herauszufinden, was sie schon über Reptilien wissen bzw. ob diese überhaupt wissen was Reptilien sind. Die Gruppen waren durchwegs sehr gut informiert, fast alle wussten welche Tiere zu den Reptilien gehören, von Schlagen bis zu den Krokodilen wurde alles aufgezählt, es waren nur sehr wenige Aufzählungen dabei, die anderen Klassen zugeordnet werden. Als nächstes sagten wir den SchülerInnen, dass wir jetzt mit ihnen Schlangen suchen und fangen gehen wollen. Plötzlich waren alle sehr aufgeregt, und man merkte die aufflammende Begeisterung. Es kam zu Äußerungen wie: Ich greif aber keine an! Cool! usw. Wir gingen auch sofort los. Die Zeit für das Suchen der Reptilien verwendeten wir um den SchülerInnen die ersten theoretischen Grundlagen zu vermitteln, da es unwahrscheinlich war, wirklich auch Reptilien zu finden. Wir gingen mit ihnen auf den kleinen Weg hinter dem Haus entlang und erklärten ihnen, worauf man achten muss, wenn man Reptilien bzw. Schlagen sucht. Wir wollten die SchülerInnen sensibilisieren für die Natur und die Reptilien Tiere die dort leben, indem wir ihnen erklärten, dass es wichtig ist leise zu sein, und auch „leise“ zu gehen bzw. behutsam auf den Boden aufzutreten, da Schlagen Erschütterungen des Erdreiches sehr schnell wahrnehmen können, und sich dann verkriechen. Bei dieser Suche sprachen wir über die Lebensweise der Schlangen, das die Schlagen in Marchegg alle ungiftig sind, den Begriff „wechselwarm“, was dies für die Tiere bedeutet und auch für unsere Suche – wo werden sich die Schlagen somit aufhalten, über die Angst der Menschen und damit verbunden das Töten der Schlagen, … Die SchülerInnen waren alle mit Begeisterung dabei. Durch mehrmaliges Erwähnen, dass wir leise sprechen müssen und behutsam gehen, bekam diese Suche einen sehr geheimnisvollen und spielerischen Charakter. Beim Zurückgehen zur Station haben wir den SchülerInnen die „Schlagen-Aufwärmzonen“ gezeigt, und sie diese auch anfassen lassen. Es war ihnen bereits bewusst, warum die Schlagen evtl. hier unter dieser Plane liegen könnten. Die erste Plane wurde von uns hochgehoben, die anderen von SchülerInnen. Auch hier schafften wir es die Spannung sehr gut aufzubauen, mit einem sehr behutsamen Hinsteigen, langsamen Hingreifen und dann schnellem Hochheben. Die SchülerInnen standen nah an der Plane und schauten alle gebannt, ob sich etwas unter der Plane bewegt. Als wir nichts gefunden haben, waren sie anfangs etwas enttäuscht. Wir erzählten ihnen dann, dass wir schon zwei Tage hier sind und für sie schon mehrmals auf der Suche waren, und dabei auch Schlagen gefunden haben. Zurück bei der Station nahmen wir gleich die Eidechsen heraus. Es wurde geschaut, gefragt, angefasst, herumgetragen, diskutiert,... Wir zeigten den SchülerInnen ganz genau, wie sie die 136 Marion Lehner & Carina Gaster Tiere am besten halten können, ohne diese zu zerquetschen bzw. ihnen weh zu tun. Bei den Eidechsen wiesen wir auf die unterschiedliche Färbung von Männchen und Weibchen hin, und erklärten spielerisch die Bedeutung dieses Sexualdimorphismus. Es kam gleich eine Frage zum abgeworfenen Schwanz der Eidechse, hier sagten wir ihnen, dass es ein Ablenkungsmanöver der Eidechse ist, und sie bei einem Angriff entkommen, und somit überleben kann. Die Überleitung zu den Blindschleichen war dadurch sehr fließend, denn auch hier hatten wir ein Exemplar mit abgeworfenem Schwanz. Durch das Vergleichen und genaue Betrachten war den SchülerInnen sehr schnell klar, dass die Blindschleiche extrem viel Ähnlichkeiten mit einer Eidechse hat. Als wir ihnen dann von der Blindschleiche nur den Kopf zeigten, und den Körper mit den Händen verdeckten, kamen die Äußerungen, dass der Kopf wie der von der Eidechse aussieht, und dadurch war die enge Verwandtschaft dieser beiden Arten für die SchülerInnen ganz deutlich erkennbar. Bei der Blindschleiche war auch noch die Frage zu klären, warum man diese so nannte. Natürlich kam von den SchülerInnen, weil sie blind ist. Darauf folgte die Erklärung des Namens („Plintslicho“ – übersetzt „blendende Schleiche“) und auch das Ansehen der Blindschleiche in der Sonne. Reptilien Gruppe sehr mutige SchülerInnen die sie gleich anfassten. Einige Kinder hatten immer noch die Eidechsen und Blindschleichen in der Hand, andere beschäftigten sich bereits mit der Würfelnatter. Wir nahmen dann auch gleich eine Ringelnatter aus dem Terrarium, wobei wir uns für die kleinere entschieden. Die größere wirkte etwas angsteinflößend auf die Kinder, da sie sehr aktiv war, und auch zu fauchen begann. Wir zeigten ihnen lediglich die getrübten Augen dieser Ringelnatter und erwähnten, dass sie sich bald Häuten wird. Bei dieser Gelegenheit zeigten wir auch die Schlangenhäute her, die dann von den Schülern betrachtet wurden. Es folgte das Vergleichen der Schlangen und Blindschleichen, das Wiederholungsrunde – Was wissen wir bereits alles? Die SchülerInnen haben sich wirklich sehr viel gemerkt, und gemeinsam nochmals alle Informationen gesammelt. Das nächste Exemplar war die Würfelnatter, und somit die erste Schlange, die sie angreifen konnten. Einige sahen sich die Schlange vorerst einmal von der ferne an, aber es gab in jeder 137 Marion Lehner & Carina Gaster Ansehen der Schuppen, der Färbung und des Musters am Bauch,... Hin und wieder ist eine Blindschleiche oder Eidechse auf den Boden gefallen, da sie sich sehr heftig in der Hand der SchülerInnen bewegten, und diese dann doch etwas erschreckten. Hier konnten wir dann das Einfangen der Tiere vom Boden demonstrieren. Auch die Äskulapnatter nahmen wir heraus, und zeigten die Schuppen an der Bauchseite her. Jede Schülerin und jeder Schüler bei unserer Station hatte eine Schlage bzw. Echse zumindest einmal gehalten, wobei die meisten Kinder permanent die Tiere herumtrugen und bewunderten. Das Highlight kam am Schluss – unsere riesige Äskulapnatter. Anfangs waren die SchülerInnen etwas skeptisch, dies legte sich jedoch gleich wieder. Wir versuchten die SchülerInnen zu motivieren den Körper dieser großen Schlange zu halten, wobei wir den Kopf hielten, und immer darauf achteten, dass sich der Kopf der Schlange nicht in unmittelbarer Nähe der Kinder befand. Nach einer kurzen „Aufwärmphase“ wurde auch diese Schlage herumgetragen, untersucht und um den Hals gewickelt um Fotos zu machen. Meiner Meinung nach hatte unser Konzept keine Lücken, und musste auch nicht verbessert bzw. adaptiert werden. Die gefundenen Arten wurden besprochen und untersucht. Ich glaube, den SchülerInnen wurde ein durchwegs positiver Zugang zu Reptilien, vor allem den Schlagen, vermittelt. Unsere zuvor festgelegten Lernziele haben wir sicher zum Großteil erreicht, wobei dies durch folgende Äußerungen von SchülerInnen untermauert wurde: Reptilien Warum bringen den Menschen Schlagen um, die sind doch eh so lieb! Schlagen sind ab jetzt meine Lieblingstiere! Ich werde mir jetzt auch Schlagen als Haustiere zulegen! Komm, wir gehen dann Schlagen fangen! Literatur Bücher: Campbell, N. & Reese J. (2006): Biologie (6., aktualisierte Auflage) Berlin: Spektrum Akademischer Verlag Schuhböck, J., (2003): Reptilien im Unterrichtsfach Biologie und Umweltkunde – praxisrelevante Aspekte und Möglichkeiten einer didaktischen Umsetzung im Schulunterricht (AHS). Wien. Zulka, K. P., (2007): Rote Listen gefährdeter Tiere Österreichs: Checklisten, Gefährdungsanalysen, Handlungsbedarf. Teil 2: Kriechtiere, Lurche, Fische, Nachtfalter, Weichtiere. Wien, 38 – 55. Websites: http://www.herpetofauna.at – Zugriff am 26.4.2011, 14:05. 138 Christoph Winter & Gerald Schmid, Tierspuren Tierspuren Die von uns für die Schülergruppen markierten Tierspuren umfassten folgende Objekte: Viel mehr als nur Trittsiegel und Fährten! 1. Fährte einer Hirschkuh 2. Fährte eines Fuchses 3. Muscheln am Flussufer 4. Schneckenhäuser 5. Zerfressener Fisch (wurde im Verlauf des Kurses stärker abgenagt) 6. Schaumzikadenschaum (Kuckucksspeichel) 7. Vogelfeder 8. Hundekot 9. Toter Igel (war das schönste/grauslichste Exponat) 10. Wespenwabe 11. Schlangenhaut 12. Gewölle (eines Turmfalken?) 13. Ameisenstraße 14. Trittsiegel Marder (am Flussufer im Sand) 15. Biberrutsche 16. Skelettiertes Reh (lag etwas abgelegen) 17. Spinnennetz 18. Frische Fraßspur eines Bibers 19. Alte Fraßspur eines Bibers 20. Insektenfraßspuren an Blättern 21. Trittsiegel eines Vogels (am Flussufer im Sand) 22. Lebensspur einer Muschel von Christoph Winter & Gerald Schmid Fachliches Die stummen Zeugen tierischen Wirkens Tiere hinterlassen in ihrer Umwelt eine schier unermessliche Fülle an Spuren, seien es die allseits bekannten Trittsiegel oder Fraßspuren oder auch die Reste ihrer Beute oder ihrer selbst. Dazu kommen noch abgeworfene bzw. abgestreifte Körperteile, Ausscheidungen (Kot, aber auch z. B. Schleim), Bauten (von Ameisen, Vögeln, Wespen ...) oder auch Fangeinrichtungen (Spinnennetz). Die Tierspuren könnte man also grob in tote Tiere, Teile von Tieren, welche diese nicht mehr brauchen, Spuren von Tieren an (oder in) Pflanzen und Spuren von Tieren im Boden (oder manchmal auch Wasser), unterteilen. Neben der Sensibilisierung, die nötig ist, um alle diese Spuren zu erkennen, geben viele dieser Überreste auch noch die Möglichkeit, mehr als nur ihr bloßes Vorhandensein daraus abzulesen, manche Teilbereiche des Spurenlesens (z. B. das Fährtenlesen) sind wahre Wissenschaften, deren Perfektionierung viel Zeit, Übung und auch etwas Talent erfordert. Das Erkennen von Tierspuren mag in unserer zivilisierten Welt nicht mehr die (lebenserhaltende) Bedeutung haben, die es noch für unserer Vorfahren in jüngerer Zeit hatte, trotzdem kann man neben dem bloßen Reiz daran, Tierspuren richtig zu interpretieren, manchmal 139 Christoph Winter & Gerald Schmid, Tierspuren auch einen greifbaren Nutzen daraus ziehen (wenn ein Haustier entläuft oder auch als Jäger ...). Auch ein anhaltender Trend “zurück zur Natur”, der vor allem Stadtmenschen einen Ausgleich zur (biologischen) Tristesse mancher Großstadt bringen soll, trägt dazu bei, dass dieses Thema einen starken Aufschwung erfährt, was auch an zahlreichen Publikationen und Dokumentationen zum Thema nachvollzogen werden kann. Für Leute, die mit und von der Natur leben, war die korrekte Deutung von Tierspuren ohnehin immer ein wesentlicher Teil ihres Lebens bzw. ihrer Arbeit. drei Arten des Ganges: • Sohlengänger: Sie treten mit der ganzen bzw. einem Großteil der Fußsohle auf und haben an jeder Extremität fünf Zehen. Vertreter dieser Gruppe finden sich vor allem bei Primaten, Raubtieren (z. B. Bär, Dachs) und Insektenfressern (z. B. Igel). • Zehengänger: Die Mittelfussknochen sind aufgerichtet, daher treten sie nur mit den Zehen auf. Die Anzahl der Zehen ist zumeist verringert und dieser Typ findet sich häufig bei Raubtieren. Eine Übersicht über die wichtigsten Tierspuren: Fährten Einfache Abdrücke von Tieren im Untergrund (meist von Hufen oder Pfoten) bezeichnet man als Trittsiegel, kann man eine Abfolge von Trittsiegeln erkennen, so bezeichnet man diese als Fährte. Fährten können, wenn man ein geübter “Leser” ist, viel erzählen: Die Art des Tieres, die Größe (bzw. das ungefähre Gewicht), das Geschlecht, die Geschwindigkeit, eventuell Verletzungen/Erkrankungen und noch andere Details. Bezüglich der Auftrittfläche unterscheidet man bei Säugetieren • Zehenspitzengänger: Auch bei ihnen sind die Zehenknochen aufgerichtet, die Zehenzahl ist noch weiter verringert als bei den Zehengängern. Die Zehen sind mit Hufen ausgestattet, zu ihnen zählen die Paarhufer (z. B. Hirsch, Rind, Schwein) und die Unpaarhufer (z. B. Pferd, Tapir). Bauten und Nester (Behausungen) Hier gibt es eine Vielzahl an Möglichkeiten, wie sich Tiere gegen die Härten des Wetters und auch gegen Fressfeinde schützen können: Nester, Baumhöhlen, Felshöhlen, Bauten im Erdreich aber auch 140 Christoph Winter & Gerald Schmid, Tierspuren selbsterrichtete Bauten (Ameisenhaufen, Bienenstöcke) sind nur einige Beispiele dafür. Manchmal werden solche Behausungen das ganze Jahr benutzt, manchmal z. B. nur während der Aufzucht des Nachwuchses. Teilweise werden einfach in der Umwelt vorhanden Behausungsmöglichkeiten leicht adaptiert, in manchen Fällen investieren die Bewohner aber sehr viel Energie und Zeit um sehr komplexe Bauten zu errichten, die sie sehr gut schützen und die es Fressfeinden erschweren oder unmöglich machen, diese Tiere in ihren Behausungen erfolgreich anzugreifen. Fraßspuren Bei diesen Fraßspuren handelt es sich zumeist um Spuren, die Herbiocer Carnivoren auf Pflanzen und Tieren hinterlassen. Das können Nagespuren von Säugetieren sein, aber auch Pickspuren von Vögeln oder Fraßspuren z. B. von Insekten. Manche Tiere haben auch eine spezielle Fertigkeit entwickelt um zu ihrer Nahrung zu kommen, z. B. Vögel die Nüsse oder Beutetiere von hoch oben auf einen Felsen fallen lassen, damit sie diese (zerbrochenen) Nahrungsstücke dann leichter fressen können (das hat man z. B. auch bei Steinadlern mit Schildkröten beobachtet). Auch das Einklemmen von Zapfen in Astgabeln um die Samen besser herauspicken zu können ist z. B. bei Spechten bekannt (Spechtschmiede). Der Biber beispielsweise fällt mit seinen starken Nagezähnen ganze Bäume um somit leichter an die frischen Zweige und Knospen zu kommen. Häufig sind an einem Objekt (z. B. einem toten Reh) auch die Spuren mehrerer Tiere erkennbar, die sich der Reihe nach am Kadaver gütlich tun. Losungen und Exkremente Tierkot wird auch als Losung bezeichnet. Besonders für die Jagd, aber auch z. B. für die Beobachtung seltener/gefährdeter Tiere bieten sich durch die Beschaffenheit dieser Tierausscheidungen viele wichtige Hinweise. Menge/Anzahl, Form, Geruch, Farbe und Konsistenz geben Aufschluss darüber von welchem Tier der Kot stammt und welche Nahrung aufgenommen wurde. Darüber hinaus können fallweise auch Krankheiten (v. a. wenn Parasiten oder Blut im Kot sind) an den Ausscheidungen erkannt werden. Kot und Urin spielen für die Tiere häufig auch für die Reviermarkierung und die anschließende Paarung eine wesentliche Rolle. Auch bei der Verfolgung durch Fressfeinde kann der “Duft” des Kots eine verräterische Spur legen. Bei Vögeln werden durch die Kloake Kot und Urin gemeinsam ausgeschieden, die weiße Farbe erklärt sich auch durch die ebenfalls ausgeschiedene Harnsäure, ein Abbauprodukt von Purinbasen und anderen biologisch wichtigen Substanzen. Andere Auscheidungen von Tieren sind z. B. der Schleim bei Schnecken, der das Kriechen erleichtern soll oder der “Schaum” der Schaumzikaden, der die Larven vor Fressfeinden schützt. 141 Christoph Winter & Gerald Schmid, Tierspuren Didaktik Didaktik, Durchführung und Nachbereitung Nachdem wir uns einen Überblick über vorhandene Tierspuren verschafft hatten, stellte sich die Frage nach dem Standort unserer Station, an der wir die Schüler und Schülerinnen empfangen wollten. Unsere Erwartungen an die Station waren leicht erfüllbar: Sie sollte einige interessante Tierspuren und bei sintflutartigen Regenfällen ein überlebenssicherndes Dach über dem Kopf bereithalten. Jenes fanden wir realisiert in einer auf Pfeilern stehenden Fischerhütte. Der geduldige Fischer, der am ersten Tag noch anzutreffen war, wurde den Rest der Woche übrigens nicht mehr wiedergesehen. Vermutlich macht es keinen Spaß, stundenlang auf eine im Schritttempo fließende Wassermasse zu starren, wenn Studenten die friedliche Geräusch-Kulisse stören. Weiters waren an eben beschriebenem Schauplatz eine Vielzahl an wirklich interessanten und für Lehrzwecke ergiebigen Tierspuren zu finden, sodass wir der Natur nicht auf die Sprünge helfen hätten müssen. Trotzdem nutzten wir die menschliche Überlegenheit, mit einer Schaufel umzugehen schamlos aus und legten noch die ein oder andere – in unseren Augen besonders vielversprechende Tierspur in unseren Erkundungsbereich, sodass wir schlussendlich auf etwa 25 unterschiedliche Spuren kamen, die wir den Schülern und SchülerInnen keineswegs vorenthalten wollten: Die Fährten einer Hirschkuh oder eines Rehs und eines Fuchses im Schlamm, Trittsiegel eines Vogels und eines Marders am Ufer, Muschelschalen, Schneckenhäuser, ein zerfressener, im Uferbereich liegender Fisch, „Kuckucksspeichel“ von Schaumzikaden, „städtische Tierspuren“ wie Vogelfedern und Hundekot, papierartige Wespenwaben, Schlangenhäute, Ameisenstraßen, das Gewölle eines Turmfalken, Spinnennetze, alte und frische Biberfraßspuren, Insektenfraßspuren an Blättern, Spechtlöcher und vieles, vieles mehr. Die breite Palette an Tierspuren musste nun nur noch didaktisch aufgearbeitet werden. Uns ging es aber nicht nur darum, den Schülern und Schülerinnen einen netten Tag außerhalb des Klassenzimmers, in der freien Natur zu bescheren und ihnen nebenbei etwas beizubringen. Vielmehr wollten wir, dass sie sich selbst und gegenseitig Inhalte vermitteln. Sie sollten ihren eigenen Verstand dazu nutzen, um nicht wie geblendet zu marschieren, sondern die kleinen, feinen Spuren, die sich uns überall – selbst im Betondschungel der Stadt – anbieten, wahrzunehmen. Andererseits wollten wir sie auch nicht blindlings, ohne jegliche Hilfestellung, in das Beobachtungsgebiet entlassen – 142 Christoph Winter & Gerald Schmid, Tierspuren Zu vielfältig war das Angebot und – obwohl alle Spuren potentiell gleichwertig sind – wollten wir die Schüler und Schülerinnen unserer Station natürlich auf die – in unseren Augen besonders ergiebigen – Spuren lenken. Deshalb brachten wir knallige Geschenkbändchen im Umkreis von etwa einem Meter bei jeder Tierspur an, die an beiden Enden mit einer Ziffer oder Zahl versehen waren. Mit dieser einfachen Vorkehrung versicherten wir uns dreierlei: Erstens konnte es nicht passieren, dass Schüler oder Schülerinnen den Wald vor lauter Bäumen nicht sehen und in der – für eigenständige Entdeckungsarbeit doch recht knapp bemessenen Zeit von grob 20 Minuten – nur sehr wenige Spuren finden. Zweitens steuern sie dadurch instinktiv auf die von uns markierten Spuren zu und sehen auf diese Weise viele verschiedene, tolle Spuren, obwohl sie – wie später beschrieben – ausdrücklich den Freibrief bekamen, auch selbst auf Spurensuche gehen zu dürfen. Und drittens macht es die Spuren vergleichbar, indem man die zugehörige Ziffer/Zahl nennt, auch ohne direkt davor zu stehen und mit dem Finger darauf zu zeigen, was in Folge noch ein wichtiger Aspekt unserer Freilanddidaktik sein wird. Die Schülergruppen empfingen wir, je nach Belegung unserer Station, direkt am Standort oder wir holten sie von der vorherigen Station ab, um ihnen die Wegfindung zu ersparen. Am Anfang jedes Durchganges erarbeiteten wir mit den Schülern in 2-5 Minuten unser Thema. Dabei warfen wir die Frage in den Raum, was Tierspuren sind und welche Tierspuren sie kennen. Wie erwartet war die Gesamtheit der Erstnennungen den Trittsiegeln und Fährten zuzuordnen. Doch nachdem es den Schülern und Schülerinnen bei unserer Station offenbar ein inneres oder konditioniertes Anliegen war, uns zufriedenzustellen und sie unser Schweigen oder beifälligen Zuspruch zu Recht als Warten in gespannter Vorfreude deuteten, kam dem einen oder anderen dann doch zögerlich eine Tierspur über die Lippen, die weder Fährte, noch Trittsiegel war. Mehr als zufrieden zeigten wir in etwas höherem Maße als zuvor Emotionen der Freude, worauf eine Salve an weiteren Tierspuren auf uns losgelassen wurde. Abschließend ließen wir eine/n besonders ehrgeizige/n Teilnehmer/in zusammenfassen, dass als Tierspuren also jegliche Belege für das aktuelle oder einstige Vorhandensein von tierischen Organismen bezeichnet werden und erklärten ihnen ebenfalls in 143 Christoph Winter & Gerald Schmid, Tierspuren kürzest möglicher Form, in etwa 60 Sekunden, was sie nachfolgend zu tun hätten: Die nächsten 20 Minuten standen ganz im Zeichen der Entdeckung und Forschung. Die Schüler und Schülerinnen sollten sich in einem klar definierten, nicht allzu großen Areal, der vorhandenen Spuren bewusst werden. Dabei war es uns wirklich egal, ob sie die markierten Tierspuren aufsuchten oder ihrem eigenen Entdeckergeist nachgaben und selbst welche aufspürten. In jedem Fall aber, und das war einer der Kernaspekte unserer Freilanddidaktik, sollten sie sich Gedanken über die entdeckten Spuren machen: Was kann man aus jener Spur herauslesen? Welches Tier hat sie hinterlassen? Warum gerade hier? War es ein großes oder ein kleines Tier? Auch war es in keiner Weise unser Ziel/unsere Erwartung, dass die SchülerInnen alle (von uns markierten) Spuren fanden. Genauso legitim wäre es gewesen, wenn sich jemand nur mit drei Spuren beschäftigt hätte, dafür aber umso intensiver. Die letzten fünf Minuten der zur Verfügung stehenden Zeit nutzten wir zur Zusammenschau. Dabei präsentierte jeder Schüler/jede Schülerin ein bis zwei Spuren, die für ihn/sie besonders interessant waren und erklärte uns und seinen/ihren Mitschülern warum ihn/sie jene Spur fasziniert und seine/ihre im Vorfeld angelegten und auf seinen/ihren Schreibunterlagen notierten Überlegungen, was uns diese Spur sagt/sagen könnte. Dieser Abschluss erfreute sich stets großer Beliebtheit, sodass es selten bei ein bis zwei Spuren pro Kopf und Nase blieb. Mögliche Fehldeutungen korrigierten wir behutsam, indem wir die Gruppe nochmals darüber nachdenken ließen, wobei meist irgendjemandem eine „bessere“ Auslegung in den Sinn kam. Auch nutzten wir am Ende die Neugier der SchülerInnen aus, über eine bestimmte Spur mehr erfahren zu wollen, um ihnen ein paar zusätzliche Informationen mit auf den Weg zu geben. Während des 20-minütigen, im Zeichen der Spurenentdeckung stehenden Zeitabschnittes arbeiteten die Schüler völlig selbstständig, und wurden auch bei Fragen „alleine gelassen“, indem wir sie dazu anregten, die Lösung selbst zu ermitteln, sofern das möglich war. Auch leiteten wir die Gruppe dazu an, nicht gesammelt eine Spur einzukreisen und schließlich zur nächsten zu pilgern, sondern zumindest zwei Kleingruppen zu bilden, um mehr zu entdecken und auch vielfältigere Interpretationen entstehen zu lassen. Unsere Station lief vom ersten Durchgang an wunderbar, ganz im Sinne der schülerzentrierten Didaktik, was uns vom Lehrkörper auch so vermittelt wurde. Lediglich ein paar Ansätze wurden uns vorgestellt, mit denen man den Ablauf noch etwas verbessern und den Schülernutzen dadurch steigern könnte. Die folgenden Durchgänge nutzten wir also für den Feinschliff, was ein Leichtes war, da die Durchführung bis auf Kleinständerungen dieselbe blieb. Eine unserer Verbesserungen war beispielsweise, dass wir am Ende der Station den Kreis schlossen und inhaltlich zum Anfang zurückkehrten, indem wir nochmals einen Schüler oder eine Schülerin zusammenfassen ließen, was denn eine Tierspur nun, 144 Christoph Winter & Gerald Schmid, Tierspuren nachdem sie so viele gesehen hatten, ausmacht, was also allen Tierspuren gemein ist. Unser Lehrziel, den Schülern und Schülerinnen Tierspuren mittels eigenständigen (vor)wissenschaftlichen Entdeckungs-, Forschungsund Denkprozessen näherzubringen ging im Rahmen der Möglichkeiten unserer Station erfreulicherweise auf. Nach anfänglicher Spurensuche, stellten die Jugendlichen – möglichst jeder/jede für sich – Überlegungen zu den Funden auf, welche Informationen daraus gewonnen werden können und präsentierten ihre Ansätze dann in der Runde. Hierbei entstanden in den meisten Fällen kleinere Diskussionen, in denen aus den verschiedenen Interpretationen ein gemeinsamer Konsens gebildet wurde. Literatur Bücher: • Bang P, Dahlström P (2000): Tierspuren, BLV. • Kriebel H-J (2007): Wie lerne ich Spurenlesen?, Books on demand. • Sternath M et al. (2007): Jagdprüfungsbehelf, Österreichischer Jagd- und Fischerei-Verlag. • Graner HP (2008): Nationalpark Donau-March-Thaya-Auen: Eine Dreiländervision, Christian Brandstätter Verlag. • Hecker F (2010): Welche Tierspur ist das? Kosmos Verlag. Internet: http://spirittracker.de/ http://kamana.org/kamanaservices.html 145 Schweitzer & Salihovic, Amphibien Die Amphibien der MarchAuen Das Leben ist eine Zweibahn... von Florian Schweitzer & Sanela Salihovic Fachliches „Frösche gehören zur Familie der Lurche respektive Amphibia und diese ist die phylogenetisch älteste Gruppe an Land lebender Wirbeltiere. Ihre Haut ist nicht verhornt, sie leben sowohl an Land als auch im Wasser, sie quaken gerne und durchleben eine Metamorphose.“ – „Schnarch, erzähl’ uns was Neues!“ In diesem Teil, der mit der unter Umständen wenig einladenden Überschrift „Fachliches“ beginnt, wollen wir keine Eulen nach Athen tragen. Wir wollen den Biologie-StudentInnen und angehenden LehrerInnen nicht erzählen, was sie ohnehin schon wissen müss(t)en. In diesem Teil wird es nicht um die Stammesgeschichte, die Sinnesorgane, den Prozess der Metamorphose, die Funktionen der Haut, die Physiologie oder, oder, oder gehen. Diejenigen der Nachwelt, die dieses wundervolle Thema (unter vielen anderen wundervollen Themen) den SchülerInnen zukünftig vermitteln dürfen, kommen ohnehin nicht daran vorbei, die im Anhang aufgelistete Literatur sorgfältig zu lesen. Anstatt also einem verdauten Haufen der einschlägigen und wirklich zu empfehlenden Fachliteratur gleich, die Dinge, die wir hier produzieren, derart zu gestalten, dass man sie gleichsam hinunter spülen kann – da von niemandem gelesen –, wollen wir etwas Sinnvolles leisten: wir wollen euch zeigen, wo der Frosch die Locken hat. Denn jeder Versuch einer fachlich befriedigenden Darstellung des Themas würde erstens den Rahmen sprengen und wäre letztlich zum Scheitern verurteilt. Daher soll hier eine Hilfe für die zukünftigen Gruppen zu finden sein; ein Guide der Dinge, die wir gerne vorher gewusst hätten, bevor wir nach Marchegg gekommen sind. Also: Don’t panic! „Martschegg?! Kenn isch nich…“ Bevor die tatsächliche Planungsphase für die Unterrichtseinheit beginnen kann, sollte das man sich über das (Er)Forschungsgebiet im Bilde sein. Die Reise geht in die March-Thaya- Auen, im nordöstlichen Weinviertel. Klimatisch befindet sich das an die Slowakei grenzende Weinviertel im relativ trockenen 146 Schweitzer & Salihovic, Amphibien pannonischen Tiefland. Der Jahresniederschlag in dieser Region beträgt nicht mehr als 600 mm. Eigentlich denkbar schlechte Voraussetzungen, wasserliebenden Tieren ein gutes zu Hause zu bieten. Möglich macht es die Überschwemmungsdynamik der March, die mit ihren zwei Mal im Jahr stattfindenden Hochwässern das Umland überspült. Nicht nur die Weich- und Harthölzer folgen diesem Lauf; der gesamte Lebensraum ist davon geprägt. Gemäß dem aus der Ökologie stammenden „River Continuum Concept“ kann man in „Marchegg“ (und damit ist ab nun das in der Karte eingezeichnete Areal gemeint) permanente Gewässer im Überschwemmungsbereich, periodisch wasserbedeckte Überschwemmungsebenen und den Hauptkanal, die March, erwarten. Da Amphibien auf die Verfügbarkeit von zumindest kurzzeitig vorhandenen Süßwasserseen, Tümpeln, Lacken o.ä. angewiesen sind, empfiehlt es sich, in den beiden ersten Kategorien zu suchen. Die March fließt zwar nicht besonders schnell und Amphibien wie Erdkröte, Seefrosch, Moorfrosch u.a. können sich durchaus in größeren Flüssen mit Buchten und Altarmen aufhalten. Der Einfachheit halber sollte die Suche nach „Herzeig-Material“ doch lieber an den Süßwasseransammlungen betrieben werden. Die March-Auen gehören zu den amphibienreichsten Fleckchen in Österreich und bieten eine große Auswahl an im Tiefland vorkommenden Arten. Teichmolche (3), Kammmolche (4-), Rotbauchunke (1), Knoblauchkröte (2), Erdkröte (3), Wechselkröte (2-3), Europäischer Laubfrosch (3), Moorfrosch (2), Springfrosch (1), und Teich- bzw. Seefrosch (1) konnten von uns mit der in Klammer angegebenen Fundwahrscheinlichkeit gesichtet und gefangen werden (1= sehr häufig, 5= selten). Laich konnte Ende Mai/ Anfang April nicht gefunden werden. Nördlich der Bahnbrücke konnten in einer „Lagune“ zahlreiche Erdkröten- Kaulquappen gefunden werden (Merkmal: schwimmen gern in Schwärmen). „Ich seh’, ich seh’, was du nicht hörst!“ Zwei Dinge sind in Marchegg – neben Luxusverzicht – notwendig: Augen und Ohren. Es mag verlockend scheinen, sofort aus dem Auto zu springen um die ersten Tiere einfangen zu können. Aber erstens wird man erfahrungsgemäß wenige finden und zweitens müssen die Tiere nur umso länger in ihren Terrarien ausharren. Es empfiehlt sich, erstmal die Gegend kennen zu lernen, die Wasserstellen auszukundschaften, seine Stirnlampe für den nächtlichen Ausflug vorzubereiten, Terrarien vorzubereiten etc. Bei all den Wanderungen sollten Augen und Ohren weit aufgesperrt werden. Verräterische Erdhügel verbergen 147 Schweitzer & Salihovic, Amphibien vielleicht eine Knoblauchkröte, in einem Ast sitzt vielleicht ein Laubfrosch oder dort „kichert“ ein Teichfrosch. Beim Überqueren sind Wasseransammlungen in Wagenradspuren, kurz: Lacken, ein heißer Tipp. Achtet bei euren Wanderungen darauf, vorsichtig in Lacken zu treten und warnt eure KollegInnen; jeder zertretene Frosch ist vermeidbar. Wie findet man nun die verschiedenen Amphibien? Neben keschern und mit den Händen fangen (ja, auch diese Fertigkeit wirst Du in Marchegg leicht lernen können) kann die so genannte „Triangulation“ (© by Hödl) angewandt werden. Dabei wandern zwei aufmerksame Personen durchs Gelände und sperren ihre Augen und Ohren weit auf. Sobald der gewünschte Laut oder optische Reiz von den Wanderern wahrgenommen wird, zeigen oder leuchten beide mit ihren Taschenlampen auf den ungefähren Ausgangspunkt. Die Schnittstelle der Lichtkegel/ Armverlängerungen ist der ungefähre Aufenthaltsort des Individuums. Diese Methode hat uns tatsächlich das ein oder andere Mal geholfen; speziell bei einem sonst schwer zu entdeckenden Laubfrosch, der direkt vor dem Haus auf einem Ast gesessen ist. Hätte er sich durch eine kurze Lautäußerung nicht verraten, hätten wir ihn ohne diese Methode wahrscheinlich nicht entdeckt. Diverse Medien zur Forschstimmenerkennung sind im Handel erwerbbar oder in der Fachbereichsbibliothek auszuleihen. Für uns hat sich gezeigt, dass da Kennen der Froschlaute nicht nur Spaß macht, sondern auch einen groben Überblick über Bestand und Individuenzahl geben kann. Wer einem besonderen Laubfroschkonzert lauschen möchte, sollte in der Nacht den Feldweg zur Langen Luss aufsuchen. Obgleich es sich so anhört, als wären es hunderte Individuen handelt es sich um weit weniger. Durch nicht quakende Satellitenmännchen, die andere für sich quaken lassen, um den erschöpften Rufern quasi das angelockte Weibchen vor der Nase wegzuschnappen, ist die tatsächliche Individuenzahl noch einmal höher zu vermuten. Die Laubfrösche gehören zu den lautesten Lautproduzenten im Reich der Amphibien. Dieser Umstand kann beispielsweise auch Gegenstand eines Unterrichtskonzepts sein: Wir haben einen männlichen Laubfrosch gefangen (Merkmal: orange gefärbte Kehle) und konnten ihn auf Abruf quaken lassen. Indem wir den Frosch richtig gehalten (mehr dazu später) und währenddessen 148 Schweitzer & Salihovic, Amphibien seinen Bauch gekitzelt haben, blähte der Laubfrosch seine Stimmblase auf und er konnte somit mit den Kindern „kommunizieren“. Diese einfache Methode hat zweierlei Sinnesorgane der Kinder angesprochen: das Auge und das Ohr. Spielerisch wurde somit der Sinn des Quakens – die (innerartliche) Kommunikation – gelernt; ohne allzu viele Worte, die nur ablenkend gewirkt hätten, zu verlieren. Dies führt zum nächsten Punkt… In Marchegg gibt es keine Wände! [OFF] Ein sehr wichtiges Feedback, welches wir von den Lehrenden einmal bekommen haben, war für uns der Lichtschalter der Erkenntnis: „Das könnt ihr auch im Klassenzimmer machen!“. Wir haben im Vorfeld viele Überlegungen angestellt und dem „Froschkönig“ letztlich ein Luftschloss gebaut, in das er nicht wirklich einziehen konnte. Denn a) wussten wir nicht, womit wir es zu tun bekommen werden und b) haben wir unsere Unterrichtseinheit als „normalen Biologie-Unterricht unter freiem Himmel“ konzipiert. Im didaktischen Teil ist die Evolution unserer Idee nachzulesen. Den größten Erfolg hatten wir jedoch, als wir die Wände unseres „Klassenzimmers“ in Marchegg niederrissen. Weg von den Stationen mit vorbereiteten Zetteln, Requisiten, schematischen Darstellungen, Hörproben der Froschlaute auf mp3! Wir hatten alles vor unserer Nase und unsere lehrreichen Spiele waren da eher kontraproduktiv. Wir haben erkannt, dass mit den einfachsten Mitteln, nämlich den Tieren selbst, die besten Ergebnisse erzielt werden konnten. Es soll damit nicht gesagt werden, dass auf jegliche materielle Vorbereitung verzichtet werden kann. Aus unserer Erfahrung zeigte sich jedoch, dass das „froschende Lernen“ nur mit den Fröschen selbst möglich war. Denn eines gibt es in den echten Klassenzimmern bestimmt nicht: einen derartigen Amphibienreichtum. Versuche also das zu machen, was in der Klasse niemals möglich wäre und das Ergebnis wird erfreulich sein. [ON] Haltungsnoten Nachdem die gewünschten Tiere gefangen wurden, ist eine angemessene Haltung der Amphibien zwingend notwendig. Ganz allgemein gilt: je kürzer sich die Amphibien in einem Terrarium befinden müssen, desto besser. Eventuell können Amphibien zwischendurch ausgetauscht werden, wenn neue Individuen der gleichen Art gefunden werden. Frösche bzw. Kröten, die verschiedene Substanzen über die Haut ausscheiden, sollten mit bedacht zusammen gehalten werden. So sollten beispielsweise Rotbauchunken in einem mit wassergefüllten Terrarium nicht unbedingt zusammen mit Wasserfröschen gehalten werden. Das Bombesin der Rotbauchunken könnte auf kleinem Raum zu hoch konzentriert sein und den Wasserfröschen schaden. Bei Kröten ist dieser Effekt eher zu vernachlässigen, wenn sie sich zusammen mit anderen Körten in einem mit Erde gefülltem Terrarium aufhalten. Die Terrarien sollten so lebensnah wie möglich sein. Es ist sinnlos, einen Laubfrosch die ganze Zeit im Wasser schwimmen zu lassen oder eine Knoblauchkröte auf einen Ast zu setzen. Die im Folgenden aufgelisteten Kurzbeschreibungen zu den einzelnen Arten soll ein „artgerechtes“ Halten möglich machen. Für das Arbeiten mit Fröschen ist es wichtig, diese richtig zu halten (jetzt ist vom Halten mit den Händen die Rede). Anfänglich werden dir die Exemplare bestimmt das ein oder andere Mal aus der Hand 149 Schweitzer & Salihovic, Amphibien hüpfen. Eine einfache Methode, wie man Frösche richtig hält, funktioniert folgendermaßen: Nimm’ den Frosch in die Hand und halte ihn vorsichtig in der halb geschlossenen Hand. Nun versuche, mit dem Zeigefinger bauchseitig nach unten zu rutschen, bis Du bei den Hinterbeinen ankommst. Währenddessen sollte der Daumen den Frosch stets fixieren. Nun sollten dein Zeigefinger und Daumen die langgestreckten Beine des Frosches festhalten. In dieser Position bewegt sich das Demonstrationsobjekt nicht. Pass aber darauf auf, dass Du mit Zeigefinger und Daumen nicht die Hinterbeine zerquetscht oder verletzt. Mit ein bisschen Übung lässt sich noch etwas anderes bewerkstelligen: Froschhypnose! Hierzu musst Du einen Frosch auf den Rücken legen und darauf achten, dass keine seiner Arme oder Beine eine Unterlage finden, seine Extremitäten sozusagen in alle Himmelsrichtungen ausgestreckt sind. Während Du den am Rücken liegenden Frosch eine kurze Zeit fixierst, kannst Du als Showeinlage noch einige Worte der Beschwörung und Verzauberung sprechen. Wenn Du dann deine Hände langsam entfernst, bleibt der Frosch reglos am Rücken liegen. Erst wenn der Frosch wieder Boden unter seinen Füßen spürt, hüpft er gesund und munter davon. The Who is who?! Um vor Ort die einzelnen Tiere besser zuordnen bzw. finden zu können, sei nun eine kurze Liste der zu erwartenden Amphibien vorgestellt, samt Besonderheiten und Beobachtungstipps. Fragen, die Du dir zur leichteren Identifikation stellen kannst, wären: o Wie lange sind die Hinterbeine? (charakteristische Länge der Hinterextremitäten. Bei Uneindeutigkeit die Hinterbeine vorsichtig Richtung Kopf ziehen und vergleichen). o Wie gut ist das Trommelfell zu erkennen? o Wie ist die Beschaffenheit der Haut? o Wie groß ist der Fersenhöcker? (Wichtig bei der Unterscheidung der Wasserfrösche) o Wie groß sind die Ohrendrüsen? o Welche Form haben die Pupillen? (Echte Kröten und Frösche waagrecht, Knochblauchkröte senkrecht, Unken herzförmig…) o Wie sieht die bauchseitige Färbung bei Molchen aus? u.v.m. Teichmolch, Lissotriton vulgaris (Triturus vulgaris) Im auf der Karte weiter oben als „Tümpel B“ gekennzeichneten Bereich konnte ein Teichmolch gefunden werden. Das Männchen zeichnet sich durch rundliche Flecken auf mittelbraunem Grund aus. Auffällig sind eine orangene Färbung am Schwanzansatz sowie eine leichte Färbung auf den Flanken. Das wesentlichste Merkmal sind jedenfalls die Streifen entlang der Kopfseite. Das Weibchen weist diese Bänderung auch auf, meist jedoch etwas undeutlicher. Es ist etwas kleiner als das Männchen und hat eher spärlich gesäte Flecken. In einem wassergefüllten Terrarium mit viel Holz und Grünzeug wurde er gehalten. Besonderheiten: Teichmolche haben manchmal zwei Laichzeiten. Die aus der zweiten stammenden Larven schaffen es oft nicht bis zur 150 Schweitzer & Salihovic, Amphibien Metamorphose und verbleiben im Gewässer. Die Larven können somit eine beträchtliche Größe im nächsten Jahr erreichen. Beobachtungstipps: in flacher Uferzone kann etwa im März/April das Balzverhalten (=“Wedeln“) beobachtet werden. Etwas später können unter Steine, Bretter usw. im Umfeld der Laichgewässer Alt- und Jungtiere in Landtracht entdeckt werden. Kammmolch, Triturus cristatus Die eher schwer zu findenden Exemplare aus der Gattung Triturus cristatus zeichnen sich durch eine dünklere Grundfärbung und ebenfalls dunklen Flecken aus. An den Kopf- und Bauchseiten besitzen sowohl Männchen als auch Weibchen charakteristische weiße Pünktchen. Kammmolche wurden zwar gesichtet, nicht jedoch eingefangen. Rotbauchunken, Bombina bombina Deutliche Merkmale sind die orange-rötliche Färbung an der Bauchseite (die für jede Unke individuell ist; ähnlich einem Fingerabdruck), die herzförmige Pupille (bei Kröten quer-oval) und die durch die besondere Rufmechanik eher dumpf klingenden Rufe. In Massen konnten Rotbauchunken hinter dem Haus bei „A“ gefunden werden. Sie halten sich vor allem an sonnenexponierten Stillgewässern mit dichter Sumpf- und Wasserpflanzenvegetation auf, wie sie hier besonders gut gegeben ist. Besonderheiten: Sollte jemand nach der natürlichen Lebensdauer von Amphibien fragen, so kann am Beispiel der Rotbauchunke die Zahl 30 angegeben werden. Beobachtungstipps: Bei Tümpel A zahlreiche Individuen zu finden. Knoblauchkröte, Pelobates fuscus Der Name kommt von der knoblauchig riechenden Flüssigkeit, die von den Drüsen abgegeben werden kann. Tatsächlich konnten wir dies nicht beobachten und unsere Grillabende damit würzen. Sehr leicht zu identifizieren sind Knoblauchkröten an ihren katzenähnlichen Pupillen (Schlitz nach unten) und ihrer gefleckten Haut. Im Gegensatz zu den echten Kröten wirkt die Knoblauchkröte etwas gedrungen in ihrer Erscheinung. Die Grabschwielen an den Hinterbeinen können ganz eindeutig erfühlt werden. Besonderheiten: Wurde zum Froschlurch des Jahres 2007 gewählt. Unter www.dght.de können weitere Informationen abgerufen werden, sofern nicht ohnehin schon genug recherchiert wurde. Beobachtungstipps: nach den Tieren zu keschern ist sinnlos. Am besten werden sie bei Nacht entlang des Weges gefangen. Es ist jedoch nicht immer ganz einfach, eine Knochblauchkröte zu erwischen. Innerhalb kürzester Zeit können sie sich mit ihren Grabschaufeln an ihren Hinterfüßen in die Erde einbuddeln. (Vielleicht eine Idee für deine Unterrichtseinheit?!) Erdkröte, Bufo bufo Das Sinnbild der Kröte schlechthin: plump, warzig, nierenförmige Drüsen hinter dem Auge, braun und unbeholfen wirkende Fortbewegung. Erdkröten sind Früh- und Explosivlaicher. Aus ihren Laichschnüren entwickeln sich zahlreiche Larven, deren besonderes Merkmal ein Schwarmverhalten ist. Nördlich der Bahnbrücke konnten in einem stillen Arm der March Hunderte Erdkrötenlarven gefangen werden. 151 Schweitzer & Salihovic, Amphibien Besonderheiten: entgegen dem volkstümlichen Glauben sind Erdkröten für den Menschen nicht tödlich. Zwar produzieren ihre Drüsen so genannte Bufotenine, die als passives Abwehrverhalten gegen Fressfeinde und Mikroorganismen auf der Haut dienen soll, aber für den Menschen können höchstens Schleimhautreizungen auftreten. Nach dem Hantieren mit Amphibien sollten die Hände ohnehin stets gewaschen werden. Angst sollte aber nicht vermittelt werden. Eine weitere Besonderheit, die wohl nur mit viel Glück zu beobachten sein wird, ist das „Aufpumpen“ der Erdkröte gegen Fressfeinde. Beobachtungstipps: ähnlich der Knoblauchkröte; am Wegesrand in der Nacht gefunden. Wechselkröte, Bufo viridis Auf hellem, beigefarbenem oder grünlichem Grund finden sich oberseits große unregelmäßige grüne Flecken. I.d.R. ohne einem Rückenstreifen. Manchmal wird sie aufgrund ihrer schönen grünen Flecken „Grüne Kröte“ genannt. Der Name „Wechselkröte“ geht auf ihre Fähigkeit des Farbenwechselns zurück. Tatsächlich ist die umgebungsbedingte Umfärbung nicht so stark ausgeprägt wie beim Laubfrosch. Die Wechselkröte kann an vegetationsarmen Flächen mit grabfähigem Untergrund gefunden werden. Besonderheiten: Wechselkröten tolerieren hohen Salzgehalt, indem sich die Larven noch bei einer Slinität von mehr als 10 Promille entwickeln. Um im Meer leben zu können, reicht das allerdings nicht aus… Beobachtungstipps: tagsüber in der nähe von Laichgewässern flache Steine, Bretter o.ä. hochheben. Bitte alle umgedrehten Materialien jedenfalls wieder vorsichtig an die alte Position zurücklegen! Laubfrosch, Hyla arborea Es ist DER Frosch schlechthin. Die Kulturgeschichte des Frosches nicht einbezogen, könnte man stundenlang über diesen Amphibienvertreter reden. Auffällig ist die meist grasgrüne Färbung. In unserem Terrarium zeigte sich jedoch, wie wandlungsfähig dieser Frosch ist. Versteckt hinter einem aus Steinen gebauten Thron hat sich unser Froschkönig fast steingrau gefärbt. Deutlich ist immer das oben hell gesäumte Längsband zu sehen, welches hinten in einer so genannten Hüftschlinge zusammenläuft. Es darf gerätselt werden, welchen Zweck diese Schlinge erfüllt. Am wahrscheinlichsten dient sie der Imitation eines Gesichts und hat damit abschreckende Wirkung. 152 Schweitzer & Salihovic, Amphibien Besonderheiten: unter den heimischen Amphibien sind Laubfrösche die einzigen, die hervorragend klettern können (=Haftscheiben). Sogar an Glaswänden der Terrarien (hier sind die Haftscheiben besonders schön zu demonstrieren, da man sozusagen den Blick von unten bekommt). Beobachtungstipps: wie schon erwähnt, sind Laubfrösche besonders durch ihre lautstarken Rufkonzerte ausfindig zu machen. Ab etwa 22.00 Uhr geht’s los! Für Individuen außerhalb des Chors empfiehlt sich die Triangulation. Moorfrosch, Rana arvalis Zierlich gebauter, meist 5-6 cm, selten bis 8cm langer Frosch mit zugespitztem Kopf. Oben bräunlich bis rötlich gefärbt! Trommelfell gut zu erkennen. Besonderheiten: in der Paarungszeit sind die Männchen blau gefärbt. Wie diese Färbung zustande kommt ist bis heute noch nicht ganz geklärt. Beobachtungstipps: Hier empfiehlt sich Keschern im Wasser oder in Ufernähe. Springfrosch extrem weit hüpfen. Er ist einer der besten Springer: er kommt mit einem Satz bis zu 2m weit und 1m hoch. Beobachtungstipps: Sind ebenfalls an den oben beschriebenen Standorten A und B gut zu finden. Seefrosch, Rana ridibunda Um ehrlich zu sein, ist es nicht immer ganz einfach, die Vertreter der Wasserfrösche zu unterscheiden. See- und Teichfrosch ähneln sich mitunter sehr, was nicht zuletzt auf die Hybridisierung von Letzterem zurückzuführen ist. Der größte Unterschied vom Seefrosch zum Teichfrosch sind seine anderen Proportionen: seine Hinterbeine sind im Verhältnis zu seinem Rumpf sehr lange. Sein Fersenhöcker ist klein und flach, da sie stärker wassergebunden sind und daher wahrscheinlich keine so gut ausgeprägten Grabinstrumente benötigen. Besonderheiten: Der Erstbeschreiber dieser hat die Rufe der Seefrösche für ein Lachen oder vielmehr ein Meckern gehalten. Daher rührt der lateinische Name „ridibunda“ für „lachend“. Beobachtungstipps: unzählige in den Tümpeln A und B. Teichfrosch, Rana esculenta Springfrosch, Rana dalmatina Zierlicher Körperbau mit langen Hinterbeinen. Im Vergleich zum Moorfrosch hat dieser die längsten Beine. Seine Färbung erinnert ein wenig an herbstliches Laub. Besonderheiten: Springfrosch-Männchen haben, anders als die anderen heimischen Forscharten, keine Schallblasen. Dennoch stoßen sie Rufe aus, die aber eher leise sind. Dank der großen Hinterbeine kann der Diese „Art“ (phylogenetisch noch eine Baustelle) ist ursprünglich aus Kreuzungen zwischen Seefrosch und dem kleinen Wasserfrosch hervorgegangen. Daher hat er in den Merkmalen eine mediäre Ausprägung. So sind seine Fersenhöcker nicht ganz so ausgeprägt wie beim kleinen Wasserfrosch aber deutlich besser als beim Seefrosch. Besonderheiten: wie schon erwähnt handelt es sich beim Teichfrosch um einen Hybriden, der sich durch Rückkreuzung mit einer der beiden 153 Schweitzer & Salihovic, Amphibien Elternarten vermehrt. In manchen Gebieten leben aber auch reine Teichfroschpopulationen, die notwendigerweise einen dreifachen Chromosomensatz aufweisen müssen (vgl. Heimische Amphibien. Dieter Glandt). Die Entdeckung dieses Umstandes in den 60er Jahren war eine zoologische Sensation. Denn normalerweise sind ja Hybride nicht fruchtbar. Didaktik Es war einmal ein alter Froschkönig... Auf der Suche nach einem Konzept für unsere Station stand eine Sache für uns von vornherein fest: Wir wollten eine Station bieten, bei der vor allem der haptische Sinn angesprochen wird und trotz spielerischem Charakter unsere Lehrziele altersadäquat vermittelt werden. Über Schnitzeljagd und Rätselralley kamen wir schließlich zur Idee, unsere Station in den Rahmen eines Märchens zu verpacken. Einerseits waren Märchen als Unterrichtsthema nämlich in der ersten Klasse der Unterstufe (die ja zu uns kommen sollte) im Lehrplan verankert, andererseits entsprach dieser Rahmen unserer Idee von einer altersgemäßen, spielerischen Umsetzung unseres Themas. Mit diesem Rahmen versuchten wir sodann, das große Thema der Amphibien auf drei wesentliche Kapitel zu beschränken: Wir entschieden uns für die Taxonomie, die Metamorphose und die Bedeutung des Begriffes „Amphib“. Im Bezug auf die Taxonomie wollten wir ein Plakat gestalten, auf welchem die zwei heimischen Ordnungen, sowie namhafte Familien und Gattungen als Beispiele genannt werden sollten. Für die Erarbeitung der Metamorphose zählten wir auf den Fund von Laich, Kaulquappen und Adulti vor Ort. Die Begriffsklärung sollte mit Hilfe eines „Zweibahnschildes“, welches zwischen Land und Wasser stehen sollte, visualisiert werden. Der Ablauf sollte mit einer Begrüßung und Vorbereitung unserer SchülerInnen beginnen: Der alte Froschkönig sucht einen Nachfolger, um sich in seiner Pension beruhigt um die Kaulquappen kümmern zu können. Natürlich wünscht sich der Froschkönig einen verwandten Nachfolger, um über das Königreich der Amphibien zu regieren, daher stehen Vertreter der zwei heimischen Ordnungen zur Wahl (die dritte, nicht heimische Ordnung wollten wir als entfernte, tropische Verwandte erwähnen), die wir auf dem Plakat vorstellen wollten. Anschließend wollten wir uns die Kaulquappen des Königs ansehen und an Hand dieser auf die Metamorphose übergehen – bestenfalls mit Lebendexemplaren, notfalls auch mit Abbildungen. Dann sollten die SchülerInnen in Gruppen aufgeteilt selbst nach Amphibien suchen, um anschließend einen Steckbrief über die wichtigsten Merkmale ihres Tieres, welches sie anfassen und gründlich ansehen sollten, ausfüllen. Da wir zu diesem Zeitpunkt nicht wussten, wie viele SchülerInnen und wie viel Zeit wir pro Durchgang haben würden, wollten wir das selbstständige Suchen und Fangen nur bei einem großen Zeitrahmen durchführen, ansonsten hofften wir, mit von uns gefangenen Individuen auftrumpfen zu können. Zuletzt sollten die Gruppen ihr Tier den anderen Gruppen vorstellen und begründen, warum ihr Tier der Nachfolger des Königs werden sollte. Dabei sollten sie die Stärken der Tiere hervorheben („Der Frosch kann mit seinen langen Hinterbeinen sehr gut springen“). Zuletzt sollten die SchülerInnen unter sich über den Gewinner abstimmen, damit wir als LehrerInnen keine falsche Vorstellung von einem „überlegenen“ Amphib überbringen, sondern die Wahl allein bei den SchülerInnen liegt. Die Gruppenmitglieder des Siegertieres sollten mit Kronen und Gummifröschen zu den Siegern gekürt werden. 154 Schweitzer & Salihovic, Amphibien Wer suchet, der findet... In Marchegg angekommen, hatten wir unser Konzept bereits deutlich umgekrempelt. Wir hatten unsere Pläne verkürzt und auch die Umsetzung verändert, ohne dabei von unseren Lehrzielen abzuweichen. Wir hatten uns nämlich zwei Ziele gesetzt: Die SchülerInnen sollten einerseits eine mögliche Scheu und Abneigung vor Amphibien verlieren und die Tiere am besten auch anfassen; andererseits sollten die SchülerInnen am Ende des Tages wissen, was es mit dem Begriff Amphib auf sich hat. Um unsere Materialien möglichst zu reduzieren, machten wir uns zunächst auf die Suche nach Amphibien. Unsere Ausbeute war sehr erfreulich: Nach zwei Tagen hatten wir etliche Rotbauchunken, zwei Kammmolche, zwei Wechselkröten, zwei Knoblauchkröten und eine Erdkröte, zwei Laubfrösche, einen Moorfrosch, einen Springfrosch und zwei Teichfrösche gefangen. Den größeren Laubfrosch machten wir zum König und bastelten ihm aus Karton ein Schloss, mit welchem wir das Terrarium, welches wir mit einem königlichen Thron und vielen Accessoires ausgeschmückt hatten, verkleideten. Hier sollte das Märchen seinen Ausgang nehmen. Die übrigen Amphibien stellten wir in einigen Terrarien verteilt um das Schloss herum, um an ihnen die Diversität der Amphibien darzustellen und uns das Plakat zu ersparen. Darüber hinaus hatten wir einen MP3-Player mit sechs verschiedenen Tierlauten (Schaf, Huhn, Ente, Wechselkröte, Laubfrosch und Rotbauchunke) mit, welche die SchülerInnen anhören und entscheiden sollten, ob es sich jeweils um den Laut eines Amphibs handelt oder nicht. Im Zuge dessen erklärten wir auch die Lautbildung und die Funktion der Laute. Weiters wollten wir die unterschiedliche Ernährungsweise der Kaulquappen und Adulti darstellen: Dazu hatten wir zur Darstellung der Beweidung bei den Kaulquappen eine kleine Raspel mitgenommen und bei Eva eine Zucchini bestellt, welche die SchülerInnen mit der Raspel bearbeiten sollten; zur Darstellung des Filterns bei den Kaulquappen hatten wir ein Küchensieb und eine Schüssel mit Wasser und Salatstücken vorbereitet. Die Ernährung der adulten Frösche stellten wir mit Hilfe eines „Schnalz-Armbandes“, das wir mit doppelseitigem Klebeband an einem Ende versehen hatten, dar und bastelten Fliegen und kleine Käfer, die wir ebenfalls mit doppelseitigem Klebeband versahen, welche die SchülerInnen mit gestrecktem Armband fangen sollten, wobei sich das Armband zusammenrollte und so den Mechanismus der Froschzunge nachahmte. Die Metamorphose stellten wir weiterhin vor, wobei wir Kaulquappen der Wechselkröte und zwei adulte Wechselkröten gefangen hatten und diese als Lebendexemplare vorzeigen konnten. Laich hatten wir leider keinen gefunden, daher zeigten wir diese auf einer Abbildung. Im Zuge dessen versuchten wir die SchülerInnen die wichtigsten Veränderungen im Habitus und in der Lebensweise von Kaulquappen und Adulti erkennen zu lassen. Als abschließenden Teil wollten wir die Krötenwanderung nachstellen, indem wir die SchülerInnen im Froschsprung über den Kiesweg springen lassen wollten, während wir sie mit einer Schubkarre „überfahren wollen“. Letztendlich blieb uns jedoch keine Zeit für diesen Teil der Station. Nachdem wir nur 30 Minuten pro Durchlauf hatten und am ersten Tag alle drei Durchläufe direkt hintereinander hatten, blieb uns zwischen den einzelnen Gruppen leider keine Zeit für Veränderungen. So machten wir uns nach dem Feedback daran, die Station völlig abzuändern, um von vorherrschenden Lehrer-Schüler-Gesprächen verstärkt auf entdeckendes Lernen überzugehen. 155 Schweitzer & Salihovic, Amphibien Und die Moral von der Geschicht’... ...ohne Spontaneität geht es nicht! Innerhalb der Mittagspause veränderten wir unser Konzept völlig und probierten es auch gleich an den Gruppen beim Freilauf aus. Wir stellten die Terrarien auf Baumstümpfen und einem Tisch auf und beließen den Beginn bei unserem Märchen. Anschließend wurden die SchülerInnen jedoch in zwei Gruppen geteilt, nämlich die Schwanzlurche und die Froschlurche (wir losten die Gruppen aus, wobei ein Gummifrosch für die Froschlurche und ein Gummiwurm für die Schwanzlurche stand). Die Gruppen sollten dabei eine Art ihrer Ordnung wählen und aufschreiben, warum gerade ihr Tier der Nachfolger des Königs werden sollte. Wir gaben ihnen nur einen Zettel und einen Stift, legten ein Buch zur Unterstützung auf und gaben ihnen ein paar Tipps, welche Eigenschaften des Tieres sie sich besonders ansehen sollten (Farbe, Körpergestalt, Gliedmaßen, Hautstruktur etc). Dann ließen wir sie zwanzig Minuten lang bei den Tieren, wobei wir ihnen zuvor gezeigt hatten, wie sie richtig gehalten werden. Es zeigte sich, dass alle bereit waren die Tiere anzufassen und dies auch ganz selbstständig während ihrer Beobachtungen taten. Wir gingen immer wieder an den SchülerInnen vorbei, falls sie uns etwas fragen wollten oder verwiesen sie kurz darauf, auch in das Buch zu schauen und sich ein wenig bei der „Konkurrenz“ umzusehen. Nach zwanzig Minuten ließen wir die Gruppen ihre Beobachtungen vortragen, wobei teilweise richtige Briefe an den König geschrieben wurden und die SchülerInnen viel Kreativität an den Tag legten. Wir entschieden diesmal zu dritt (Flo, Sanela und eine der Lehrerinnen oder ProfessorInnen) über den Sieger und kürten diesen auch ganz feierlich mit Kronen und Naschereien; natürlich bekam auch die zweite Gruppe einen Trostpreis! Resümee Die zwei Unterrichtstage haben uns gezeigt, wie wichtig ein „Plan B“ und Spontaneität beim Unterrichten sind. Nachdem wir beim Feedback gehört hatten, dass wir das uns selbst gesetzte Lehrziel vom entdeckenden Lernen nicht richtig umgesetzt hatten und zu viel Zeit mit Lehrer-Schüler-Gesprächen verbracht hatten, krempelten wir unser Konzept binnen einer halben Stunde völlig um und erlebten bei der nächsten Runde einen unglaublichen Wandel: Nicht nur waren die 30 Minuten viel entspannter und angenehmer, sondern wir merkten auch, wie sehr man sich als LehrerIn aus dem Unterrichtsgeschehen heraus nehmen kann und die SchülerInnen dabei trotzdem hoch motiviert und ertragreich (vielleicht sogar noch motivierter und ertragreicher als sonst) arbeiten. Wir ließen zwar sämtliche „Teilstationen“, die wir zuvor mühsamst in 30 Minuten gepresst hatten, weg, doch die SchülerInnen wussten am Ende teilweise noch mehr als zuvor durch unseren Input und lebten auch noch ihre kreativen 156 Schweitzer & Salihovic, Amphibien Schreibadern aus. Die lebenden Tiere, welche die SchülerInnen selbstständig erforschen konnten, st ellten bereits so eine Faszination dar, dass wir gar keine Spiele und sonstige Methoden anwenden mussten, um die SchülerInnen zum Arbeiten zu motivieren. Wir ließen die Amphibien für sich sprechen und so waren am Ende nicht nur die SchülerInnen, sondern auch wir beide selbst vollauf begeistert! Ach, und da sie nicht gestorben sind, leben alle Amphibien und SchülerInnen noch heute… Literatur Bücher Engelhardt, Wolfgang (2008): Was lebt in Tümpel, Bach und Weiher? Pflanzen und Tiere unserer Gewässer [über 400 Arten]. Stuttgart: Kosmos-Literaturführer. Glandt, Dieter (2008): Heimische Amphibien. Bestimmen – Beobachten – Schützen. Wiebelsheim, AULA Verlag. Grillitsch, Britta (1983): Lurche und Kriechtiere Niederösterreichs. Wien, Facultas Verlag Hofrichter, Robert (1998) Amphibien: Evolution, Anatomie, Physiologie, Ökologie und Verbreitung, Verhalten, Bedrohung und Gefährdung. Augsburg: Naturbuch-Verlag. Kelemen, Julia (1999): Fließende Grenzen. Lebensraum MarchThaya-Auen. Wien: Umweltbundesamt, Distelverein. Grafik: © Google Earth 157 Maria Hölzl, Valerie Schönbeck: Reptilien Reptilien Von Maria Hölzl und Valerie Schönbeck verbunden, das Mittelohr verfügt, außer bei Schlangen, über nur ein Gehörknöchelchen und das Unterkiefer besteht aus mehreren Knochen (Günther, 1996). Fachliches Reptilien allgemein Zu der Gruppe der Reptilien gehören Schildkröten (Testudines) und Schuppenkriechtiere (Squamata). Die Schuppenkriechtiere teilen sich wiederum in Echsen (Lacertalia), zu den die Eidechsen und die Schleichen gehören und in die Schlangen (Serpentes). Reptilien sind im Mesozoikum die dominierende Tiergruppe, werden aber dann von Säugetieren und Vögeln abgelöst. Reptilien sind ovipar und so, im Gegensatz zu Amphibien, auch bei der Fortpflanzung von Wasser unabhängig. Die Eier sind mit einer pergamentartigen oder kalkreichen Schale versehen und dotterreich. Sie werden an Land an günstigen Stellen abgelegt. Im Ei wird der Embryo von einer Embryonalhülle, dem Amnion, umhüllt, das erstmals bei Reptilien auftritt (Wehner, Gehring, 1995). Gemeinsame Merkmale der rezenten Reptilien sind die epidermalen Hornstrukturen (Schuppen, Schilder), die zum Schutz vor Austrocknung dienen. Squamata müssen sich daher häuten (Wehner, Gehring, 1995). Weiters haben sie eine Kloake, die als Geschlechtsöffnung und Exkretionsorgan dient, wobei Männchen über Begattungsorgane verfügen (außer Brückenechsen). Die Befruchtung erfolgt im Inneren des Körpers. Der Schädel der Reptilien ist nur durch einen Gelenkhöcker mit der Wirbelsäule Reptilien regulieren ihre Körpertemperatur durch unterschiedliches Verhalten, da es ihnen nicht möglich ist, sie mithilfe des Stoffwechsels zu regulieren. Benötigen sie Wärme, begeben sie sich an warme Orte oder sonnen sich, benötigen sie Abkühlung, wechseln sie an kältere Orte. Das Phänomen, dass Wärme von außen aufgenommen wird und nicht durch den Stoffwechsel erzeugt wird nennt man ektotherm. Durch die geringere Stoffwechselaktivität verbrauchen Reptilien auch weniger Nährstoffe und können daher im Vergleich mit viel weniger Nahrung als Säugetiere auskommen. Darüber hinaus sind 158 Maria Hölzl, Valerie Schönbeck: Reptilien Reptilien poikilotherm, das heißt ihre Köpertemperatur passt sich der Temperatur ihrer Umgebung an (Campbell et al, 2006). In Marchegg zu erwartende Reptilien sind: • • Testudines: Europäische Sumpfschildkröte Emys orbicularis Squamata: o Eidechsen Zauneidechse Lacerta agilis Smaragdeidechse Lacerta viridis o Schleichen Blindschleiche Lacerta fragilis o Schlangen Ringelnatter Natrix natrix Würfelnatter Natrix tessellata Äskulapnatter Zamenis longissimus Schlingnatter Coronella austriaca Im Folgenden sollen die Tiere, die von uns gefunden wurden, kurz charakterisiert werden. Zauneidechse Lacerta agilis Die Zauneidechse hat einen kräftigen, nicht abgeflachten Körper und einen sich langsam verjüngenden Schwanz. Die Schnauze ist relativ rund. Sie erreicht eine Größe von ca 18-22 cm. Adulte Weibchen weisen eine gelbbraune bis braune Färbung an Rücken und eine cremeweiße bis gelbe Bauchfärbung auf. Seitlich befinden sich die charakteristischen Augenflecke. Adulte Männchen hingegen haben eine auffällige Grünfärbung an Kehle und Bauch. Ihr Rücken und Schwanz sind braun gefärbt und zeigen dunklere Flecken. Zauneidechsen kommen in allen Bundesländern Österreichs zwischen 115-1700 m vor. Bevorzugte Lebensräume sind offene, stark strukturierte Landschaften wie zum Beispiel Waldränder, Trockenrasen, Bahndämme, Feldraine, etc. Wir haben sehr viele Zauneidechsen an der Böschung zur Straße beim Pulverturm gefunden. Die Nahrung der Zauneidechsen setzt sich aus Würmer, anderen Reptilien, Arthropoden oder Spinnen zusammen. Zauneidechsen sind ca. von Ende März bis Anfang Oktober aktiv, wobei die Männchen die Winterquartiere 1-2 Wochen früher verlassen als die Weibchen. Im Frühjahr fällt die Hauptaktivitätszeit in die Mittagsstunden, im Sommer in den Nachmittag. Ende April ist Paarungszeit. Es folgen zwei Eiablagen: Ende Mai bis Ende Juni und Ende Juni bis Ende Juli. Die Gelege haben 9-14 Eier, die entweder in selbstgebauten Röhren oder an günstigen Plätzen unter Steinen, die genug Feuchtigkeit und Wärme bieten, abgelegt werden. Die Inkubationszeit beträgt ca. drei Monate. Blindschleiche Lacerta fragilis Der Körper der Blindschleiche ist schlangenförmig, jedoch ist schnell erkennbar, dass der Schwanz im Vergleich zu Schlangen viel länger ist. Der Schwanz ist klar vom Körper abgesetzt und kann, wie bei Eidechsen auch, abgeworfen werden. Der Kopf ähnelt in der Form dem der Eidechsen. Die Augenlider sind beweglich. Blindschleichen werden bis zu 40 cm lang und sind glänzend braun gefärbt. Die Schuppen sind einheitlich rund, inklusive der Bauchschuppen. 159 Maria Hölzl, Valerie Schönbeck: Reptilien Blindschleichen kommen in allen Bundesländern Österreichs in allen Höhenlagen bis auf hochalpine Lagen vor und besiedeln nahezu alle Vegetationsformen. Besonders häufig findet man sie in weichem, lockerem Substrat wie zum Beispiel Komposthaufen, Rinden Mulch, zerfallendes Totholz, Laubschicht. Ihre Nahrung beschränkt sich auf Würmer und Nacktschnecken. Die Überwinterung erfolgt in Erdlöchern, in denen teilweise bis zu 100 Individuen gemeinsam überwintern. Die Winterquartiere werden zwischen Februar-April verlassen. Es folgt die Paarung, bei der das Männchen das Weibchen am Hinterkopf packt und die Kloake an die des Weibchens presst. Blindschleichen sind vivipar und nach 11-13 Wochen Tragzeit werden die fertig entwickelten Jungen in einer weichen Hülle abgelegt, die sie aber sofort durchstoßen. Ringelnatter Natrix natrix Ringelnattern erreichen eine Länge von 80-140 cm und sind die häufigste Schlangenart Österreichs. Besonderes Merkmal ist die Färbung des Kopfes. Dieser weist zwei auffällig gelbe, halbmondförmige Flecken auf, die vom Rest des Köpers mit zwei schwarzen Flecken abgegrenzt werden. Seitlich ist der Kopf mit vertikalen hell-dunklen Streifen versehen. Die gekielten Rückenschuppen sind meist grau bis schwarz gefärbt, die Bauchschuppen weisen eine weiß-schwarze Musterung auf. Das Verbreitungsgebiet der Ringelnatter reicht von montanen Lagen bis zu 1900 m Höhe bis zu den Tiefebenen in Ostösterreich. Besonders stark vertreten ist sie in Auenlandschaften (z.B. Donau, March, Mur, Salzach, Drau) und an Seen (z.B. Neusiedlersee). Die Ringelnatter ernährt sich hauptsächlich von Amphibien und Fischen und jagt daher im und am Wasser. Daher bevorzugt sie Standorte an Gewässern, die mit gut strukturierten Uferbereichen kombiniert sind und an denen es genug Möglichkeiten zum Sonnen und Verstecken gibt. Um sich zu sonnen, verlässt die Ringelnatter unter Umständen die wassernahen Gebiete. Wir haben sie zum Beispiel unter der Reptilienfolie gefunden. Ringelnattern überwintern unter anderem in Komposthaufen, Kleinsäugerbauten oder Spalten von Mauern. Diese Winterquartiere werden ca. Ende April oder später verlassen und Ende September wieder aufgesucht. Nach der ersten Häutung im Frühjahr findet die Paarung statt. Dabei bilden die Schlangen häufig regelrechte Knäuel, die im Volksmund Schlangennester genannt werden. Die Ablage der Eier erfolgt Ende Juni- Anfang August. Es werden zwischen 5 und 30 Eier abgelegt, häufig an anthropogen beeinflussten Orten, wie zum Beispiel in Sägemehl, Misthaufen, etc. 160 Maria Hölzl, Valerie Schönbeck: Reptilien Würfelnatter Natrix tessellata Die Würfelnatter wird 70-120 cm lang. An der Rückenseite befinden sich stark gekielte Schuppen, die eine bräunlich bis gräulich, z.T. auch grünliche Färbung aufweisen. Die Bauchseite ist hell-dunkel gefärbt und weist das charakteristische Würfelmuster auf. Der Kopf ist klar vom Rumpf abgegrenzt und die Augen und Nasenöffnungen sind nach oben gerichtet. Die Würfelnatter kommt in allen Bundesländern Österreichs, außer Vorarlberg, Tirol und Salzburg vor. Sie bevorzugt klimatisch günstige Gebiete, sowie eher Flach- und Hügelland. Da sie sich vor allem von Fisch, aber auch von Amphibien ernährt, ist sie stark an Gewässer gebunden und bevorzugt Flusslandschaften. Ideale Lebensräume stellen ruhige, klare, naturnahe Gewässer (zum Beispiel Altarme) dar, deren Ufer reich strukturiert sind und genug Versteck-und Sonnenplätze bieten. Die Winterquartiere werden Ende März-Anfang April verlassen und im September wieder aufgesucht. Die Würfelnatter ist tagaktiv und sonnt sich meist am Morgen, um die Idealtemperatur zu erreichen. Danach hält sie sich meist am oder im Wasser auf. Sie ist daher auch an sehr heißen Tageszeiten anzutreffen. Bei Gefahr flüchtet sie stets ins Wasser, wo sie genug Versteckmöglichkeiten hat. Die Jagd erfolgt ebenfalls im Wasser, wo sie der Beute auflauert. Im Frühjahr sind Würfelnattern unter Umständen auch fern von aquatischen Lebensräumen zu finden, da sie Sonnenplätze aufsuchen. Die Paarung erfolgt nach der ersten Häutung im Frühjahr. Ende Juni bis Anfang August werden dann 5 bis 25 Eier abgelegt, die, wie bei der Ringelnatter, auch an anthropogen beeinflussten Plätzen platziert werden. Äskulapnatter Zamenis longissimus Die Äskulapnatter ist die größte Schlange Österreichs und wird bis zu 2 m lang. Der Kopf ist klein, und weist vor allem bei jungen Tieren zwei halbmondförmige gelbe Flecken auf, die jedoch bei 161 Maria Hölzl, Valerie Schönbeck: Reptilien adulten Tieren nicht mehr so deutlich erkennbar sind. Die Schnauze hat eine abgerundete Form, die Augen sind relativ groß und haben runde Pupillen. Die Färbung der Rückenseite kann von braun über gelbbraun bis schwarzbraun oder olivfarben reichen. Die Bauchseite weist eine schwachgelbe bis zitronengelbe Färbung auf. Die Bauchschilder sind leicht gekielt, was der Schlange als Kletterhilfe dient. Sie sind außerdem sehr breit und reichen daher auf beiden Seiten bis zur Flanke. Dadurch ist seitlich ein gelber Streifen erkennbar, auch wenn die Schlange mit dem Bauch aufliegt. Die Verbreitung der Äskulapnatter beschränkt sich auf den submontanen Bereich nördlich und südliche der Alpen auf einer Höhe von 200 bis 600 m. Sie kommt außer in Vorarlberg in allen Bundesländern Österreichs vor. Ihre bevorzugten Lebensräume sind gut strukturierte Gebiete, nach Süden gerichtete Hänge, die sowohl Sichtschutz als auch Sonnenplätze aufweisen. Äskulapnattern ernähren sich vor allem von Kleinsäugern, Vogeleiern und jungen Vögeln. Sie sind sehr gute Kletterer und daher häufig an Bäumen anzutreffen. Typischerweise findet man Äskulapnattern auch an anthropogen geprägten Standorten, wie zum Beispiel Obst- und Weingärten, Bahndämme, Holzstöße und Gebäude. Einer unserer Funde wurde zum Beispiel am Dachboden im Gebälk gemacht, ein anderes Exemplar fanden wir im Erdkeller. Die Hauptaktivitätsperiode reicht von April bis Anfang November. Äskulapnattern sind tagaktiv, an sehr heißen Tagen aber auch in der Dämmerung anzutreffen. Die Paarung findet von Mai bis Juni statt, die Eiablage erfolgt dann von Juni bis Juli. Beim Werben um das Weibchen kann es zu Kommentkämpfen kommen, bei denen sich die Männchen umschlingen und versuchen, den Kopf des Gegners hinunter zu drücken. Die Gelegegrößen betragen ca. 2-11 Stück. Die Eier werden in lockere Substrate, wie zum Beispiel mit Mulch gefüllte Baumhöhlen, Komposthaufen und Sägemehl abgelegt. Nach 6 Wochen schlüpfen die Jungen. Didaktik Lehrziele und didaktisches Konzept Die Lehrziele unserer Station waren, dass die SchülerInnen allgemeine Merkmale von Reptilien kennen, Unterschiede zwischen Blindschleiche und Schlange benennen können, gezielt beobachten und die vorhandenen Reptilienarten benennen und wiedererkennen können. Unser finales didaktisches Konzept zielte darauf ab die SchülerInnen in die Lage von Reptilienforschern zu versetzen. Dies diente als roter Faden, in welchen folgende Fragen eingebettet waren: • Welche Forschungsinteressen könnten ForscherInnen, die sich mit Reptilien beschäftigen, haben? • Wo würden ForscherInnen nach Reptilien suchen? • Wie würden ForscherInnen Terrarien einrichten? • Was würden ForscherInnen an den Reptilien beobachten wollen und warum? Diese Fragen wurden folgendermaßen bearbeitet: Als Einstieg diente die erste Frage, um das Wissen der SchülerInnen zu aktivieren. Dann sollten letztere überlegen, wo in der näheren Umgebung Reptilien zu finden sind. Hierzu konnten sie selbstständig entlang der Hausmauer suchen. Gemeinsam wurde dann anhand der vorgeschlagenen Fundorte (Holzstoß, 162 Maria Hölzl, Valerie Schönbeck: Reptilien Reptilienfolien, Steine,…) die ektotherme und poikilotherme Lebensweise von Reptilien thematisiert. Weiters konnte an dieser Stelle der Realitätseffekt des Freilands besonders gut genutzt werden, da wir zweimal tatsächlich ein Reptil unter der Folie fanden. Danach sollten die SchülerInnen ein Terrarium einrichten. Dazu hatten sie bestimmte Gegenstände zur Auswahl, wobei einige davon gut geeignet waren (Bsp.: Holz, Rinde, Wasserschale, Rindenmulch, Steine, Äste,…) und andere, die unpassend für das Einrichten von Terrarien waren (Bsp.: Bananenschale, Blechdose, Plastik). Durch diese Aufgabenstellung sollten die SchülerInnen angeregt werden, über die jeweiligen Lebensräume der Reptilien nachzudenken und über anthropogene Einflüsse zu reflektieren. Als nächster Schritt wurden die SchülerInnen in zwei Gruppen aufgeteilt. Die Kleingruppen umfassten ca. 2-3 Personen, die jeweils von einer Studentin betreut wurden. Bei den folgenden Aufgabenstellungen stand die Beobachtung der Tiere im Vordergrund. Den SchülerInnen wurde deshalb der Auftrag gegeben, bestimmte Merkmale und Eigenheiten der Tiere zu beobachten, zu beschreiben und eventuell Hypothesen dazu aufzustellen. Die Beobachtungen wurden sowohl an einer Würfelnatter als auch an einer Blindschleiche durchgeführt. Hierbei wurden hauptsächlich auf Unterschiede zwischen Schlangen und Blindschleichen sowie auf Besonderheiten der Individuen eingegangen. Schwerpunkte dabei waren: Funktion der Zunge, Köperaufbau, Färbung, Kieferbau bei Schlangen, Schuppen und Schilde. Abschließendes und vordringlichstes didaktisches Ziel war es, Scheu vor den Reptilien insbesondere vor Schlangen abzubauen und Interesse an ihnen zu wecken. Dies versuchten wir zu erreichen indem die SchülerInnen die Tiere angreifen, fühlen, weiterreichen, um den Arm schlängeln und bestaunen konnten. Reflexion Vorweg ist zu sagen, dass wir im Laufe des Aufenthaltes in Marchegg stark von unserem Ursprungskonzept abgewichen sind und immer wieder neue Konzepte entwickelt haben: Anfänglich war geplant, dass die SchülerInnen die Tiere anhand eines Beobachtungsbogens analysieren und zeichnen. Weiters sollten Hypothesen zu Lebensform, Lebensraum und Körperfunktionen der Tiere aufgestellt werden. Vor Ort mussten wir 163 Maria Hölzl, Valerie Schönbeck: Reptilien jedoch feststellen, dass die Aufgabenstellungen nicht ideal waren. Beispiele hierfür waren die Reihenfolge der Aufgaben, die Formulierung der Aufgaben sowie deren Angemessenheit für das Freiland. Wir beschlossen daher, die Beobachtungsbögen nicht zu verwenden, sondern zu versuchen, die darauf formulierten Aufgaben so zu verändern, dass wir die oben beschriebenen Mängel vermeiden würden. Es folgte ein Konzept, welches bereits die meisten Aufgabenstellungen der finalen Version enthielt. Zusätzlich gab es jedoch weitere beziehungsweise leicht veränderte Aufgabenstellungen: Eine Aufgabe, die wir später strichen, war das Beobachten der Reptilien in den Terrarien. Die Idee war, dass die SchülerInnen anhand der Beobachtungen Rückschlüsse auf Lebensweise und Lebensraum machen. Es stellte sich jedoch heraus, dass dabei sehr viel Zeit verging, in welcher die SchülerInnen nur sehr distanziert mit den Tieren zu tun hatten. Weiters entpuppte sich das Beschreiben der Terrarien als eine sehr künstliche Situation (Bsp.: angeschlagene Scheiben der Terrarien, von Menschen eingerichtete Terrarien, Tiere die durch das Fangen verschreckt waren und kein „repräsentatives“ Verhalten an den Tag legten). Diese gekünstelte Situation führte dazu, dass von den SchülerInnen nicht die von uns erhofften Beobachtungen gemacht werden konnten und wir dazu neigten ihnen vermehrt Suggestivfragen stellten. Aufgrund des eigenen Missfallens der Aufgabenstellung und weil wir fanden, dass die Lehrziele die wir verfolgten, bei anderen Aufgaben abgedeckt werden würden, entschlossen wir uns diese Aufgabe ganz zu streichen. Eine weitere Veränderung war das Aufteilen der Kinder bei den Beobachtungen. Zuerst gingen wir gemeinsam der Reihe nach die einzelnen Reptilien durch. Dazu standen wir vor den Reptilien und den Kindern, weshalb hier eine „Prüfungssituation“/ „Abfragesituation“ entstand. Dies hatte die Auswirkung, dass nur die Aufgewecktesten und die, die am wenigsten Scheu vor den Tieren hatten, Kontakt zu den Tieren suchten und Beobachtungen machten. Das Aufteilen hatte dann den Effekt, dass nur zwei SchülerInnen sich jeweils mit einem Tier beschäftigten, wobei dadurch auch stillere Kinder Beiträge machten. Außerdem war es leichter, in diesem intimeren Rahmen den SchülerInnen die Scheu zu nehmen ohne sie vor den MitschülerInnen zu blamieren. Ein weiterer positiver Aspekt war dann auch, dass die SchülerInnen nahe an das Tier heran konnten und so bessere Beobachtungen machen konnten. Grundsätzlich kann gesagt werden, dass durch das Aufteilen der Kinder viel schneller der Kontakt zu den Tieren hergestellt werden und somit die Scheu abgebaut werden konnte. Eine letzte Änderung betraf das Einrichten der Terrarien. Zuerst hatten die Kinder die Aufgabe, selber Materialien zu suchen mit denen sie das Terrarium einrichten würden. Die Kinder waren hierbei meist sehr unmotiviert und ergriffen den nächstgelegenen Gegenstand der ihnen unter die Augen kam. Wir beschlossen daher selber Materialien zu Verfügung zu stellen und die Schüler entscheiden zu lassen, welche der Materialien sie wählen würden. Die Wahl musste dann auch begründet werden. Durch das Hinzufügen von unpassenden Gegenständen konnten auch anthropogene Einflüsse auf unsere Umwelt besprochen werden. Alles in allem war es zwar sehr anstrengend, unser Konzept ständig überarbeiten zu müssen, jedoch gelang uns durch das ständige Reflektieren und Neuorganisieren ein für uns zufriedenstellender Ablauf am zweiten Tag. Neben den didaktischen Aspekten haben uns die Station und die Auseinandersetzung mit den Reptilien 164 Maria Hölzl, Valerie Schönbeck: Reptilien zusätzlich geholfen, selber unsere Scheu vor Schlangen abzulegen und unsere Artenkenntnis zu erweitern. Literatur Campbell, N. A., Reece, J.B. & J. Markl (Hg.) (2006): Biologie. Pearson, München p. 1115 ff. Cabela A., Grillitsch H. & F. Tiedemann (2001): Atlas zur Verbreitung und Ökologie der Amphibien und Reptilien in Österreich Günther, R. (Hg.) (1996): Die Reptilien und Amphibien Deutschlands. Gustav Fischer Verlag, Jena p. 508 ff. Storch, V. & U. Welsch (2003): Zoologie. Spektrum Akademischer Verlag, Heidlberg Wehner, R. & W. Gehring (1995): Zoologie. Thieme Verlag, Stuttgart p. 766 ff. Websites: http://www.echsenseite.at/content/view/101/126/ http://www.herpetofauna.at 165 Caroline Wedl und Maria Leberl Tierspuren TIERSPUREN Den Tieren dicht auf den Fersen…. von Caroline Wedl & Maria Leberl Jedes Tier hinterlässt im Laufe seines Lebens Spuren. Diese lassen sich in Losungen und Gewölle, Fußspuren, Bauten und Nester und Fraßspuren unterteilen. Neben diesen gibt es noch jede Menge anderer Spuren, so wie Federn, Gallen, Eierschalen, Duftmarkierungen, Skelette und Zahnfunde. Losungen und Gewölle Unter Losungen und Gewölle versteht man unverdauliche Nahrungsbestandteile, die von Tieren ausgeschieden wurden. Wir finden die Spuren der Tiere beispielsweise in Form von ausgewürgte Speiballen (Gewölle) oder auch in Form von Kot, auch Losungen genannt. Dies gibt dem Spurensucher Aufschluss über die Lebensweise, Nahrungszusammensetzung und ebenfalls über das Territorialverhalten. In Gewöllen findet man Reste von Knochen, Fell, Federn, Zähne, Kerne, Chitin, Krebs- oder Muschelschalen. Durch die Zusammensetzung eines Gewölles lässt sich sehr leicht erkennen, was der Vogel frisst und um welche Vogelart es sich handelt. Zum Beispiel haben Eulen und Greifvögel dasselbe Beuteschema. Das Gewölle der beiden Gruppen ist sich sogar in Form, Größe und Farbe sehr ähnlich. Jedoch findet man bei Greifvogelgewöllen fast gar keine Knochenreste. Dies ist auf die 166 Caroline Wedl und Maria Leberl sehr aggressive Magensäure zurückzuführen. Damit können sie Knochen weitgehend auflösen. Außerdem zerstückeln Greifer ihre Beute beim Fressen, so mit nehmen sie schon von vornherein weniger Knochen auf. Bei Losungen sind die Bestandteile dieselben wie bei Gewöllen, hinzu kommen noch abgestoßene Darmzellen, Bakterien und Wasser. Aufgrund von Form, Größe, Konsistenz, Inhalt, Farbe und Geruch lässt sich leicht erkennen ob es sich um einen Fleischfresser oder um einen Pflanzenfresser handelte. Die Losung von Pflanzenfresser ist gekennzeichnet durch unverdauliche Pflanzenreste und eine spezielle Form, die sich als Bohnen oder Kugeln beschreiben lassen. Meistens findet man Losungen von Pflanzenfressern, weil diese viel mehr fressen müssen, da die Pflanzennahrung sehr energiearm ist. Fleischfresserkot ist seltener anzutreffen, weil sie durch ihre eiweißreiche Nahrung weniger aufnehmen müssen. Er besteht aus Resten von Knochen, Haaren und Federn und riecht unglaublich stark. Die Form würde man als länglich walzenförmig bezeichnen, meist ist er an einem Ende zu einer Spitze ausgezogen. Trittsiegel uns Fährten Findet man einen einzelnen Fußabdruck bezeichnet man diesen als Trittsiegel, lässt sich dieser weiterverfolgen so bezeichnet man es als Fährte. Bei Säugetieren unterscheidet man zwischen Sohlengängern, Zehenspitzengängern und Zehengängern. Sohlengänger treten mit der ganzen Fußfläche auf. Sie haben fünf gut entwickelte Zehen und bewegen sich nur langsam fort. Beispiele dazu sind der Bär, der Dachs oder auch der Mensch. Zehengänger sind meistens Raubtiere, Tierspuren diese haben meistens vier Zehen. Zehenspitzengänger bezeichnet man auch als Paarhufer und Unpaarhufer. Unpaarhufer treten nur mit der Spitze der dritten Zehe auf, Paarhufer hingegen treten mit der dritten und vierten Zehe auf. Pferde und Eseln sind in unseren Breitengraden die einzigen Unpaarhufer, Beispiele für Paarhufer wären, Reh, Wildschwein und die Ziege. Am besten findet man Fährten und Trittsiegel auf einem weichen Untergrund, wie zum Beispiel feuchtem Sand oder Schnee. Findet man ein Trittsiegel oder eine Fährte kann man schon sehr viel über das Tier sagen. Man muss die Größe, das Vorhandensein von Schwimmhäuten oder Afterklauen und die oftmals typischen Anordnungen der Trittsiegel berücksichtigen. Bauten und Nester Diese sind eher selten zu finden, da sie meistens sehr gut versteckt sind. Sie werden als Schlafplatz, Aufzuchtstation von Jungtieren, zur Überwinterung oder als Schutzort vor Feinden genutzt. Sie unterscheiden sich nicht nur in Größe, Form und Baumaterial, sondern auch durch ihren Standort. Es gibt Liegeplätze auf dem Boden, einfache Behausungen in Bäumen, aber auch kompliziert verzweigte mehrstöckige Wohnbauten. Soll das Nest zur Jungenaufzucht verwendet werden, so ist die Bauweise abhängig von dem Grad der Selbstständigkeit. Die Jungtiere des Schalenwildes sind bei der Geburt voll entwickelt, somit brauchen sie keine schützende Kinderstätte. Bei den Bauten dieser Arten handelt es sich lediglich um leichte Vertiefungen direkt am Boden. Tiere die ihre Jungen nackt und blind zur Welt bringen benötigen 167 Caroline Wedl und Maria Leberl ein Nest. Sie brauchen besonders in den ersten Lebenstagen einen wärmenden und geschützten Bau. Beispielsweise bauen Eichhörnchen ihre Nester aus Zweigen, Gräsern, Laub und anderen Naturprodukten. Fraßspuren Tierspuren Spurentyp überwunden, eröffnet sich ihm ein spannendes Betätigungsfeld“ (Welche Tierspur ist das, Hecker F., S.88, 2006) Genau diesen Satz nahmen wir uns sehr zu Herzen und waren den ganzen Tag auf „Kötelsuche“ (Köteln= Kot). Wir waren so euphorisch, dass wir sogar unsere Kolleginnen und Kolleggen begeistern konnten uns bei der spannenden Suche behilflich zu sein. Das funktionierte hervorragend, im Gegensatz zu dem Rest. Als die Schüler letztendlich am Montag Vormittag einrauschten (mit muaz an Rausch ) sah unser Plan wie folgt aus: Bei der Nahrungsaufnahme hinterlassen alle Tiere Fraßspuren. Betrachtet man einen Baum, so kann man erkennen welche Tiere an ihm gefressen haben. Unten bei den Wurzeln erkennt man Spuren von Wühlmäusen, an der Rinde lässt sich eine Biberspur erkennen, in Kopfhöhe fressen Rehe und oben im Wipfelbereich nagen die Kletterer (Eichhörnchen, Maus). Konzept 1: Auf den Spuren der Marcheggindianer Konzept 2: Erfolglos im Plastikröhrl Unser Plan war es, die Schüler auf einen von uns ausgesuchten Weg zu schicken, auf dem sie Tierspuren finden sollten. Dazu passend, wollten wir uns als Indianer verkleiden um den Schülern auf diesem Wege erklären wie wichtig Tierspuren früher waren und auch heute noch sind. Wir wollten das gesamte Konzept wie eine Schnitzeljagd aufbauen und den Schülern so wenige Anweisungen geben wie möglich. Wir konnten uns jedoch erst vor Ort überlegen wie genau der Aufbau unserer Station aussieht. Angekommen in Marchegg, waren wir so in die Suche unserer Tierspuren vertieft, so dass wir vollkommen auf unser erstes Konzept vergaßen. „Hat der Spurenkundler erst einmal den anfänglichen Ekel gegenüber diesem unappetitlich anmutenden Wir legen unsere Tierspuren auf einem bestimmten Wegabschnitt aus, wie gesagt in Plastikröhrchen und in weißen, ziemlich unauffälligen Tassen, so dass die Schüler mit Sicherheit nicht daran vorbei gehen konnten und so mit alle Tierspuren bemerken und sehen. Die Schüler stiegen beinahe schon auf die Spuren drauf, weil sie so offensichtlich mitten am Weg gelegen sind. Zu Beginn gaben wir den Schülern eine kurze Einführung in das Themengebiet Tierspuren und schickten sie auch gleich nach ca. 5 Minuten auf den präparierten Pfad. Wir haben ein fixes Ziel in Form eines Baumes, der von einem Bieber angenagt wurde, festgelegt und markiert. Die Schüler waren innerhalb von 7 Minuten am Endpunkt angelangt und haben sich die ausgelegten Tierspuren eigentlich nicht wirklich 168 Caroline Wedl und Maria Leberl genau angeschaut, welches wir ursprünglich geplant hätten. Am Endpunkt angekommen gingen wir gemeinsam wieder den Pfad zurück und besprachen jede Tierspur einzeln durch. Dabei hatten wir die volle Aufmerksamkeit der Schüler und es hat ihnen sichtlich Spaß gemacht. Das einzige Problem an unserem Konzept war, dass die Schüler nur wenige Tierspuren selbst als solche erkannten und somit mussten wir die ganze Zeit reden. Es kam also eher einem Frontalunterricht gleich als einem forschenden Lernen. Konzept 3: Ohne Plan und ohne Röhrln Wir veränderten bei diesem Konzept die Unterrichtsmethode, vom Frontalunterricht zum Lehrer-Schüler- Gespräch und ließen die weißen Tassen und die Plastikröhrchen weg, so dass die Kinder doch etwas mehr suchen mussten. Somit wurde die Suche etwas naturgetreuer, wobei die Tierspuren noch immer mitten am Weg lagen und die Schülerfast darüber stolperten. Dieses Konzept funktionierte im Prinzip genau so wie das Konzept 2, nur war hier wiederrum das Problem, dass wir noch immer zu viel redeten und erklärten. Die Schüler hatten zu wenig Raum um selbst Erkenntnisse zu Tierspuren erlangen und selbstständig zu forschen. Konzept 4: Es wurde immer kalter, jedoch ohne Walter…. Zu guter Letzt am Dienstag nach der Mittagspause hatten wir es doch noch geschafft ein fulminantes Erfolgskonzept zu entwickeln. Dieses sah so aus: Wir legten die Tierspuren links und rechts unseres ursprünglichen Startpunktes aus, ohne jegliche Plastikhilfsmittel und schickten die Schüler nach kurzer Einführung los. Wir erklärten den Schülern, dass sie nun in zweier Teams gegeneinander so viele Tierspuren wie nur möglich finden müssen und diese auch notieren sollen. Jeder Schüler bekam von uns ein Klemmbrett mit einem Zettel und einem Stift als Ausrüstung. Außerdem sollten sie die gefundenen Tierspuren mit Hilfe eines Absperrbandes markieren. Es ging um Gummizeug. Die Schüler waren sofort eifrig bei der Suche und wir ließen sie 15 Minuten suchen. Dann holten wir wieder alle zusammen und jeder durfte eine, besonders interessante Tierspur für sich vorstellen und wir besprachen diese gemeinsam. Zusätzlich diskutierten wir zwei Spuren von denen sie keine Ahnung hatten (Beutelmeisennest und Rehskelett). Danach wurde der Sieger feierlich gekürt und auch die wohlverdienten zweitplatzierten bekamen natürlich ein 169 Caroline Wedl und Maria Leberl Tierspuren paar Gummischlangen. Glücklich über den Erfolg und zufrieden mit dem Gewinn brachten wir sie zur nächsten Station. Ende gut alles gut Unsere Lehrziele waren die Kinder selbstständig arbeiten zu lassen und ihnen beizubringen was Tierspuren sind, dabei haben wir auch darauf hingewiesen wie man sich in der Natur und insbesondere im Bezug auf Tierspuren richtig verhält. Es war uns ein großes Anliegen den Kindern nicht viel zu erzählen, sondern sie selbst erkennen zu lassen. Literaturverzeichnis Hecker, Frank: Welche Tierspur ist das?, Kosmos, Stuttgart, 2006 Richarz, Klaus: Tierspuren, Ulmer, Stuttgart, 2006 Ohnesorge, Gerd: Tierspuren und Fährten in Feld und Wald, Naturbuchverlag, Augsburg, 1995 M. Bouchner: Der Kosmos Spurenführer, Frankh´sche Verlagshandlung, Stuttgart K. Brandt – H.Behnke: Fährten und Spurenkunde, 11. Auflage, Paul Parey Verlag, Bang/Dahlström: Tierspuren, BLV‐Bestimmungsbuch, Reflexion Caro Wenn wir Konzept 1 von Anfang an umgesetzt hätten, hätten wir uns sicherlich viel Zeit und Nerven gespart. Vor allem hätten die Kinder dann bei den ersten Durchgängen auch etwas „davon gehabt“. Leider waren wir, wie oben schon beschrieben so mit unserer Spurensuche beschäftigt, dass wir uns zu wenig auf unser didaktisches Konzept konzertierten. Ich fand es jedoch auch sehr interessant zu sehen, wie wir unsere Kollegen und Kolleginen mit der Spurensuche ansteckten. Kaum waren wir für kurze Zeit im „Basislager“, kamen schon wieder die nächsten mit großen Augen angerannt und hielten uns die nächste Tierspur unter die Nase. Unser Konzept 2 schien für uns im Vorfeld eigentlich recht gut, jedoch wurden wir während der Durchführung eines besseren belehrt. Wir glaubten, dass die Kinder selbst mehr erkennen würden. Allerdings war es eher so, dass die Schüler durch unseren Parcours mehr oder weniger durchliefen, ohne sich wirklich Gedanken über die verschiedensten Tierspuren zu machen. Als wir den Weg wieder zurück gingen und „gemeinsam“ die Spuren besprachen, kamen sie zwar manchmal von selbst auf gewisse Erkenntnisse, im Großen und Ganzen, sprachen aber wir. Erich und Eva hatten uns dann darauf hingewiesen, dass es besser wäre die Plastikröhrln und Plastikschalen wegzunehmen, weil dadurch die Tierpsuren schon relativ ersichtlich und eigentlich kaum zu übersehen waren. (Zur Erklärung: wir hatten die Exponate eigentlich nur in den Plastikbehältnissen, weil wir Angst hatten, dass die Schüler unsere, in mühsamer Arbeit gesammelten, Spuren zerstörten. Denn sie schafften es sogar, obwohl wir mehrfach darauf hingewiesen hatten genau zu schauen, auf die „Ausstellungstücke“ im Platikgefäß zu steigen.) Wir befolgten den Rat der beiden und ließen die Schüler nun bewaffnet mit Clipboards auf die Suche. Somit sind wir jetzt mitten bei Konzept 3 angekommen. Die Schüler sollten jetzt genau notieren, was sie gefunden hatten. Sie mussten es zwar nicht benenn können aber zumindest Vermutungen 170 Caroline Wedl und Maria Leberl darüber aufstellen können. Hier war mehr oder weniger das Problem, dass dies eine reine Burschengruppe war und das ihre letzte Station war und man ihnen die mangelnde Motivation und auch die Müdigkeit schon ansah. Trotz alledem schafften wir es, sie von unserer Station zu begeistern und wir hatten das Gefühl, dass dies die erste halbwegs gelungene Runde war. In dieser Gruppe war ein etwas schüchterner Bursche dabei, bei dem wir merkten, dass er oftmals etwas genauer untersuchen wollte. Der ging jedoch etwas unter, weil die anderen immer davon stürmten und er somit mehr oder weniger gezwungen war, seine Recherchen abzubrechen um Tierspuren ihnen hinterher zu hasten. Wir erzählten von diesem Problem Evi, die uns den Rat gab die Gruppe noch einmal in 2er oder 3er Teams zu teilen. Folglich sind wir beim Konzept 4, dieses wirklich hervorragend funktionierte. „ Ende gut alles gut“. Genauso war es bei uns, dass letzte Konzept war einfach super. Nach unserer sehr kurz gehaltenen Einführung, hatten wir eigentlich eine viertel Stunde nichts zu tun. Die Schüler suchten mit voller Begeisterung von alleine, ohne uns einmal um Rat zu fragen. Wir kamen uns zu Beginn etwas blöd vor, weil wir es nicht gewohnt waren, nicht zu tun. So saßen wir etwas ratlos am Steg und ließen uns die noch vorhandene Sonne am Bauch scheinen. Unsere Kollegen die neben uns ihre Station auf gebaut hatten, fragten uns schon ob wir auf die Kinder vergessen hatten. Leider war bei diesem grandiosen Finish kein Lehrbeauftragter dabei, der unsere bewerten hätte können. Eigentlich hätte Herr Hödl dabei sein sollen, jedoch begann es zu Regnen und er war damit beschäftigt die Kinder einzusammeln. Das war echt schade. 171 Caroline Wedl und Maria Leberl Reflexion Mitzi Im Endeffekt hätten wir uns ein bisschen besser vorbereiten müssen, dann hätten wir nicht die Probleme gehabt, die wir oben beschrieben haben. Aber ich wusste natürlich auch nicht wirklich was uns vor Ort erwartet. Ich nahm alles etwas zu viel auf die leichte Schulter und deshalb mussten wir unser Konzept immer wieder überdenken und überarbeiten. Die Spurensuche machte mir sehr viel Spaß und wir haben auch so einiges gefunden in den March-Auen. Vielleicht auch etwas zu viel, da wir schließlich gar nicht alle gefundenen Tierspuren herzeigen konnten. Die Zeiteinteilung habe ich komplett unterschätzt, aber jetzt weiß ich dass eine halbe Stunde, die wir mit den Kindern eingeplant hatten, viel zu schnell vergeht und man die Schüler und Schülerinnen auch nicht überfordern kann. Zuerst wollten wir, dass die Schüler und Schülerinnen alle Tierspuren sehen und auch noch wissen von welchem Tier diese stammt. Erstens waren die SchülerInnen damit leicht überfordert und zweitens wollten wir ihnen so viel Wissen vermitteln, dass wir im Endeffekt ein Lehrer-Schüler Gespräch führten und komplett darauf vergessen hatten, dass die zu verwendende Methode „selbstständiges lernen“ lautete. Uns schien das Konzept 2 auf dem Zettel sehr gut, nur die Umsetzung war dann doch nicht so toll. Wie gesagt, wir schickten die Kinder durch unseren vorbereiteten Parcours und gingen gemeinsam mit ihnen jede einzelne Tierspur durch. Das größte Problem dabei war eigentlich, dass wir alle Tierspuren wunderschön aufgelegt hatten und die Kinder keinen konkreten Arbeitsauftrag von uns erhielten. Wir haben nur gesagt: „Schauts amal was ihr da so findets am Weg….“. Das war wohl etwas schwammig formuliert und die Kinder „rannten“ mehr oder Tierspuren weniger durch und sie haben sich viele Tierspuren gar nicht näher angeschaut. Sie haben nur gesehen dass hier und da etwas am Boden liegt und sind schnell weitergegangen. So hatten wir uns das nicht vorgestellt. Die Kritik, die wir danach von Herrn Prof. Eder erhielten war absolut berechtigt und wir mussten unser Konzept nochmal überarbeiten. Beim Konzept 3 hatten wir einen konkreten Arbeitsauftrag formuliert und jeder einzelne Schüler bekam einen Zettel und einen Stift mit auf den Weg. Sie sollten sich notieren was sie sehen, auch wenn sie nicht wussten was es ist, sie sollten zumindest bei jeder Nummer(wir nummerierten ja jede Tierspur) etwas stehen haben. Zuerst dachten wir, dass dieses Konzept gut durchführbar wäre, jedoch hatten wir dann das Problem, dass die Schüler manchmal trotzdem nichts hingeschrieben haben, bzw. war es ihnen völlig egal, denn es ging ja auch um nix. Außerdem hatten wir einen Burschen in der Gruppe, der etwas länger brauchte beim anschauen und der auch wirklich überlegte, was diese Tierspur sein könnte oder von wem sie stammt. Nur konnte dieser gar nicht so lange nachdenken, da die restlich Gruppe beinahe durch unseren Parcours durchlief und er schnell nachkommen musste. Der Rat von Evi, dass wir Kleingruppen machen sollten und die Tierspuren nicht gar so offensichtlich mit Plastikröhrchen und diesen weißen Tassen drapieren sollten, erschien uns auch nicht blöd. Weiters wollten wir den Kindern auch einen Anreiz geben, damit sie sich mehr bemühen. Eine Chance hatten wir noch und diesmal musste es einfach klappen. Die letzte Gruppe mit denen wir Konzept 4 probierten erschien uns schon sehr vielversprechend. Es waren sehr interessierte und aufgeweckte Kindern. Wir gaben ihnen also eine kurze Einführung, was Tierspuren eigentlich sind (ca. 5 Minuten) und dann schickten wir eine zweier und eine dreier Gruppe los um 172 Caroline Wedl und Maria Leberl selbstständig 15 Minuten Tierspuren zu suchen und wenn sie eine gefunden haben, sollten sie diese auch markieren. Wir haben die Spuren einfach so wie auch wir sie gefunden haben ausgelegt und haben den Kindern 15 Minuten lang zugesehen. Und auf einmal hat es funktioniert. Genau so hatten wir uns das vorgestellt. Zum ersten Mal waren wir richtig relaxt und konnten es genießen. Ich konnte so richtig an den Gesichtern erkennen, dass es den Kindern unheimlich viel Spaß machte, selber etwas zu suchen und zu markieren. Eigentlich blöd von uns, dass wir nicht gleich darauf kamen, dass das was uns selber am meisten Spaß gemacht hat, auch mit den Kindern zu machen. Nach der besagten viertel Stunde riefen wir alle wieder zusammen und jedes Kind durfte uns eine Tierspur zeigen und auch erklären was sie glaubten von wem diese stammt. Wir gingen mit jedem Kind die aufregendsten Tierspuren durch und so haben wir ihnen zwar nicht alle Tierspuren gezeigt und erklärt, aber die Spuren die wir mit ihnen durchgegangen sind, wissen sie bestimmt heute noch. Alleine weil sie die Spuren selber gefunden haben, glaube ich, ist es besser im Gedächtnis hängen geblieben. Erstaunlich war auch, dass uns die Kinder auch Tierspuren zeigten, die wir selbst noch gar nicht entdeckt hatten. Diese Tatsache machte die Kleinen sichtlich stolz. Am Ende haben wir noch die Gruppe ausgezeichnet, die die meisten Tierspuren gefunden haben. Natürlich bekamen auch die zweit platzierten einen Preis. Mir machten die Kinder einen sehr zufriedenen Eindruck und gelernt haben sie auch noch etwas, wobei sie es gar nicht so gemerkt haben. Tierspuren Ich war sehr glücklich, dass es den Kindern so gut gefallen hat und dass wir letztendlich doch noch ein richtig tolles Konzept umsetzen konnten. Die Zusammenarbeit mit Caro war sowieso super und wir waren komplett auf einer Wellenlänge. Schade, dass wir nicht von Anfang an dieses Konzept umgesetzt haben, aber immerhin können wir behaupten in diesen Tagen wirklich etwas dazu gelernt zu haben Bei der letzten Gruppe hat es ja dann ein Gewitter gegeben und wir mussten abbrechen. Da war ich sehr enttäuscht, weil es doch gerade so gut lief. Aber was soll man machen, der Notfallplan mit heißem Tee am Dachboden hat auch super funktioniert und wir haben alle voll super zusammengearbeitet. So hoffe ich, dass es den Kindern immer in Erinnerung bleiben wird und dass sie mit Freuden an den Tag in Marchegg zurückdenken werden. Ich tue dies bestimmt Nachwort Auf den folgenden Seiten möchten wir noch ein paar Impressionen aus Marchegg einbringen und uns herzlich für die wunderschöne Zeit bedanken! Wir werden es nie vergessen 173 Caroline Wedl und Maria Leberl Tierspuren Eigiiiiiiiiiiiiii !!!!!!!! 174 Caroline Wedl und Maria Leberl Tierspuren 175
