08 Anh 8.2 Sem EVOLBIOL

Lehrstuhl Prof.em. Dr. rer. nat. Eberhard G. SCHMIDT Universität Essen, FB 9:
Grundvorlesung BIOLOGIEDIDAKTIK, Bearbeitungsstand vom 30.1.2001
Anhang 8.2: Einführung in die Seminare Evolutionsbiologie SII
WS 1999/2000, SS 2000
Anh 8.2
— 1
Lehrstuhl Biologie und ihre Didaktik, Universität GH Essen
Prof. Dr. EBERHARD G. SCHMIDT
Skript zum
Hauptseminar zur Speziellen Biologiedidaktik S II
Bereich E Biologiedidaktik, Teilgebiet E 2 Spezielle Biologiedidaktik,
 Sommersemester 2000
Evolutionsbiologie als Kursthema der S II
Grundsätze und didaktische Rekonstruktion
Anhang 8.2 :
Einführung in die Seminare WS 1999/2000, SS 2000
zugleich als Beispiel für eine didaktische Rekonstruktion
im Niveau eines Halbjahreskurses Teil der
Grundvorlesung Biologiedidaktik
(im Wintersemester 2000/2001)
Biologie und ihre Didaktik, FB 9, Universität Essen
Januar 2001
Lehrstuhl Prof.em. Dr. rer. nat. Eberhard G. SCHMIDT Universität Essen, FB 9:
Grundvorlesung BIOLOGIEDIDAKTIK, Bearbeitungsstand vom 30.1.2001
Anhang 8.2: Einführung in die Seminare Evolutionsbiologie SII
WS 1999/2000, SS 2000
Anh 8.2
— 2
Gliederung des Anhangs 8:
Evolutionsbiologie als Kursthema der S II
Grundsätze und didaktische Rekonstruktion
Der Anhang 8 setzt sich aus 4 Teilen zusammen, die aus Zeitgründen noch nicht
integriert werden konnten und daher (in verschiedenen Dateien) noch aneinander
gereiht werden:
Anhang 8.1: Evolutionsbiologie als Beispiel für eine Didaktische
Rekonstruktion auf Kursebene in der Grundvorlesung
Anhang 8.2 : Einführung in die Hauptseminare zur
Speziellen Biologiedidaktik Lehramt Biologie SII
WS 1999/2000, SS 2000: Evolutionsbiologie
Anhang 8.3: Vorträge MNU 2000 (Stuttgart, Frankfurt/M.):
Evolutionsbiologie in der Gymnasialen Oberstufe:
Anschaulich, bildend, kritisch gegen Spekulationen.
Anhang 8.4: Vorläufige Literaturübersicht, nach Sachgebieten geordnet.
Danksagung: Ich danke meinem Biologisch-Technischen Assistenten, Herrn J. KAMINSKI,
für die vielfältigen, engagierten Hilfeleistungen und die weitgehende Übernahme der
Schriftleitung des Gesamt-Skriptes der Seminare WS 1999/2000 und SS 2000 (bis WS
1998/99 bei meiner früheren Wiss. Mitarbeiterin KARIN BLOMENKAMP, jetzt Biologische
Station Bruchhausen in Erkrath, deren Stelle bei uns mit meiner Emeritierung per
31.7.2000 ausgelaufen war).
Hinweis: Alle Rechte (wie copy right) der nachstehenden Ausführungen/
Materialien liegen bei meinem Lehrstuhl (bei mir), eine gewerbliche Nutzung ist nur
mit schriftlicher Genehmigung von mir zulässig; bei nicht kommerzieller
Verwendung im Bildungsbereich ist ein ordnungsgemäßes Zitat geboten.
Lehrstuhl Prof.em. Dr. rer. nat. Eberhard G. SCHMIDT Universität Essen, FB 9:
Grundvorlesung BIOLOGIEDIDAKTIK, Bearbeitungsstand vom 30.1.2001
Anhang 8.2: Einführung in die Seminare Evolutionsbiologie SII
WS 1999/2000, SS 2000
Anh 8.2
— 3
Hauptseminar zur Speziellen Biologiedidaktik S II
Bereich E Biologiedidaktik, Teilgebiet E 2 Spezielle Biologiedidaktik
Evolutionsbiologie als Kursthema der S II
Anhang 8.2 Einführung in das Seminar
Prof. Dr. EBERHARD G. SCHMIDT, Biologie & -didaktik, Uni Essen
WS 19999/2000; SS 2000
I. Vorbemerkung zum Skript
Emeritierung und Schicksal des Lehrstuhls
Mit Ablauf des Monats Juli 2000 wurde ich (altersgemäß) emeritiert, führe jedoch
die Dienstgeschäfte noch ein Jahr lang weiter. Entfallen ist mit diesem Termin die
Stelle des Wiss. Assistenten. Damit ist unser Arbeitspotiential deutlich
eingeschränkt worden. Das führt zu Verzögerungen bei der Erstellung der
Skripte. Wir bitten, das zu entschuldigen. Ab WS 2000/01 werden die Seminare
wieder auf die Ökologiedidaktik ausgerichtet sein.
Gliederung
Die Übersicht der Referate und Projekte war als Teil I vorangestellt. Als Teil I
folgen hier einige Vorbemerkungen. Teil I, der Haupteil derEinführung, enthält
meine didaktische Analyse zum Kurs-Konzept insgesamt (zur noch
vorläufigen Literaturübersicht vgl. Anhang 8.4).
In den fortlaufend numerierten Text werden (an den passenden Stellen)
einige der Folien aus meiner Einführung (als „Materialien“ in der vorliegenden
Rohfassung) zur Illustration beigegeben (z.T. aus Zeitgründen noch ausstehend!).
Bei Originalen liegt das copy right beim Lehrstuhl, eine gewerbliche Nutzung ist
nur mit schriftlicher Genehmigung möglich, bei Verwendung im Referendariat
(etc.) ist ein ordnungsgemäßes Zitat geboten.
Der Teil B mit den Ausarbeitungen der Referate und der ProjektPräsentationen wird nur als Kopiervorlage bereitgestellt, sie werden hier nicht
integriert!.
Richtlinienbezug
Die Seminare im WS 1999/2000 und im SS 2000 wurden auf die neuen
Richtlinien (von 1999) bezogen, die didaktische Analyse wurde daher auf sie
umgestellt (die Analyse der alten Richtlinien ist als Anhang am Ende beigefügt).
Vorausgesetzt wird die Grundvorlesung Biologiedidaktik aus dem Grundstudium.
Lehrstuhl Prof.em. Dr. rer. nat. Eberhard G. SCHMIDT Universität Essen, FB 9:
Grundvorlesung BIOLOGIEDIDAKTIK, Bearbeitungsstand vom 30.1.2001
Anhang 8.2: Einführung in die Seminare Evolutionsbiologie SII
WS 1999/2000, SS 2000
Anh 8.2
— 4
Zitate der Richtlinien Gymnasiale Oberstufe NRW
Sekundarstufe II: Gymnasium/ Gesamtschule. Richtlinien und Lehrpläne Biologie.
Richtlinien und Lehrpläne für die Sekundarstufe II  Gymnasium/ Gesamtschule in
Nordrhein-Westfalen, 1999.
Schriftenreihe Schule in NRW (Hrsg. MSWWF), Heft 4722. 1. Aufl. 1999. DM 16,80.
Ritterbach-Verlag, Rudolf-Diesel-Str. 5-7, 50 226 Frechen
Gültig bis 1999 waren:
Richtlinien Biologie. Gymnasiale Oberstufe. 1989
(unveränderter Nachdruck der 1.Aufl. von 1981).
Materialien zur Leistungsbewertung Biologie Gymnasiale Oberstufe. 1989
(unveränderter Nachdruck).
II. Didaktische Überlegungen
1 Vorbemerkung
Mit dem WS 1997/98 wurde das Hauptseminar zur Biologiedidaktik mit dem
Thema Didaktik der Evolutionsbiologie (4 SWS, je 2 SWS Referate- und 2 SWS
Projektteil) erstmalig konsequent auch als Grundlage für das 1. Staatsexamen im
Bereich E, Biologiedidaktik (hier das Teilgebiet E2, Spezielle Biologiedidaktik)
gestaltet; vom SS 98 bis zum WS 2000/01 wurde das alternative Angebot
„Ökologiedidaktik“ eingestellt, so daß von diesem WS 1998/99 ab (bis zum SS
2000) nur noch die Evolutionsbiologie angeboten wurde.
Das Thema Evolutionsbiologie ist das Abschlußthema der Gymnasialen
Oberstufe. In Essen gehört Evolutionsbiologie auch zum Regel-Lehrangebot in
Form von Vorlesungen und Seminaren sowie ein Kolloquium der Kollegen BURDA
(Zoologie) und OBE (Genetik.
Die Evolution der Organismen hat seit Ende des vorigen Jahrhunderts für
das Fach Biologie den faszinierenden Glanz einer die ganze Biologie
umspannenden, fundamentalen Theorie. Dieser Glanz überstrahlt jedoch
mancherlei Unstimmigkeiten. Dazu gehören eine oft ungenügende Trennung von
Fakten und Spekulation (insbesondere bei Aussagen zur Kausalität der MakroEvolution), auch Unschärfen schon bei der Definition des Begriffes Evolution
selbst. So wird derzeit in verschiedenen Sachbüchern die Plausibilität der
Selektionstheorie von DARWIN angezweifelt, ja als Mythos dargestellt (z.B.
EICHELBECK 1999). Das ist didaktisch unter dem Aspekt des Bildungswertes zu
hinterfragen. Das ist das eigentliche Anliegen dieses Seminars. Maßgeblich sind
auch die Stärkung der Anschauung als Grundlage des Kurses und die Förderung
der Selbsttätigkeit der Schüler durch Projektarbeit. Als Training dafür sind
Projekte (in Form von didaktischer Analyse der Arbeitsmöglichkeiten in Museen
und Zoologischen Gärten im Umfange von 2 SWS Teil des Seminars.
Ziel des Seminars ist die didaktische Analyse auf Kursniveau (im Sinne der
Didaktischen Rekonstruktion als Diskussion der Kriterien für die Auswahl und
Anordnung der Themen, für ihr Vertiefungsniveau, für ihre naturnahen
Anschauungsmöglichkeiten und die Möglichkeiten des praktischen Arbeiten). Die
Skripte des Seminars vom WS 97/98 und vom WS 98/99 liegen bereits vor, mit
Lehrstuhl Prof.em. Dr. rer. nat. Eberhard G. SCHMIDT Universität Essen, FB 9:
Grundvorlesung BIOLOGIEDIDAKTIK, Bearbeitungsstand vom 30.1.2001
Anhang 8.2: Einführung in die Seminare Evolutionsbiologie SII
WS 1999/2000, SS 2000
Anh 8.2
— 5
diesem Skript folgt die dritte Version. Neu (von uns) sind die Arbeitsbögen zu der
phylogenetischen Systematik am Beispiel der Cephalopoden und der „Fische“
(vgl. die Exkursion zum Löbbecke-Museum WS 98/99) sowie die Korrektur der
Pinguine als schulisches Beispiel für die „BERGMANN’sche Regel“. Mit diesem
Seminar (WS 1999/2000) folgt dann die Aufarbeitung der Zebras (im Zoo) als
anschauliches Beispiel zum Artbegriff.
Damit bereitet das Seminar auch auf das Referendariat vor. Dort steht die
Methodik des Biologieunterrichts, also die Konstruktion von Unterrichtsstunden
und die Optimierung ihrer Umsetzung im Vordergrund, auf die hier (mangels der
Möglichkeiten der praktischen Umsetzung) verzichtet wird.
Die Prinzipien der Speziellen Biologiedidaktik, die dem Seminar zu Grunde
gelegt wurden, sind Gegenstand der Grundvorlesung zur Biologiedidaktik und
wurden dort am Beispiel des Kurses Ethologie spezifiziert. Das Vorlesungsskript
dazu ist (aktualisiert) bei unserer Arbeitsgruppe als Kopiervorlage verfügbar.
Spezielle Biologiedidaktik als akademische Disziplin der Universität wird hier
in Essen für die erste Phase der Lehramtsausbildung an der Universität
ausgerichtet auf die Theorie der Didaktischen Rekonstruktion, also auf die
Diskussion der Kriterien der Themenauswahl (also des Transfers vom Fach
Biologie auf das Schulfach Biologie) nach Maßgabe von Bildungswert/-zielen,
Erziehungsauftrag der Schule und Adressatenbezug mit Schwerpunkt auf den
Inhalten,
ihrer
Strukturierung
und
ihrer
praktischen
Erarbeitung/
Veranschaulichung (im Sinne der biologischen Arbeitsweisen). Die völlige
Umstrukturierung („Rekonstruktion“) zeigt sich an dem Prinzip des
Exemplarischen für die Didaktische Rekonstruktion.
Von Amts wegen ist das (als Minimalanforderung, die dem Lehrer noch [für
etwa ein Drittel der Zeit] Gestaltungsfreiraum beläßt) durch die zuständige
politische Instanz (Ministerium für Schule & Weiterbildung, Wissenschaft &
Forschung, MSWWF des Landes NRW) mit Gesetzeskraft in den Richtlinien und
Lehrplänen geregelt. Die Richtlinien und Lehrpläne sollten daher immer der
Ausgangspunkt der Diskussion der Kriterien der Themenauswahl sein. Sie sind
gerade im Kurs Evolutionsbiologie kritisch sowohl vom fachlichen Hintergrund
her als auch im Hinblick auf den Bildungswert und die anderen genannten
didaktischen Kriterien zu hinterfragen. Das ist eine besondere Aufgabe der
Biologiedidaktik an der Universität. Es war schon in der Einleitung darauf
hingewiesen, daß im Sommer 1999 neue Richtlinien für die Gymnasiale
Oberstufe (neuerdings einschließlich der Gesamtschule!) in Kraft getreten sind,
die für diese Grundlegung in den Mittelpunkt gestellt worden sind.
Die Umsetzung in konkrete Unterrichtsstunden mit detaillierter
Stundengliederung und Spezifizierung der Unterrichtsweisen oder von
schulischen Medien/ Arbeitsbögen oder der Lernerfolgskontrolle (bis hin zu
Abituraufgaben) gehört dagegen zur Methodik und ist in Verbindung von
Seminar-Theorie
und
Unterrichtspraxis
Aufgabe
der
2. Phase
der
Lehramtsausbildung in der Schule und im Studienseminar; auf sie wird hier im
Seminar des Hauptstudiums nicht eingegangen.
Eine breite, aber dennoch erst vorläufige Literatur-Übersicht zum
Themenkreis Evolutionsbiologie ist am Ende angefügt.
Lehrstuhl Prof.em. Dr. rer. nat. Eberhard G. SCHMIDT Universität Essen, FB 9:
Grundvorlesung BIOLOGIEDIDAKTIK, Bearbeitungsstand vom 30.1.2001
Anhang 8.2: Einführung in die Seminare Evolutionsbiologie SII
WS 1999/2000, SS 2000
Anh 8.2
— 6
2. Didaktische Analyse
2.1 Das Prinzip des Exemplarischen bei der Didaktischen Rekonstruktion
Das Fach gibt in sachsystematischer Anordnung einen enzyklopädisch/
typologischen Überblick über das Fachgebiet, der Bezug zu den konkreten
Phänomenen mit ihrer Individualität bleibt ausgespart, die Anwendung auf den
konkreten Einzelfall wird dann oft zu abstrakt (sie wird im Biologiestudium durch
die Praktika und Exkursionen abgedeckt). Das Schulfach muß unter dem Aspekt
des Bildungswertes an ausgewählten Beispielen die allgemeinen Kriterien, den
Denkansatz des Fachgebietes (Paradigma) herleiten, für enzyklopädische
Überblicke ist kein Raum. An diesem Prinzip sind eigentlich auch die Richtlinien
ausgerichtet (stehen es aber nicht sonderlich konsequent durch).
Die Umsetzung der Inhalte des Faches Biologie in die Inhalte des
Biologieunterrichtes wird heute als Didaktische Rekonstruktion bezeichnet.
Maßgeblich sind dabei der Bildungs- und der Erziehungsauftrag der Schule
und die Anpassung an die Lernfähigkeiten der Adressaten (z.B. als
Altersgruppe) und an die Lernbedingungen in der Schule.
Bildung läßt sich mit dem Leitziel „Verständnis von Zusammenhängen“
durch inklusives, ganzheitliches Denken kennzeichnen. Zum Verständnis
gehört dabei (als formaler Bildungswert) das Frageschema für die ProblemLösung
am
ausgewählten
Beispiel.
Das
ist
das
Gegenteil
von
Faktenansammlungen!
Als Richtschnur für die konkrete Umsetzung dieses Leitzieles im
Schulunterricht dienen (in der Biologiedidaktik) die Prinzipien des
Exemplarischen (BERCK, K.-H.: Fundamentalthemen – notwendiges oder nutzloses
Element von Biologiecurricula? MNU 29 (8), 471-474, 1976; Biologieunterricht –
exemplarisch für das Exemplarische. ZfDN 2 (3), 17-24, 1996 sowie
Biologiedidaktik, 1999): An ausgewählten Beispielen soll, ausgehend von einem
konkreten biologischen Phänomen, der betreffende biologische Zusammenhang
(im Sinne der formalen Bildung) stellvertretend für ähnliche Phänomene
fragend/problemlösend hergeleitet werden.
Es reicht dafür also nicht aus, die Inhalte des Faches Biologie nur zu
vereinfachen („Didaktische Reduktion“) oder umzuwandeln (Didaktische
Transformation“), sie müssen vielmehr völlig umstrukturiert werden. Das drückt
der Begriff der Didaktischen Rekonstruktion aus
Lehrstuhl Prof.em. Dr. rer. nat. Eberhard G. SCHMIDT Universität Essen, FB 9:
Grundvorlesung BIOLOGIEDIDAKTIK, Bearbeitungsstand vom 30.1.2001
Anhang 8.2: Einführung in die Seminare Evolutionsbiologie SII
WS 1999/2000, SS 2000
Anh 8.2
— 7
Die für den Unterricht im Sinne des Prinzips des Exemplarischen für den
Unterricht ausgewählten Themen müssen den folgenden Kriterien genügen:
 Inhaltlich (kognitiv) müssen sie das Elementare und das Fundamentale
repräsentieren;
elementar heißt dabei grundlegende Zusammenhänge für das fachliche
Verständnis von Biologie (Fach-Relevanz), fundamental heißt grundlegende
Zusammenhänge für das Selbst- und Weltverständnis des Menschen
(Gesellschafts-Relevanz in Form von naturwissenschaftlicher Bildung).
 Sie sollen Anschaulichkeit durch Ausgang von einem biologischen Phänomen
aus dem Umfeld der Adressaten (Lebensnähe) vermitteln.
Unerläßlich ist die originäre Begegnung als Anschauungsgrundlage für den
Schüler. Dahinter steht auch das für die Naturwissenschaften elementare
Prinzip des Vorrangs des Objektes gegenüber der Deutung und Buchwissen.
Dieses Kriterium wird in den gängigen Kursen zur Evolutionsbiologie
besonders oft verletzt.
 Die Selbsttätigkeit der Schüler hat dabei Vorrang.
 Dazu gehört das praktische Arbeiten, es sind also auch biologische
Arbeitsweisen (als psychomotorische Komponente) einzubringen.
 Methodisch ist das entdeckend [forschend/ fragend] problemlösende
(„genetische“) Lernen anzustreben:
Am Ausgangsphänomen erwächst ein elementar/ fundamentales Teilproblem,
das (gemäß dem Schema für das Experiment im Biologieunterricht) einer
Teillösung zugeführt wird, die ein immer wieder neues Teilproblem aufwirft,
also zu einer Fragekette führt, bis das Exemplum „aufgearbeitet“ ist
(mustergültig für das ökologische Artkonzept schon bei JUNGE 1885).
 Günstig ist es, wenn die Schüler auch Planungsfreiheit erhalten (z.B. durch
Projektarbeit).
 Affektiv sind aus den fundamentalen Zusammenhängen Einstellungen (im
Sinne der Erziehungsziele des BU) zu verändern;
 Es ist auch sozial zu erziehen (Stärkung des Gemeinschaftsgefühls bei
interaktivem Arbeiten, besonders bei Gruppen-/ Projektarbeit).
 Es sind stets die Grenzen der Aussagen (Deutungen) und Rückschlüsse
(erkenntnis-) kritisch zu hinterfragen.
 Es ist immer (angesichts des Aspekts des Fundamentalen und des
Ganzheitlichen) der Bezug zum und der Transfer auf das Alltagsleben
herzustellen.
 Die Beispiele sollen so auch formal bilden: Das Prinzip des Exemplarischen
Lernens vermittelt durch das Prinzip des genetischen Lernens über das
konkrete Beispiel hinaus ein allgemeineres, transferfähiges Verfahren des
naturwissenschaftlichen Problem-Lösens und ist damit ein Beitrag zur
formalen biologischen Bildung.
Lehrstuhl Prof.em. Dr. rer. nat. Eberhard G. SCHMIDT Universität Essen, FB 9:
Grundvorlesung BIOLOGIEDIDAKTIK, Bearbeitungsstand vom 30.1.2001
Anhang 8.2: Einführung in die Seminare Evolutionsbiologie SII
WS 1999/2000, SS 2000
Anh 8.2
— 8
2.2 Der Bildungswert des Kursthemas Evolutionsbiologie
Hier wird zunächst das Prinzip der Didaktischen Rekonstruktion im o.g. Sinne
auf das Kursthema „Evolution“ als Ganzes angewendet (ohne zu enges Kleben an
dem vorstehend skizzierten Schema des Prinzips des Exemplarischen):
Die biologischen Kursthemen von Zellbiologie, Genetik, Physiologie,
Verhaltensbiologie bis zur Ökologie repräsentieren den funktional/ kausalen
Frageansatz der Biologie als empirischer Naturwissenschaft. – Die heute
lebenden Organismen sind aber (wie die Erde insgesamt) auch von ihrer
Geschichtlichkeit, also von ihrer Evolution in der Erdgeschichte, bestimmt.
Deren Untersuchung erfordert einen ganz anderen Denk- und Arbeitsansatz,
muß zugleich (u.a. wegen der Lückenhaftigkeit der direkten Belege, der Fossilien)
oft mit Indizien und entsprechend unsicheren, aber dennoch notwendigen
Schlußfolgerungen auskommen. Dieses ganz andere und elementare Paradigma
der Biologie ist daher unerläßlich für das Biologieverständnis.
Zur Evolutionsbiologie gehört auch die Frage nach dem Ursprung des
Menschen und seiner Evolution, die für das menschliche Selbstverständnis
eine fundamentale Bedeutung hat.
Das Phänomens der Evolution der Organismen ist für die Biologie so
überzeugend, daß die Evolution schon lange als Ordnungskriterium für die
Systematik, also als Maß für die Verwandtschaft der Organismen („natürliches
System"), etabliert worden ist. Wegen der Lückenhaftigkeit der Funde muß die
Phylogenie aber vielfach aus Merkmalen der rezenten Organismen erschlossen
werden (Theorie der phylogenetischen Systematik als praktizierte
Stammbaum-Forschung). Aussagen über die Evolution sind damit immer ein
Konglomerat aus Aussagen über Fossilien als Zeitzeugen der Evolution und aus
Rückschlüssen aus rezenten Formen als dem aktuellen Ergebnis der Evolution.
Zu anderen bedeutet die völlige Akzeptanz einer Evolution der Organismen,
daß für Verwandtschaftslinien ein gleicher Grundbauplan, der innerhalb dieses
Verwandtschaftskreises wieder abgewandelt werden kann, angenommen wird.
Angestrebt wird eine gleichartige Benennung von Organen innerhalb dieses
Verwandtschaftskreises nach der Evolution, also nach der Homologie. Bei starken
Abwandlungen
kann
das
Homologisieren
schwierig
sein
(vgl.
die
Homologisierung der Vorderextremitäten-Knochen beim Vogel oder beim Pferd
mit der fünfstrahligen Tetrapoden-Extremität oder der Knochenbrücke aus
3 Gehörknochen bei Säugetieren). Homologisieren bedeutet also Suche nach dem
Ursprung stark abgewandelter Organe in einem bekannten Verwandtschaftskreis
(nicht umgekehrt Ableitung von Phylogenie, wie Schulbücher und manche
Lehrbücher suggerieren und damit einen Zirkelschluß provozieren!). Dabei gibt es
bis heute ungelöste Probleme (z.B. bei reduziertem Flügelgeäder von Insekten).
Biologiedidaktik muß da aktiv werden.
Lehrstuhl Prof.em. Dr. rer. nat. Eberhard G. SCHMIDT Universität Essen, FB 9:
Grundvorlesung BIOLOGIEDIDAKTIK, Bearbeitungsstand vom 30.1.2001
Anhang 8.2: Einführung in die Seminare Evolutionsbiologie SII
WS 1999/2000, SS 2000
Anh 8.2
— 9
Der
hohe
Anteil
indirekter
Erkenntnisgewinnung
(zahlreiche
Indizienschlüsse infolge der Lücken in den Belegen) in der Evolutionsbiologie läßt
sich nur dadurch ausgleichen, daß die relevanten Daten aus allen (funktionalen)
biologischen Teilbereichen berücksichtigt und integriert werden. Damit ist die
Evolutionsbiologie außerordentlich anspruchsvoll und in besonderem Maße
integrative Biologie. Sie erfordert aber mit dem anderen Paradigma (der
Geschichtlichkeit des Lebendigen) zugleich einen Transfer.
Damit ist die Evolutionsbiologie einmalig im Lehrkanon der Biologie und in
ihrem Bildungswert unstrittig.
Didaktisch wird daher von einigen Autoren (insbesondere KATTMANN, U., z.B.
Konzeption eines naturgeschichtlichen Unterrichts. ZfDN 1: 29-42, 1995) die
Evolution als das biologische Grundprinzip, als Leitlinie für alle anderen
biologischen Disziplinen gesehen. Das verkennt jedoch das völlig andere
Paradigma der Evolutionsbiologie und das hohe Anspruchsniveau der im
Einzelfall äußerst komplexen Rekonstruktion der Evolution. Eine besondere
Erschwernis liegt überdies darin, daß Evolutionsbiologie und ihre Anwendung in
der Systematik nur noch sehr eingeschränkt zu dem Pflichtpensum des
Studiums gehören und daß daher die fachliche Qualifikation von Studierenden
und Lehrern hinsichtlich des Verständnisses von Evolutionsbiologie und ihrer
erkenntnistheoretischen Problematik oft nur dürftig ist. Evolution als
Grundprinzip des Biologieunterrichts kann daher dazu führen, daß Phrasen das
wirkliche Verständnis der Zusammenhänge überdecken, also gerade Unbildung
betrieben wird. Der starke Bezug der Richtlinien Biologie S I im Gymnasium NRW
schon in der gymnasialen Unterstufe zur Evolution der Wirbeltiere ist daher
kritisch zu beurteilen. Biologie sollte zunächst konsequent auf einfach
verständliche funktionale Zusammenhänge ausgerichtet sein, ehe die
Evolutionsbiologie in der Oberprima den „krönenden und integrierenden
Abschluß“ mit dem Wechsel zum Paradigma der Geschichtlichkeit des
Lebendigen bildet.
Zum
Bildungsauftrag
der
gymnasialen
Oberstufe
gehört
das
erkenntnistheoretische
Hinterfragen.
Dieses
ist
gerade
in
der
Evolutionsbiologie besonders wichtig. Dazu gehört die Sonderung gut belegter
Aussagen (wie Fossilienreihen) von mehr spekulativen Aussagen (wie bei
Fundlücken) bzw. von Extrapolationen und pauschalen Hypothesen (wie bei
Mechanismen der Makroevolution einschließlich der Selektionstheorie von
Darwin).
Didaktisch stellt sich damit das besonders schwierige Problem der Auswahl
aus der riesigen Stoffülle und der geschickten Anordnung. Dazu gehört auch die
Verknüpfung mit einem systematischen Überblick nach den Kriterien der
phylogenetischen Systematik. Hier kommen aber die Lehrer in besonderem Maße
an ihre fachlichen Grenzen: Schon die fachliche Grundlegung im Biologiestudium
weist an den meisten Universitäten hohe Defizite auf, die Schulbiologie verzichtet
in den Richtlinien SII NRW ganz auf die Systematik, die gängigen Schulbücher
bringen aber ein Kapitel zu systematischen Übersichten, aber nur bedingt zu den
Prinzipien der phylogenetischen Systematik.
Lehrstuhl Prof.em. Dr. rer. nat. Eberhard G. SCHMIDT Universität Essen, FB 9:
Grundvorlesung BIOLOGIEDIDAKTIK, Bearbeitungsstand vom 30.1.2001
Anhang 8.2: Einführung in die Seminare Evolutionsbiologie SII
WS 1999/2000, SS 2000
Anh 8.2
— 10
Zum Bildungsauftrag gehört auch die didaktische Aufgabe, die
Grundbegriffe auf Stimmigkeit zu hinterfragen, also zu prüfen, ob die Grenzen
(Definitionen) der Begriffe sich mit den Grenzziehungen der jeweiligen Theorie
decken, daß also die Strukturierung und Problematik des biologischen
Phänomens (hier der Evolution) sich mit der Differenzierung des
Begriffsapparates deckt. Nur dann ist das Verständnis gesichert! Biologiedidaktik,
die Schülern das Verständnis vermitteln soll, muß dabei erheblich sensibler sein
als die professionellen Biologen.
Hier liegt es schon mit dem Begriff Evolution bzw. Evolutionstheorie im
Argen!. Zu trennen ist die Frage nach dem „Daß“ und dem Ablauf der Evolution,
die im naturwissenschaftlichen Sinne als gesichert beantwortet anzusehen ist,
und die Frage nach den Mechanismen (Kausalität), die (mit DARWIN) für die
Veränderlichkeit innerhalb der Arten absolut gewiß beantwortet werden kann, für
die Artaufspaltung als plausibel erscheint, aber für die Makroevolution (Evolution
der großen systematischen [= phylogenetischen] Einheiten keine überzeugenden
Lösungen bietet. Damit ist es für die Schule zwingend, den Begriff „Evolution“
auf das Faktum der Evolution und auf Aussagen über Abläufe (StammbaumFragen) zu beschränken und dem Begriff „Evolutionstheorie“ eineindeutig
alle Aussagen über die Mechanismen der Makroevolution zuzuordnen! Aus
dem Begriff Evolution sind damit alle Veränderlichkeiten innerhalb von Arten
(„Mikoevolution“), die als Überlebensstrategien der Arten funktional verständlich
sind (wie die „Fitness-Theorie“ der Ökoethologie), auszuklammern. Dazu sind das
Phänomen der „Stabilität der Artschranke“, auch die beachtliche zeitliche
Dimension von Artaufspaltungen (bei „höheren“ Tieren) deutlich zu machen. Hier
bestehen in der Biologie (aus vordergründigen Motiven) erhebliche Fehlleistungen
(vgl. z.B. den Buchtitel „Evolutionsprozesse im Tierreich“ [Hrsg. B. STREIT;
Birkhäuser1990] unter dem fast durchgehend innerartliche Veränderungen als
„Evolutionsprozesse“ beschrieben werden)!
2.3 Kriterien der formalen Bildung bei der Stoffauswahl und -anordnung:
Die Schlüsselfragen der Evolutionsbiologie
Bildung im Sinne von Verständnis von Zusammenhängen bedeutet beim Thema
Evolutionsbiologie zunächst einmal, eine Strukturierung des hoch komplexen
Phänomens in Schlüsselfragen der Bildungs-Theorie der Evolutionsbiologie
umzusetzen. Gerade die Konzepte für Evolutionskurse in der Schule sündigen
hier sehr. Zu der fachlichen Aufarbeitung werden REMANE et al. (1973) und
WUKETITS (1988) besonders empfohlen:

Die Grundfrage nach dem „Ob“ (oder „Daß“):
Hat überhaupt eine Evolution der Organismen stattgefunden?
Und wie ist sie ggf. belegt?
Antwort: Fossilien sind direkte Zeitzeugen für eine Evolution.
Die zahlreichen, bisher geborgenen Fossilien und ihre Evolutionsreihen sind
gut in die besser dokumentierte geologische Veränderung der Erde
eingebunden. Trotz aller Lücken in den Funden ist das Faktum der Evolution
daher naturwissenschaftlich als gesichert anzusehen.
Lehrstuhl Prof.em. Dr. rer. nat. Eberhard G. SCHMIDT Universität Essen, FB 9:
Grundvorlesung BIOLOGIEDIDAKTIK, Bearbeitungsstand vom 30.1.2001
Anhang 8.2: Einführung in die Seminare Evolutionsbiologie SII
WS 1999/2000, SS 2000
Anh 8.2
— 11
Für die Schule stellen sich dabei 2 Schritte:
a) Jede Erdepoche hat weitgehend spezifische Fossilien, ihre eigene Flora
und Fauna, die mehrheitlich verschieden von der heute Flora und Fauna
ist sind (zu veranschaulichen im Naturkunde-Museum, das Formen
verschiedener Epochen ausstellt).
b) Dabei schließen sich Formen einer Epoche sich an die der
vorhergehenden an, insgesamt entsprechen die Unterschiede der zeitlichen
Abstufung (Evolution i.e.S.)

Die Ablauffrage nach dem „Wie“? (Stammbaumfrage)
Antwort: Die Fossilien haben unterschiedlich große Lücken, z.T. ist der
Stammbaum in großen Zügen gut zu rekonstruieren, gibt es Bindeglieder (wie
den Urvogel Archaeopteryx zwischen Reptilien und Vögeln), z.T. bestehen
deutliche Lücken, es fehlen Bindeglieder („missing links“, z.B. an der Basis der
Chordatiere). Die Evolution ist jedoch ein Geschehen in geologischen
Zeiträumen und daher nicht einer experimentellen Analyse zugänglich und in
den spezifischen Abläufen einmalig, nicht wiederholbar. Der Ablauf der
Evolution kann daher nicht direkt und eindeutig erforscht werden, er ist
vielmehr im Einzelnen nur aus Indizien und Analogie-Schlüssen herzuleiten
und je nach der Indizienlage unterschiedlich gut zu sichern.

Die Frage nach dem Transfer
Hier geht es darum, ob mit der Annahme einer Evolution und der Kenntnis
der Stammbäume Biologische Aussagen in anderem Kontext in einen
schlüssigen Zusammenhang gestellt werden. Hierher gehören die abgestufte
Ähnlichkeit in Entwicklungsstadien („biogenetisches Grundgesetz“ von
HAECKEL: Die Ontogenie ist die Rekapitulation der Phylogenie), die
„rudimentären Organe“ (schon der Begriff setzt Evolution voraus), die
historische Deutung von Verbreitungsbildern (Biogeographie) u.v.a.m. Diese
Fakten werden hier als Stützen der Annahme einer Evolution bezeichnet
und so von den Fossilien als Belegen abgehoben.

Die Frage nach Gesetzmäßigkeiten des Ablaufes, nach Trends
Die Fakten zeigen hier eine große Vielfalt. Stichworte dazu sind lebende
Fossilien neben adaptiver Radiation, diese neben additiver Typogenese;
Konvergenzen (= Analogien; z.B. bei ± stationären Filtrieren, bei großen
Dauerschnellschwimmern
der
Meere
oder
bei
Parasiten)
neben
hochspezifischen, einmaligen Gestaltstypen (wie Diatomeen, Echinodermen)
oder Konvergenzen bei komplexen Molekülen (wie Hämoglobin bei Formen des
sauerstoffarmen Gewässerbodens [z.B. bei der Posthornschnecke, Tubifex,
Zuckmückenlarven] und bei Säugern). Grenzen der Evolution zeigen die
Blattfresser, die vielfältige Bakteriensymbiosen zur Zelluloseverdauung
entwickelt haben, aber nicht die Fähigkeit, Zellulasen zu synthetisieren.
Lehrstuhl Prof.em. Dr. rer. nat. Eberhard G. SCHMIDT Universität Essen, FB 9:
Grundvorlesung BIOLOGIEDIDAKTIK, Bearbeitungsstand vom 30.1.2001
Anhang 8.2: Einführung in die Seminare Evolutionsbiologie SII
WS 1999/2000, SS 2000
Anh 8.2
— 12
Herauszustellen sind auch besondere Leistungen der Evolution,
insbesondere die Co-Evolution von Symbionten, Parasiten, Räuber-BeuteBeziehungen (einschl. Warnen/ Tarnen/ Täuschen, Mimese & Mimikry).
Damit ergibt eine gute Gelegenheit, biologische Vielfalt in den Unterricht (z.B.
als Projektarbeit in Zoos oder Museen) in den Oberstufen-Unterricht
einzubringen.
Evolution ist damit weder nach der Ablaufgeschwindigkeit, noch nach der
Produktivität und dem Potential oder nach den Trends vorhersagbar. Die
realisierte Vielfalt ist Ausdruck der faszinierenden Mannigfaltigkeit des
Evolutionsgeschehens und in den Unterricht anschaulich einzubeziehen.
Damit werden die Maßstäbe für eine Evolutionstheorie (als Theorie der
Mechanismen von Evolution) gesetzt, die Unzulänglichkeit der gängigen
Theorien aufgedeckt.

Die Kausalitätsfrage nach den Evolutionsfaktoren, nach den
Mechanismen der Evolution (Evolutionstheorie i.e.S.)
a) Vordergründig die Frage nach den Faktoren für die Umbildung einzelner
Organe oder für Veränderungen der Allel-Zusammensetzung von
Populationen oder für die Fitness-Selektion innerhalb einer Art (Mikro„Evolution“). Diese Frage ist durch die gängigen Evolutionstheorien geklärt.
b) Die Frage nach den Faktoren der Artaufspaltung (Problem der Speziation):
So können Haustierrassen (z.B. von Hunden) erbfest außerordentlich
verschieden sein, sind aber dennoch nicht auf Artniveau von der Stammart
(Wolf) getrennt (wohl aber von verwandten Arten wie dem Schakal). Hierher
gehören der biologische Artbegriff (mit biologischer Artschranke/
Separation!) und seine Grenzen in der Zeit und im Raum (bei
geographischer Isolation, vgl. Wisent/Bison, Rothirsch/Wapiti). Die Frage
der Artaufspaltung ist mit den gängigen Evolutionstheorien nicht sicher zu
klären, die Extrapolation auf diesen Bereich ist aber plausibel (DarwinFinken).
c) Nach den Faktoren der Evolution der großen phylogenetischen
(Verwandtschafts-) Einheiten (Makroevolution im engsten Sinne;
Evolutionstheorie im eigentlichen Sinne):
Die vorliegenden Evolutionstheorien in diesem eigentlichen Sinne sind
viel zu großzügige, lineare Extrapolationen der Mikroevolution und daher
auch als Plausibilitäts-Überlegungen im naturwissenschaftlichen Sinne nur
Spekulation, keine gesicherten Theorien. Am Beispiel des Eiszeitalters kann
gezeigt werden, daß Evolution vielfach phasenhaft exponentiell und nicht
linear verläuft (praktisch keine neuen Säugerarten in den 100000-200000
Jahren der letzten Eiszeit/ Zwischeneiszeit, erhebliche Evolution während
des gesamten Eiszeitalters von ~1 Mio Jahren). Damit versagt das lineare
Extrapolations-Modell von DARWIN von vornherein. Das erklärt auch das
aktuelle Nebeneinander verschiedener Ansätze (vgl. WUKETITS 1988).
Lehrstuhl Prof.em. Dr. rer. nat. Eberhard G. SCHMIDT Universität Essen, FB 9:
Grundvorlesung BIOLOGIEDIDAKTIK, Bearbeitungsstand vom 30.1.2001
Anhang 8.2: Einführung in die Seminare Evolutionsbiologie SII
WS 1999/2000, SS 2000
Anh 8.2

— 13
Das Problem der Vereinbarkeit von Schöpfungsglauben (Kreationismus; aus
welcher religiös/ philosophischen Einstellung auch immer, also
einschließlich pantheistischer Konzepte: EICHELBECK 1999!) mit den
schulischen Aussagen zur Evolution und zu Evolutionstheorien: Die
Evolution ist (im naturwissenschaftlichen Sinne, vgl. dazu das Leitziel
„Ethik & formale Bildung des naturwissenschaftlichen Arbeitens, Kap. 2.5
des Skripts 2000 zur Grundvorlesung Biologiedidaktik) ein gesichertes
Faktum, hier besteht bei rationaler Weltsicht keine Glaubensspielraum! Die
Makro-Evolution ist dagegen mit den gängigen Evolutionstheorien nicht
hinreichend kausal zu erklären, hier bleibt also Glaubensfreiheit! Auch
die Evolution der Menschen ist als Faktum weitgehend geklärt, aber kausalanalytisch nicht zu fassen: Mechanismen sind naturwissenschaftlich nicht
belegt. – Der Systematiker (weltweit anerkannter Spezialist für Steinfliegen
und andere Wasserinsekten) und Ökologe JOACHIM ILLIES (1925-1982),
Professor an der Uni Gießen und gläubiger Christ (evangelisch/ ökomenisch)
ist ein Beispiel für die Synthese (im vorstehendem Sinne) aus streitbarem
Bekenntnis sowohl zur Evolution als auch zur Religion (vgl. das
Literaturverzeichnis im Anhang 8.4).
2.4 Systematik, Formenvielfalt und anthropogene Einflüsse
Das vorstehend spezifizierte Frageraster orientiert sich allein an der Frage nach
dem Verständnis der Evolution. Vernachlässigt werden dabei:
 Evolution der Organismen erklärt das Phänomen der abgestuften Ähnlichkeit,
die eine hierarchische Ordnung der Formenmannigfaltigkeit (Systematik)
ermöglicht. Mit dem Stichwort „natürliches System“ wurde daher die
Phylogenie zum Ordnungsprinzip für die moderne Systematik und Taxonomie.
Systematik ist damit Ausdruck des aktuellen Bildes vom Stammbaum aller
rezenten Organismen. Er ist aber nur in Ausnahmefällen direkt (an Fossilien)
zu rekonstruieren. Systematik mußte daher eine Theorie entwickeln, die aus
Merkmalen heute lebender Formen die phylogenetische Verwandtschaft
erschließt. Sie stützt sich auf abgeleitete Merkmale, die einmal entstanden
und dann im Prinzip beibehalten wurden (z.B. Wirbelsäule der Wirbeltiere,
Milchdrüsen der Säugetiere) und damit die Verwandtschaft anzeigen
(Synapomorphien). Diese Theorie der phylogenetischen Verwandtschaft und
ihr Ergebnis, das natürliche System, sind damit eine Anwendung und
Konsequenz der Evolutionsbiologie (Ablaufrekonstruktion in Stammbäumen)
und müßten daher zum Lehrkanon des Kurses Evolutionsbiologie gehören.
 Die Formenvielfalt ist Ergebnis der Evolution, aber nicht genereller Trends.
Systematik als Lehre von der Formenmannigfaltigkeit ist damit eigentlich auch
ein Teilgebiet der Evolutionsbiologie.
Lehrstuhl Prof.em. Dr. rer. nat. Eberhard G. SCHMIDT Universität Essen, FB 9:
Grundvorlesung BIOLOGIEDIDAKTIK, Bearbeitungsstand vom 30.1.2001
Anhang 8.2: Einführung in die Seminare Evolutionsbiologie SII
WS 1999/2000, SS 2000
Anh 8.2



— 14
Die Formenvielfalt der Organismen wird gegenwärtig dramatisch durch den
Menschen verändert, auch wenn Arten- und Umweltschutz klein- und
großräumig das z.B. mit amtlichen Inventarien („Rote Listen der gefährdeten
Arten und Biotope“) registrieren und mit z.T. beachtlichen Programmen gegen
zu steuern versuchen. Hierher gehört auch die direkte oder indirekte
Ansiedlung in neuen Gebieten (Neubürger in der Pflanzen- und Tierwelt [wie
die Kaninchen und Kamele in Australien, die Pferde/ Mustangs in
Nordamerika, Bisam und Nutria bei uns]). Auch das gehört eigentlich zum
Kurs Evolutionsbiologie.
Ein Sonderfall der Evolutionsbiologie ist auch die Frage nach den Ursachen
für katastrophales Aussterben vorher blühender Organismengruppen (wie der
Saurier am Ende der Kreidezeit oder Großsäuger am Ende der letzten Eiszeit).
Die Ausweitung des Kurses Evolutionsbiologie auf die Frage nach dem
Entstehen und der Evolution der Erde und des Lebens überhaupt, nach den
großen Entwicklungslinien der Eukarionten (mit Symbiontentheorie für
Chloroplasten und Mitochondrien und den Konsequenzen z.B. für genetische
Verwandtschaftsanalysen auf dem Niveau hoher Taxa) ist von dem
Allgemeininteresse her trotz der teilweise recht spekulativen Ansätze
prinzipiell zu befürworten.
Diese Fragen werden außerschulisch intensiv diskutiert, auch politisch behandelt
(Artenschutzgesetzgebung), führen aber unbeschadet von ihrem Bildungswert
und Schülerinteresse didaktisch ein Eigenleben (Formenvielfalt, Artenschutz)
oder stehen im Abseits (Systematik). Damit ist die Biologiedidaktik gefordert. In
diesem Seminar steht jedoch die praktisch fundierte Umsetzung der
„klassischen“ Themen im Vordergrund.
2.5 Die Vorgaben der neuen Richtlinien & Lehrpläne NRW (1999)
Nach dem Aktionsschema zur Speziellen Biologiedidaktik der Grundvorlesung
stehen die Vorgaben der Richtlinien (& Lehrpläne) am Anfang der Didaktischen
Rekonstruktion. Beim Thema Evolutionsbiologie ist jedoch die GrundsatzDiskussion Grundlage für die didaktische Bewertung der Richtlinien. Sie wird
daher nachgestellt.
Im Vorwort, im Kap. 1 der Richtlinien (Aufgaben und Ziele der gymnasialen
Oberstufe) und im Kap. 1.1 des Lehrplans Biologie (Didaktische Konzeption und
fachliche Anforderungen) werden die Leitziele für die Gymnasiale Oberstufe
formuliert. Neben den Leitzielen zur politischen und zur Persönlichkeits-Bildung
entsprechen sie den vorstehend ausgeführten Prinzipien der Didaktischen
Rekonstruktion nach dem Prinzip des Exemplarischen. Die Selbsttätigkeit der
Schüler hat dabei einen hohen Stellenwert.
Die neuen Lehrpläne Biologie für die Gymnasiale Oberstufe NRW (1999) sind
viel einfacher strukturiert als die alten (vgl. den Anhang). Die 6 von der
Schulkonferenz auszuwählenden Alternativen gibt es nicht mehr, es ist ein
einheitlicher Lehrplan für alle Gymnasien und Gesamtschulen in NRW
vorgesehen.
Lehrstuhl Prof.em. Dr. rer. nat. Eberhard G. SCHMIDT Universität Essen, FB 9:
Grundvorlesung BIOLOGIEDIDAKTIK, Bearbeitungsstand vom 30.1.2001
Anhang 8.2: Einführung in die Seminare Evolutionsbiologie SII
WS 1999/2000, SS 2000
Anh 8.2
— 15
Dafür werden in 3 Bereiche unterschieden:
 I. Fachinhalte einschließlich biologischer Arbeitstechniken
und Arbeitsweisen.
 II. Lernen im Kontext: Die biologischen Phänomene und
Fragestellungen sollen in interdisziplinäre Zusammenhänge
und in Praxisbezüge eingebunden werden.
 III. Umgang mit Fachmethoden (d.h. „Biologische Arbeitsweisen“) und Formen des selbständigen Arbeitens gegliedert.
Die fachlichen Inhalte orientieren sich an den „Kennzeichen des Lebendigen“
(strukturelle Vielfalt und Untergliederungen; Stoff- und Energiewechsel;
Regulation, Reizbarkeit und Verhalten; Existenz in Wechselbeziehungs-Systemen;
Fortpflanzung und ontogenetische Entwicklung; Vererbung; phylogenetische
Entwicklung). Die Stichpunkte zur Evolutionbiologie sind hier fett
hervorgehoben.
Die Organisation des Lebendigen soll als eingebunden in komplexe Systeme
verstanden werden, die in 3 Organisationsebenen zu gliedern sind, die
molekulare, die organismische Ebene und die Ebene der Populationen &
Biozönosen.
Dabei sind die 3 Bereiche, die Kennzeichen des Lebendigen und die
Organisationsebenen zu verknüpfen.
In der Qualifikationsstufe (für die Hochschulreife) der Primen
(Jahrgangsstufen 12/13) sind 4 Leitthemen vorgesehen, darunter:
„Evolution der Vielfalt des Lebens in Struktur und Verhalten“.
Das ist also das Thema unseres Kurses nach den neuen Stoffplänen!
Dabei ist wie bisher nach Grund- und Leistungskursen zu unterscheiden.
Im Sinne des Prinzips des Exemplarischen sind zu den Leitthemen
Schwerpunktvorhaben zu bilden. Zu dem Thema Evolutionsbiologie sind
obligatorisch:
Bereich I (Grund und Leistungskurse):
 Grundlagen evolutiver Veränderung
 Verhalten, Fitness und Anpassung
 Art und Artbildung
 Evolutionshinweise und Evolutionstheorie
 Transspezifische Evolution der Primaten.
Bereich II: Ein Beispiel mit verhaltensökologischem Schwerpunkt,
dazu im Leistungskurs ein weiteres Anwendungsbeispiel.
Lehrstuhl Prof.em. Dr. rer. nat. Eberhard G. SCHMIDT Universität Essen, FB 9:
Grundvorlesung BIOLOGIEDIDAKTIK, Bearbeitungsstand vom 30.1.2001
Anhang 8.2: Einführung in die Seminare Evolutionsbiologie SII
WS 1999/2000, SS 2000
Anh 8.2
— 16
Bereich III: Obligatorisch sind
1. Erstellen eines Ethogramms an einem Beispiel,
2. Ordnen und Vergleichen von biologischer Vielfalt mittels
Homologie-Kriterien,
3. Vergleichen und Beurteilen unterschiedlicher
Analysemethoden,
4. Fallanalyse eines Evolutionsgeschehens,
5. Theoriebildung auf der Basis von Einzelphänomenen
und Hypothesen.
In einer tabellarischen Übersicht werden diese Vorgaben inhaltlich (nach den 3
Bereichen gegliedert) spezifiziert. Damit wird klar, was konkret gemeint ist:
1. Genetische Grundlagen evolutiver Veränderung
(einschließlich der Züchtung von Kulturpflanzen und Haustieren),
2. Fitness-Theorie der Ökoethologie,
3. Art und Artbildung,
4. Belege und Stützen einer Evolution der Organismen, Abläufe und
phylogenetische Systematik sowie „Erklärungsmodelle für Evolution“
(einschließlich des Bezuges zum Schöpfungsglauben).
5. Transspezifische Evolution der Primaten (im Sinne von fossilen
und rezenten „Hinweisen“ zur Evolution des Menschen
und die phylogenetische Stellung der Hominiden).
Dazu gehören das Erstellen des Stammbaums der Menschen und
Verhaltensvergleich von Menschenaffen und heutigen Menschen, die
Entstehung von Sprache, Kunst, Religion, Ethik und Moral der Menschen,
der moderne Mensch im Zwiespalt von Evoluton und technischem Können.
Als Beispiel für eine Abituraufgabe wird die morphologische Deutung einer
Christrose im Kontext Systematik spezifiziert.
Kritikpunkte:
 Das grundlegende Frageschema zur Evolution wird nicht aufgegriffen.
 Die
innerartliche
Veränderung
(genetisch/
Fitness-Selektion)
wird
vorangestellt, ebenso der Artbegriff/ die Artaufspaltung als Grundphänomen
der Evolution. Die gedankliche Trennung dieser beidenPhänomene bleibt
unklar.
 Als gravierender Mangel ist die Gleichsetzung von Fossilien als Zeitzeugen
(Belegen) einer Evolution und von abgestufter Ähnlichkeit von Merkmalen
rezenter Formen, die bei Annahme der Evolution als Faktum in einen SinnZusammenhang gestellt werden und damit die Annahme einer Evolution und
ihrer Abläufe stützen. Für beides wird überdies der vage Begriff „Hinweise“
verwendet. Das belegt grundlegende Mängel im Verständnis von Evolution und
der Anwendung der Leitziele darauf!
Lehrstuhl Prof.em. Dr. rer. nat. Eberhard G. SCHMIDT Universität Essen, FB 9:
Grundvorlesung BIOLOGIEDIDAKTIK, Bearbeitungsstand vom 30.1.2001
Anhang 8.2: Einführung in die Seminare Evolutionsbiologie SII
WS 1999/2000, SS 2000
Anh 8.2


— 17
Das Phänomen Evolution mit ihren vielfältigen Facetten und faszinierenden
Leistungen wird ungenügend eingebracht (es fehlen z.B. Stichworte wie
„lebende Fossilien“, adaptive Radiation, additive Typogenese, Ko-Evolution mit
ihren vielen Erscheinungen), auch wenn diese durchaus anklingen.
Die Stichworte zur kulturellen Evolution des Menschen sind von der
Ausbildung der Biologielehrer nicht abgedeckt und verführen zum
dilettantisch/ unverbindlichen Geplauder statt Unterricht.
Insgesamt ist festzuhalten, daß die Leitziele für den Unterricht in der
gymnasialen Oberstufe gut mit den im Seminar gesetzten übereinstimmen. Die
Kursgliederung und die Schwerpunkt-Setzungen haben dagegen gravierende
Mängel und Unstimmigkeiten zu den Leitzielen sind von daher didaktisch
unzulänglich, sie werden auch nicht der abgestuften erkenntnistheoretischen
Problematik gerecht. jedoch lassen sich die Ansätze des Seminars mit diesen
Richtlinien durchaus verwirklichen. Der Lehrer kann jedoch die Vorgaben
umordnen und ergänzen, so daß bei entsprechender Sachkunde eine
Optimierung möglich ist. Der Schwerpunkt des Seminars auf der
Anschauungsbasis in Museen und Zoologischen Gärten in Form von Projektarbeit
entspricht genau den Leitzielen der Richtlinie & des Lehrplanes. Mit dem
vorgestellten Frageschema wird auch das Bildungsanliegen erfüllt.
Für das Seminar (und für das Teilgebiet Spezielle Biologiedidaktik im
1 Staatsexamen) wird die Kenntnis der Richtlinien/ Lehrpläne und ihre kritische
Beurteilung vorausgesetzt. Für die Referate sind dann die Richtlinien zum
gewählten Thema (hier aus der Evolutionsbiologie), dazu auf jeden Fall die
Handbücher zur Biologiedidaktik, ausgewählte Schul- & Kursbücher und die
entsprechenden Themenhefte der biologiedidaktischen Zeitschriften zu
berücksichtigen (vgl. Übersicht am Ende dieses Beitrages). Weitere
Literaturhinweise finden sich im Anschluß daran (die Liste ist noch vorläufig).
2.6 Biologische Arbeitsweisen
Bei den übrigen biologischen Disziplinen mit funktionell/ kausalen Arbeitsansatz
haben biologische Arbeitsweisen (wie Beobachten, Experimentieren) einen
besonderen Stellenwert (vgl. Skript der Grundvorlesung Biologiedidaktik). In der
Evolutionsbiologie (im Sinne der transspezifischen Evolution) ist das praktische
Arbeiten auf die Analyse von Belegen, den Fossilien, beschränkt und am besten
mit der Arbeit im Museum verbunden. Reproduktionen von Fossilien (wie
Prägedrucke oder Abgüsse z.B. von Hominiden-Schädeln) sind auch für die Arbeit
in der Schule zu beschaffen. Hinzu kommen Rückschlüsse aus rezenten Formen
(z.B. durch Beobachtungen im Zoo [Anpassungen bei sekundären
Wasserbewohnern
wie
Wasservögel,
insbesondere
Pinguine,
oder
Körperproportionen und Bewegungsweisen von Menschenaffen]; vgl. die Projekte
zum Seminar).
Lehrstuhl Prof.em. Dr. rer. nat. Eberhard G. SCHMIDT Universität Essen, FB 9:
Grundvorlesung BIOLOGIEDIDAKTIK, Bearbeitungsstand vom 30.1.2001
Anhang 8.2: Einführung in die Seminare Evolutionsbiologie SII
WS 1999/2000, SS 2000
Anh 8.2
— 18
Zur transspezifischen Evolution gibt es eine Reihe von Konstrukten mit
Modellcharakter. Auf wissenschaftlichem Niveau wurden die „Rhinogradentia“ als
Parodie mit Heiterkeit begeistert aufgenommen: Der zeichnerisch begabte
Karlsruher Zoologe STEINER hatte unter dem Pseudonym HARALD STÜMPKE aus
dem Nasobem von CHRISTIAN MORGENSTERN eine adaptive Radiation konstruiert.
Eine Reihe von Rechenmodellen und Selektionsspielen (u.ä.) sind zur
infraspezifischen „Evolution“ („Mikro-Evolution“) entwickelt worden. Sie können
den Unterricht auflockern. Die Theorien zu den Evolutionsmechnismen (wie
Darwinismus) können anhand von Quellen-Texten anschaulich in den
historischen Kontext gestellt werden. Literatur zu diesen Möglichkeiten wird
gesondert ausgewiesen.
2.7 Diskussion von Gliederungsprinzipien
Die Evolutionsbiologie ist ein komplexes und historisches Phänomen mit
eingeschränkter Quellenlage, daher nicht einfach linear anzuordnen. Didaktisch
stehen sich 3 Prinzipien diametral entgegen:
 Ideengeschichtlicher Ansatz (Ausgang von Lesetexten zu LAMARCK, DARWIN
etc.). Er geht von den Theorien zu Mechanismen der Evolution aus, ohne das
Phänomen
Evolution
zu
klären.
Das
widerspricht
jeden
naturwissenschafltichen und biologie-didaktischen Grundsätzen vom Primat
der Erfahrung vor der Theorie!
 Funktioneller Ansatz, daher Ausgang von der Aussage: „Lebewesen sind
veränderlich“, dargestellt durch Nachweise für die innerartliche Variabilität
(wie Modifikationen bei unterschiedlichen Umweltbedingungen, AllelNeukombinationen und Mutationen und ihrer Durchsetzung in einer
Population oder Auswirkungen der Selektion [Fitness-Theorie der
Soziobiologie/ Etho-Ökologie], wie sich sich in der Haustierzüchtung und
Rückentwicklungen bei Verwilderungen zeigen; auch im Ökologiekurs kann
diese Variabilität [z.B Saisonformen bei Wasserflöhen] eingebacht werden).
Extrapolation dieser experimentell/ anschaulich zugänglichen Phänome auf
die transspezifische Evolution liefert dann die gängigen Theorien zu
Evolutionsmechanismen.
Die
Untersuchung
von
Überlieferungen
(Fossilgeschichte) dient dann nur noch der Illustration des Ablaufes der
Evolution an ausgewählten Beispielen.
 Historischer Ansatz mit Ausgang von ausgewählten Fossilien und der
Problematik ihrer Deutung, der Herleitung von belegten Ablaufbeispielen, der
Verzahnung
mit
der
phylogenetischen
Deutung
rezenter
Formen
(phylogenetische Systematik) und dann erst Beschäftigung mit den Theorien
zu den Evolutionsmechanismen.
In den Basisinformationen zum neuen Handbuch BU SI (HEDEWIG, KATTMANN,
RODI 1998, s.o.) wird zwar hervorgehoben, daß Evolution den Charakter einer
einmaligen, unwiederholbaren (und damit nicht vorhersagbaren) Geschichte hat,
also kein naturgesetzlich ablaufender (funktionaler) Prozeß ist, also historisch
und nicht nomologisch (aus Naturgesetzen) zu erklären ist, dennoch wird (S.2)
zuerst nach den Ursachen für den Verlauf der Evolution (Prozesse und die sie
Lehrstuhl Prof.em. Dr. rer. nat. Eberhard G. SCHMIDT Universität Essen, FB 9:
Grundvorlesung BIOLOGIEDIDAKTIK, Bearbeitungsstand vom 30.1.2001
Anhang 8.2: Einführung in die Seminare Evolutionsbiologie SII
WS 1999/2000, SS 2000
Anh 8.2
— 19
bewirkenden notwendigen und hinreichenden Faktoren) gefragt und dann erst
nach der Rekonstruktion der Entwicklungsgeschichte von Arten und höheren
Taxa. Die Selektion (im Sinne der Theorie DARWINS) erhält damit Priorität über die
historischen Abläufe und die Quellenlage. Es wird ausdrücklich empfohlen, den
Unterricht nicht mit „Fossilien und Vergleichen als Belegen der Evolution“ zu
beginnen, sondern „mit den Evolutionsprozessen“ (im Sinne von Mechanismen;
S.IX). Das ist ein unverständlicher logischer Widerspruch!
Naturwissenschaft baut auf dem Prinzip der Induktion, also des Ausganges von
Fakten, auf und schließt dann erst (im Sinne einer Deutung) die Grundlegung in
einer Theorie an. Diese Theorie hat zwei Stufen (vgl. Tab. S.5), nämlich
1. Die Theorie der graduellen (transspezifischen) Änderungen und entsprechend
gestaffelter gemeinsamer Abstammung der Arten und höheren Taxa und dann
erst
2. Die Theorie der Abänderung durch natürliche Selektion (bei DARWIN; ggf. auch
eines anderen Evolutionsmechanismus).
Die erste Stufe ist unmittelbar plausibel und wird im folgenden nicht
problematisiert, die zweite dagegen kritisch abgehoben. Das gründet sich u.a.
darauf, daß die Evolutionsmechanismen zwar zweifelsfrei für die innerartliche
Variabilität nachgewiesen sind, daß sie aber nicht die Artgrenze und damit eine
Artaufspaltung markieren. So hat die Tierzüchtung bislang trotz erstaunlicher
Unterschiede zwischen der Rassen und der Stammform noch nicht zu neuen
Arten geführt. Auch aus dem Genom ist die Artgrenze nicht ableitbar, sie ist
bislang immer nur noch fortpflanzungsbiologisch zu erkennen, also daran, daß
die Tiere sich bei der Fortpflanzung unter natürlichen Verhältnissen als Partner
akzeptieren (biologische Artdefinition). Das bedeutet übrigens, daß bei
Veränderungen einer Art (ohne Aufspaltung) in der Zeit (ggf. in geologischen
Zeiten) eine Untergliederung in Arten sachlogisch ausgeschlossen ist. Auch bei
räumlich klar getrennten Formen (Rothirsch : Wapiti, Bison : Wisent) ist die
Frage Art oder Unterart nicht objektiv zu klären (ebenso bei Neandertaler und
Jetztzeitmensch). In unserer Fauna haben offenbar auch die etwa 15000 Jahre
Nacheiszeit noch nicht zu sicheren Artaufspaltungen geführt, auch dann nicht,
wenn sich (wie bei Raben- und Nebelkrähe) phänotypisch gut erkennbare
genetische Unterschiede in den eiszeitlich getrennten Arealen ausgebildet haben:
Die beiden Unterarten bleiben zur Brutzeit überraschend scharf getrennt und
haben eine nur schmale und langfristig beständige Vermischungszone.
Die Theoriestufe 1 reicht als Erklärungshilfe für abgestufte Ähnlichkeit z.B.
bei der Keimesentwicklung aus und wird dadurch so überzeugend gestützt, daß
die Evolution zum Ordnungskriterium für die Mannigfaltigkeit der Organismen
(„natürliches System“) gewählt worden ist. Das wiederum erfordert angesichts der
Fossil-Lücken eine eigene Theorie zur Ableitung der natürlichen Verwandtschaft
aus rezenten Formen.
Lehrstuhl Prof.em. Dr. rer. nat. Eberhard G. SCHMIDT Universität Essen, FB 9:
Grundvorlesung BIOLOGIEDIDAKTIK, Bearbeitungsstand vom 30.1.2001
Anhang 8.2: Einführung in die Seminare Evolutionsbiologie SII
WS 1999/2000, SS 2000
Anh 8.2
— 20
In den Lehrplänen und Kurskonzepten zur Evolution haben die Homologie und
die Homologiekriterien einen hohen Stellenwert, werden aber in ihrem Sinn
verkannt. Phylogenetische Verwandtschaft kann nur aus Synapomorphien
erschlossen werden. Dabei ist die Homologie nicht das entscheidende Problem,
sondern die „Lesrichtung“, also die Frage, was ist abgeleitet und was ist
ursprünglich? So sind z.B Vereinfachungen schwer einzuordnen (Beispiel: Ist die
unspezialisierte Menschenhand ursprünglich und sind dann die spezialisierten
Hände der Menschenaffen abgeleitet?).
Wo liegt dann also die Bedeutung der klassischen Homologie-Diskussionen?
Sie war ein Kernproblem der Vergleichenden Morphologie des vorigen
Jahrhunderts. Dabei ging aber nicht um Aufklärung von natürlicher
Verwandtschaft, sondern um die Bewertung stark abgewandelter Merkmale in
einem Verwandtschaftskreis mit Fundlücken. Dabei wurde ein Grundbauplan für
einen jeden Verwandtschaftskreis (z.B. Wirbeltiere oder Vögel oder Säuger)
angenommen, aus dem die verschiedenen, ± abgewandelten Formen hergeleitet
werden sollten. Die Homologisierung (als Zuordnung gleicher Bauplanteile, also
evolutiv gleicher, d.h. homologer Teile unabhängig von ihrer funktionellen
abwandlung) dient dabei auch der Vereinheitlichung der Benennung dieser
Bauplanteile.
Klassisches Beispiel (und Höhepunkt der wissenschaftlichen Leistung) ist die
Homologisierung der 3 Gehörknöchelchen der Säuger. Die Reptilien-Vorfahren
der Säuger hatten ja (wie die rezenten Reptilien und Vögel) nur einen (die
Kolumella, abgeleitet aus dem Hyomandibulare), dafür bestanden die Kiefer
gelenknah aus mehreren Knochen, von denen (so das inzwischen unstrittige
Ergebnis der Homologisierung) zwei (Quadratum, Articulare) in das Innenohr
gewandert sind und dort eine komplexere Funktionseinheit mit der Kolumella
gebildet haben (Hebelapparat, der die Amplitude senkt und dafür den
Schalldruck so erhöht, daß der Übergang der Schalleitung vom Medium Luft in
das Medium Wasser des Innenohres optimiert wird).
Diese Vergleichende Morphologie ist heute als wissenschaftliche Disziplin
unbedeutend geworden, die Ergebnisse sind jedoch fraglos grundlegendes
Gemeingut des Lehrkanons. Für die Schule hat die Problematik des
Homologisierens nur noch geistesgeschichtlichen Wert. Ihre prinzipielle
Bedeutung als Grundlage einer einheitlichen Nomenklatur gemäß des Ablaufes
der Evolution (der Stammbäume) ist jedoch gebührend herauszustellen!
2.7 Vorschlag für ein Kurskonzept zur Evolutionsbiologie in der Oberprima
Ausgegangen wird von Fossilien als Belegen für eine Evolution der Organismen
(im Sinne der Theoriestufe 1), es werden dann Phänomene des Ablaufes unter
Bezug auf phylogenetische Systematik an rezenten Formen hergeleitet. Der
Begriff der Synapomorphie ist als Bezugspunkt dafür herauszustellen.
Konvergenzen (wie die pflanzenähnlichen Gestalten von sessilen Nesselfängern
und mit Tentakeln etc., Reduktion des Kopfes als Sinnespol und
Schutzeinrichtungen
einerseits
und
Freiwasserschwimmer
mit
Hochleistungsaugen oft im gleichen Stamm [z.B. bei Polychäten, vgl. auch
Muschel und Tintenfisch oder sogar innerhalb der Ontogenie bei Polyp und
Lehrstuhl Prof.em. Dr. rer. nat. Eberhard G. SCHMIDT Universität Essen, FB 9:
Grundvorlesung BIOLOGIEDIDAKTIK, Bearbeitungsstand vom 30.1.2001
Anhang 8.2: Einführung in die Seminare Evolutionsbiologie SII
WS 1999/2000, SS 2000
Anh 8.2
— 21
Meduse]) belegen evolutive Plastizität, der Zelluloseabbau bei Blattfressern zeigt
sie bei den vielfältigen endosymbiontischen Verdauungshilfen und Einrichtungen
(z.B. Wiederkäuermagen), zugleich aber die Schwäche, einfach Zellulasen zu
bilden. Die Angepaßtheit von Blüten an spezielle Bestäuber (bis hin zur
Nachahmung von  bei Ragwurz-Arten) dient als Beispiel für Leistungen der
Koevolution. Damit sind die Grundlagen für eine Einführung in die Prinzipien der
Phylogenetischen Systematik am Beispiel der (Klassen der) Wirbeltiere gewonnen.
Diese können dann auf den Menschen angewandt werden. Aus der
„Sonderstellung des Menschen“ (dem Stichwort vor 3 Jahrzehnten) werden dann
Synapomorphien im Vergleich mit den Menschenaffen, insbesondere den
Afrikanern Gorilla und Schimpanse als den nächsten Verwandten. Dabei ist das
Stichwort „aufrechter Gang“ unglücklich, da es das Wesen nicht trifft. Er ist im
übrigen sehr menschenähnlich bei Bären zu sehen. Einmalig nicht nur unter den
Menschenaffen und Affen, sondern bei Säugetieren überhaupt sind dagegen das
ausdauernde aufrechte Gehen und ausdauernd schnelle aufrechte Laufen (vgl. die
Zeiten im Marathonlauf und auf den Langstrecken, die kein Affe [auch nicht
vierbeinig!] annähernd erreicht, aber auch die Laufleistungen z.B. im Fußball
sowie die Freude vieler Menschen am „Joggen“), auch Weit- und Hochsprung
allein mit den Beinen sind (im Vergleich mit den großen Menschenaffen) zu
nennen. Sie erfordern den Gewölbefuß, die Beinproportionen, das schalenförmige
Becken, die federnde Wirbelsäule etc. Schimpansen sind dagegen von uns beim
Klettern am Baum unerreichbar und an das Stemmklettern von ihrem Körper her
gut angepaßt, auch auf allen Vieren im Sprint schneller. Der besondere
Gestaltstyp des Menschen ermöglicht ihm (im Gegensatz zu allen Affen das relativ
schnelle und ausdauernde Schwimmen und das Tauchen. Ein anderer Punkt
sind die Hirngröße und die Intelligenzleistung, aber auch die lange Lernphase
und die „physiologische Frühgeburt“ sowie der besondere Stimmapparat, die die
Sprachformung und damit die besondere, abstrakte Kommunikationsleistung
ermöglicht und den Menschen als ökologisch besonders wirksame Sozietät
begreifen läßt. Aber auch in den Sexualmerkmalen ist der Mensch „unäffisch“:
Kein Sexual-Dimorphismus im Gebiß; minimale Körperbehaarung (damit ist die
spezifische Körperkontur auffällig), aber langes Kopfhaar; Po, dazu bei der Frau
Busen (auch außerhalb der Stillzeiten) und das äußerst merkwürdige Kaschieren
des Östrus [vgl. dagegen die Genital-Schwellungen bei Schimpansen- im
Östrus]). Typisch für den Menschen ist offenbar eine feste Paarbindung und
Familienbildung innerhalb der (ursprünglich) ± geschlossenen Gruppe. Dieser
funktionale Vergleich wird dann ergänzt durch die Fossilgeschichte des
Menschen. In NRW hat dabei der Neanderthaler einen besonderen Stellenwert; er
ist durch ein modernes Museum nahe der Fundstelle gut erreichbar didaktisch
gut erschlossen.
Die innerartliche Variabilität („Mikroevolution“) und ihre Steuerung durch
die Selektion liefert Mechanismen, die die Aufspaltung von Arten plausibel
machen (sie wären aber besser bei den betreffenden Disziplinen wie Genetik,
Soziobiologie zu behandeln!). Die Züchtung ist ein Großexperiment über ~10000
Jahre hinweg zu den Mechanismen („Zuchtwahl“: Mutation + Selektion +
genetische Isolation). Die klassischen Theorien zu den Evolutionsmechanismen
sind dann (beispielsweise über Quellen-Texte im historischen Kontex
Lehrstuhl Prof.em. Dr. rer. nat. Eberhard G. SCHMIDT Universität Essen, FB 9:
Grundvorlesung BIOLOGIEDIDAKTIK, Bearbeitungsstand vom 30.1.2001
Anhang 8.2: Einführung in die Seminare Evolutionsbiologie SII
WS 1999/2000, SS 2000
Anh 8.2
— 22
authentisch) einzubringen, aber als Extrapolation von dem belegten Phänomen
der „Mikoevolution“ auf die ganz andere Dimension der Makroevolution kritisch
zu hinterfragen. Die Ausweitung auf die Evolution der Erde und die Entstehung
des Lebens kann den Abschluß bilden.
Möglichkeiten des praktischen Arbeitens werden in den Projekten aufgezeigt.
Anhang: Diskussion der alten Richtlinien & Lehrpläne NRW
Die Richtlinien (hier Biologie Gymnasiale Oberstufe) spezifizieren die Lernziele (Kap. 1,
S. 14ff.). Sie werden auf oberster Ebene gegliedert in die Erziehungsaufgaben (1.1.1), die
Prinzipien der Wissenschaftspropädeutik (1.1.2) und die „Selbstverwirklichung in sozialer
Verantwortung“ (1.1.3). Hinzu kommen die fachgruppenspezifischen Bildungsziele (1.2)
und die fachspezifischen Lernziele und Lernbereiche (1.3). Dazu gehört auch die
Gegenüberstellung von Fach (1.3.1) und Schulfach (1.3.2). Im Kap. 2 (Lerninhalte)
werden die Kursthemen spezifiziert.
Für das Seminar (und für das Teilgebiet Spezielle Biologiedidaktik im
1 Staatsexamen) wird die Kenntnis dieser grundlegenden Ausführungen vorausgesetzt.
Für die Referate sind dann zum gewählten Thema (hier aus der Evolutionsbiologie) auf
jeden Fall ausgewählte Schul- & Kursbücher, die Handbücher zur Biologiedidaktik und
die
entsprechenden
Themenhefte
der
biologiedidaktischen
Zeitschriften
zu
berücksichtigen (vgl. nachstehende Übersicht). Weitere Literaturhinweise finden sich am
Ende dieses Teils des Skripts (die Liste ist noch vorläufig).
Didaktische Analyse zum Kursthema
1. Amtliche Vorgaben für die Stoffauswahl nach den Stoffplänen der
Richtlinien NRW (alt)
1.1 Einordnung des Themas in den Lehrkanon.
Evolutionsbiologie ist nach den (noch aktuellen) Richtlinien für die Gymnasiale
Oberstufe NRW für die Jahrgangsstufe 13 etwa als Halbjahreskurs in Verbindung
entweder mit Verhaltensbiologie oder mit Ökologie vorgesehen. Deren Umfang richtet
sich nach dem (mit dem Abiturtermin wechselnden) Stundenvolumen in der 13.II.
Die Evolutionsbiologie ist jedenfalls uneingeschränkt abzudecken (vgl. S. 39).
1.2 Stichpunkte zur Evolutionsbiologie und die Anordnung in den Richtlinien
Die Stichpunkte zur Evolutionsbiologie und ihre Anordnung sind in beiden
Alternativen nahezu identisch.
(Numerierung nach dem Kurs in Kombination mit Verhaltensbiologie; Fettdruck:
Pflichtbestandteile für Grund- und Leistungskurs; normal: Alternativ-Vorschläge zur Ergänzung
des Pflichtpensums, die Zahl der Alternativen für den Grundkurs wird der für den Leistungskurs
gegenübergestellt, z.B. heißt "2/6" zwei für den Grundkurs, sechs für den Leistungskurs).
Lehrstuhl Prof.em. Dr. rer. nat. Eberhard G. SCHMIDT Universität Essen, FB 9:
Grundvorlesung BIOLOGIEDIDAKTIK, Bearbeitungsstand vom 30.1.2001
Anhang 8.2: Einführung in die Seminare Evolutionsbiologie SII
WS 1999/2000, SS 2000
Anh 8.2
— 23
Sie sind gegliedert in:
01: Populationsgenetik
Hardy-Weinberg-Gesetz, Allelfrequenzen & Genpool, Berechnung der Allelfrequenzen
in der idealen Population
02: 2/6 alternative Themen der Populationsökologie
03: Mutabilität und Selektion als Evolutionsfaktoren:
Dynamische und stabilisierende Mutation; Mutations- und Selektionsdruck;
Mathematisches Modell einer realen Population (empfohlen: totale Selektion der
reinerbig Rezessiven)
04: 4/7 diverse, z.T. alternative Themen der innerartlichen Variabilität und Selektion
05: Isolation und Gendrift als Evolutionsfaktoren.
06: 2/6 alternative Themen zur Isolation, zum Artbegriff und zur Züchtung
als Modell für Evolution
07: Fallanalyse eines komplexen Evolutionsprozesses (z.B. Darwinfinken)
Faktorenanalyse und synthetischer Theorie im Vergleich zu historischen
Evolutionshypothesen.
08: 4/8 alternative Themen wie Evolutionsgeschwindigkeit, Domestifikation, Analyse eines
„Rassenkreises“, spieltheoretische Evolutionsmodelle, vertiefende Behandlung historisch/
philosophischer Aspekte des Evolutionsgedankens, Evolution von Biozönosen und
Ökosystmen (evolutive Sukzessionen)
09: Transspezifische Evolution
Fallanalyse an einem Beispiel (empfohlen: Pferde), Homologie/ Analogie
10: 2/5 alternative Themen wie adaptive Radiation, Makroevolution (Beispiel Quastenflosser),
vergleichende Analysen zur Regelhaftigkeit tranzspezifischer Evolution
11: 2/4 alternative Themen zur Entstehung des Lebens auf der Erde, zu Organismen
verschiedener Erdzeitalter in vergleichender Betrachtung, zu Homologie-Kriterien und zu
ihrer Anwendung (Kiefergelenk Säugetiere), Methoden und Ergebnisse der relativen und
absoluten Altersbestimmung
12: Evolution des Menschen
Paläontologische Funde, Stammbaum-Hypothesen, Bedingungen der Anthropogenese
13: 2/6 alternative Themen zur Evolution des Menschen
14ff.: Themen der Ethologie, beginnend mit Bezug zur Evolution (14 Evolution neuraler
Strukturen und Funktionen, 15 ethologische Themen, mit Bezug zur Evolution nur 15.1
Homologie on Vrhaltensweisen und Ritualisierung; s.u.).
1.3 Abituraufgabe zur Evolutionsbiologie
Unter den Aufgabenbeispielen, die den Richtlinien Gymnasiale Oberstufe NRW beigefügt
sind, findet sich eine Aufgabe zur Evolutionsbiologie (S.202-203): In Anlehnung an einen Text und
eine Grafik bei MAYR (1967, S. 338/339) soll an Hand des abstrakten Schemas die Artaufspaltung
auf einem Insel-Archipel rein theoretisch ohne Konkretisierung hergeleitet werden. Das ist eine
sachlich und didaktisch dubiose Aufgabe!
Lehrstuhl Prof.em. Dr. rer. nat. Eberhard G. SCHMIDT Universität Essen, FB 9:
Grundvorlesung BIOLOGIEDIDAKTIK, Bearbeitungsstand vom 30.1.2001
Anhang 8.2: Einführung in die Seminare Evolutionsbiologie SII
WS 1999/2000, SS 2000
Anh 8.2
— 24
1.4 Evolutionsbiologische Aspekte im Kursteil Ethologie
Der Kursteil Ethologie wird der Evolutionsbiologie nachgestellt. Die Verknüpfung erfolgt mit dem
verbindlichen Block:
14: Evolution neuronaler Strukturen und Funktionen („Nervennetz bis Zentralnervensystem oder
Evolution des Wirbeltiergehirns“; s.o.).
Mit Bezug zur Evolution ist dann noch unter Ethologie verbindlich:
20: Lern- und einsichtiges Verhalten als evolutionäre Anpassungen.
Als Alternativen mit Bezug zur Evolution sind außerdem angeführt:
15.1: Homologie von Verhaltensweisen und Ritualisierung
19.2: Schlüsselreize: Analyse und evolutive Erklärung (z.B. Bettelverhalten Jungmöwen)
19.7: Ritualisiertes „Übersprung“-Verhalten; stammesgeschichtliche Entwicklung des
Signalcharakters
(z.B. Übersprung-/ Scheinputzen in der Entenbalz).
22.2: Sozialverhalten als Ergebnis biologischer und kultureller Evolution (z.B.
Kommunikationssysteme).
1.5 Evolutionsbiologie in Kombination mit der Ökologie
Bei Kombination mit der Ökologie werden (unter 1-7) aut-/ demökologische Stichpunkte
vorangestellt, (unter 21-23) folgen (synökologische) Wechselwirkungen zwischen Mensch und
Umwelt. Einen direkten Bezug zum Thema Evolution hat dabei der (im Grund- und Leistungskurs
obligate) Block 3: „Wechselwirkung zwischen Organismen und ihre Bedeutung für die Evolution“
mit der Untergliederung in

Intraspezifische Beziehungen (z.B. Populationsstruktur, -dynamik)

Interspezifische Beziehungen (z.B. Räuber-Beute-Beziehung).
1.6 Diskussion der Kombinationen
Die Kombination mit Verhaltensbiologie bzw. Ökologie bedeutet vom Umfang her eine starke
Einschränkung für diese Themenbereiche, sie ergibt sich daraus, daß die 13.II weitgehend der
Abiturprüfung bzw. verlängerten Ferien nach der Schulzeit geopfert wird. Der Hintergedanke bei
der Kombination mit der Evolutionsbiologie liegt hinsichtlich der Verhaltensbiologie in der
Bedeutung der sexuellen Isolation der Arten beim Fortpflanzungsverhalten und der hohen
innerartlichen Selektion (mit der Fitness als Maß) dabei und hinsichtlich der Ökologie bei den
Überlebensstrategien mit entsprechender Selektion bzw. Anpassung (der ökologischen Nischen).
Die Kombinationen sind von daher also sachlich nachvollziehbar.
Das Voranstellen der Evolutionsbiologie bei der Kombination mit der Verhaltensbiologie
widerspricht jedoch nicht nur der Argumentation auf S. 34 der Richtlinie, sondern bedeutet auch
einen logischen Bruch. Hinzu kommt, daß Ökologie bzw. Verhaltensbiologie fast nicht auf die
Evolutionsbiologie bezogen sind. Deren Kombination mit der Evolutionsbiologie erweist sich damit
als eine Notlösung unter dem Druck des Zeitmangels. Dieser ist durch die Kurthemenauswahl
selbst induziert und belegt ein ungenügendes Verständnis für den Bildungswert der
Evolutionsbiologie in den aktuellen Richtlinien zur Biologie in der Gymnasialen Oberstufe NRW.