NO-biennal i Falun 28-29 april 2015 Från släktträd till databaser Workshop med koppling till evolution systematik arter Nationellt resurscentrum för biologi och bioteknik (Bioresurs), Uppsala universitet Britt-Marie Lidesten Britt-marie.lidesten@bioresurs.uu.se Darwin 1809-1882
Kursplanen för biologi, åk 7-9 Ur ämnets syfte: Genom undervisningen ska eleverna få inblick i naturvetenskapens världsbild med evolutionsteorin som grund samt få perspektiv på hur den har utvecklats och vilken kulturell påverkan den har haft. Genom undervisningen i ämnet biologi ska eleverna sammanfattningsvis ges förutsättningar att utveckla sin förmåga att genomföra systematiska undersökningar i biologi, och använda biologins begrepp, modeller och teorier Ur Centralt innehåll för åk 7-9: Evolutionens mekanismer och uttryck Naturvetenskapliga teorier om livets uppkomst. Livets utveckling och mångfald utifrån evolutionsteorin. Hur organismer identifieras, sorteras och grupperas utifrån släktskap och utveckling. Nothing in biology makes sense except in the light of evolution. Dobzhansky, 1973 Stämmer det? Har alla områden inom biologin koppling till evolution?
Fylogeni Ett fylogenetiskt träd (släktträd) visar en hypotes om släktskap mellan organismer. Nod Bilder från http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/evo_03
En klad är en gren i ett kladogram (fylogenetiskt träd/släktträd) och visar en monofyletisk grupp där alla är ättlingar till samma förfader.
Tidsaspekten Vi kan få reda på när evolutionära händelser inträffade genom att: - radioaktiva ämnen sönderfaller med viss hastighet. - bergarter har lagrats i en viss ordning och ger en relativ datering. - förändringar i DNA sker med viss hastighet.
Gorillor, människor, schimpanser och bonoboer är alla nu levande. Ingen är mer utvecklad än de andra. Människor och schimpanser delar en gemensam förfader som varken var människa eller schimpans. Sedan utvecklingslinjerna skiljdes åt har utvecklingen gått åt olika håll för de båda arterna.
Bygg ett släktträd Använd några av bilderna på djuren och placera ut dem i ett tänkt släktträd. Rita släktträdet på A3-papper. Förgreningarna i släktträdet visar var väsentliga förändringar i organismernas byggnad har uppstått. Du har nu en hypotes för släktskapet mellan dessa organismer, som kan testas med ett dataprogram för att bygga släktträd. Se National Center for Biotechnology Information (NCBI). Släktträd som byggs med detta program grundas på DNAsekvenser som finns i denna enorma databas.
NCBI, The National Center for Biotechnology Information www.ncbi.nlm.nih.gov Välj: Taxonomy i länklistan t.v. Länken Taxonomy Common tree längst t.h.
Släktträd från NCBI, The National Center for Biotechnology Information 1. Vilka är våra närmaste släktingar? 2. Vilka är fåglarnas släktingar? Skriv in ett artnamn (engelskt eller latinskt) i sökrutan överst. Tryck på Add eller Return. Fortsätt att fylla på valfritt antal arter och efterhand byggs släktträdet ut. Bilden sparas enklast genom att göra en skärmdump (Print Scrn + Alt). Se bild t.v. Stämde din hypotes med släktträdet från NCBI:s hemsida? 3. Valar och partåiga hovdjur (t.ex. grisar och nötkreatur) har gemensamt ursprung (monofyletiska grupper). Valar är närmast släkt med flodhästar. Hur har valarna förändrats? Finns det några spår av ursprunget i kroppsbyggnaden? Även lamadjur och dromedar hör till de partåiga hovdjuren. De är nära släkt trots att de lever på skilda kontinenter. Förklaring? Skelett av en bardval. Wikimedia Commons
Nedan visas ett släktträd med de grupper av djur som representeras av bildkorten: För att enbart se grupper, välj Choose subset överst i listen. För att komma tillbaka till ursprungsträdet, välj Choose. * ** * partåiga hovdjur ** dromedar, lama
Evolutionens mekanismer Fler individer föds än som kan överleva eftersom naturens resurser är begränsade. Egenskaperna hos individerna inom en art varierar i viss grad. Individer med gynnsamma egenskaper får tillgång till mer resurser och därmed större avkomma. Egenskaper är i allmänhet mer eller mindre ärftliga. De individer som är bäst anpassade till miljön får flest överlevande avkomma och sprider därmed sina anlag i större utsträckning än övriga. Variation selektion ärftlighet
Testa evolutionens mekanismer! The evolution experience (Natural History Museum, London): http://www.nhm.ac.uk/natureonline/evolution/what-isevolution/natural-selectiongame/the-evolutionexperience.html Vilka slutsatser kan man dra från experimentet? Finns det andra modellförsök som liknar detta?
Testa evolutionens mekanismer med strandsnäckor http://www.kubbongen.tmbl.gu.se/start.html Bygger på forskning av Kerstin Johannesson, professor i marin ekologi. Här kan man studera hur två olika miljöer (krabbstrand och stormstrand) inverkar på urvalet av egenskaper hos strandsnäckor. - sortera för att se om strandsnäckor på krabbstranden skiljer sig från strandsnäckor på stormstranden. - Pröva hur respektive snäcktyp fungerar i de båda miljöerna. - Testa det naturliga urvalet.
Organismer Hur kan djur av olika slag illustrera evolutionens mekanismer och evolutionära utvecklingssteg? Exempel på djur som är enkla att studera i klassrummet: Vandrande pinnar och vandrande löv Bladlöss Gråsuggor Artemia Fler exempel?
Vad visar Vandrande pinnar, vandrande löv och bladlöss? Vilken betydelse har: Utseendet? Fortplantningssättet? Både könlig och könlös fortplantning förekommer. Hos bladlusen sker könlös fortplantning under sommaren och könlig fortplantning på hösten. Symbiosförhållanden: Bladlöss bildar s.k. honungsdagg, en söt vätska som utsöndras från bakkroppen och som myror är mycket förtjusta i. Myrorna skyddar bladlössen från rovdjur. Bladlöss har bakterier som lever inne i specialiserade celler och som överförs via äggen till nästa generation. Bakterierna hjälper bladlössen att få näringsämnen. Bilder från Myller/Bioresurs Se Bi-lagan nr 2 2003 och nr 3 2009 (www.bioresurs.uu.se).
Artemia Vilka evolutionära frågeställningar är intressanta att diskutera utifrån exemplet Artemia? Artemia lever i grunda saltvattenssjöar som tidvis torkar ut. De överlever genom att bilda ägg som klarar uttorkning och kan väckas till liv efter många år. Till det yttre har Artemia ändrats mycket lite sedan triasperioden (200-250 miljoner år). Artemialarver (naupliuslarver) används som föda till akvarieyngel.
Referenser: 1. Tema om evolution på Bioresurs hemsida: http://www.bioresurs.uu.se/evolution/evolution1.cfm?page=36&up=93 2. Bi-lagan: nr 3 2008, (temanummer),. Artiklar ur nr 1 2014, nr 3 2009:. Se http://www.bioresurs.uu.se/bilagan.cfm?page=16 3. Linnélektioner, Idéhäfte 6: Efter Linné: http://www.bioresurs.uu.se/skolprojektlinne/pdf/idehafte6.pdf 4. Material från Berkeley om bland annat fylogeni: http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/evo_03 5. Wellcome trust: Big Picture on Evolution: http://www.wellcome.ac.uk/educationresources/education-and-learning/big-picture/all-issues/evolution/index.htm 6. Nordlab: Ämnesdidaktik i praktiken nya vägar för undervisning i naturvetenskap nr 2 oktober 2013. Att förstå naturen från vardagsbegrepp till biologi. Fyra workshops. Björn Andersson m.fl. https://gupea.ub.gu.se/bitstream/2077/10626/1/gupea_2077_10626_1.pdf