Evolutionens mekanismer

Evolutionen är en vetenskaplig en teori, som genomsyrar hela den biologiska vetenskapen. Darwins slutsatser som ledde fram till teorin om naturligt urval är fortfarande grundläggande för evolutionsteorin, men den har utvecklats med tiden och bygger idag på fler förklaringsmodeller som exempelvis arvsmassans funktion och genetisk drift. Evolutionens mekanismer förutsätter genetisk variation mellan individer. Alla organismgrupper som finns i dag har förändrats under en lång utvecklingshistoria där miljöns villkor varierat. Vi ser idag mönster och anpassningar som speglar de evolutionära processer som skett hittills. Det går inte att säga att utvecklingen generellt går från enklare till mer komplicerade strukturer och organismer, eller från något sämre till något bättre. Evolutionen har lett till mer komplexa former likaväl som till förenklingar. Evolution har inget mål eller syfte, men det är en process som ständigt pågår.

För yngre elever

Evolution som begrepp nämns inte specifikt i det centrala innehållet i kursplanerna för grundskolans yngre åldrar (åk 1-3), men i det övergripande syftet är det tydligt att evolutionsteorin har en central position i biologiundervisningen. Johanna Frejd som studerat meningsskapande om evolution och djurs utveckling hos barn i förskoleklass motiverar en tidig introduktion till evolution i yngre åldrar utifrån två huvudargument: att barn ofta har en inneboende  nyfikenhet på ”stora frågor” (t ex varför finns så många olika skalbaggar?) som kan mötas med övningar där evolutionära processer diskuteras och att forskning visat att barn redan i femårsålden kan förstå evolutionära begrepp och processer på grundläggande nivå. Läs mer i artikeln Barn i förskoleklass skapar mening om evolution och djurs utveckling (ATENA Didaktik nr 1 2019).

Katter på rymmen

Bioresurs har i samarbete med forskare vid Linköpings universitet och en illustratör tagit fram en serietidning om evolution för mellanstadiet: Katter på rymmen – en svindlande evolutionsresa. Serietidningen har tagits fram bland annat eftersom forskning visar att barn lättare förstår evolution förmedlad genom berättande text än genom faktatext. Formatet gör det även möjligt att illustrera förlopp över tid på ett tydligt och lättsamt sätt. Lärarhandledningen ger didaktiska tips på hur olika avsnitt i berättelsen kan användas för att ta upp evolutionära nyckelbegrepp som variation, ärftlighet och urval. Vi ger också tips på olika aktiviteter och övningar att göra tillsammans med eleverna på temat evolution.

Katter på rymmen (serietidningen, pdf)

Katter på rymmen (lärarhandledning, pdf)

Länk till beställning av klassuppsättning (oktober 2024)

Cats on the run (comic book, pdf)

Order the english version Cats on the run (HT 2024)

Kattdjur i fokus

Genom att använda plastfigurer och färgbilder av olika kattdjur och sedan jämföra med miljöbilder och kartor kan man få igång samtal om likheter, skillnader och anpassningar. Familjen kattdjur innehåller ett 40-tal arter spridda över världen.

Kattdjur i fokus (lärarhandledning, pdf)

Kattdjur och miljöbilder (utskriftsmaterial, pdf)

Kattdjur, namn och fakta (utskriftsmaterial, pdf)

Filurerna och födan

Med olika verktyg och bönor kan man simulera naturligt urval. Filurerna är fiktiva djur som lever en kort tid. Varje spelomgång är en ny generation. Bara de filurer som fått tillräckligt med mat förökar sig. Lärarhandledningen innehåller didaktiska kommentarer och förslag på hur övningen kan utvecklas.

Filurerna och födan (lärarhandledning, pdf)

Filurerna och födan (elevinstruktion, pdf)

Päls med många funktioner

I den här uppgiften kan eleverna fundera på hur djur har anpassats till olika miljöer genom att diskutera i vilken miljö djuret lever i, vilken funktion pälsen har och hur pälsen (eller delar av pälsen) hjälper djuret att överleva.

Päls med många funktioner

Fötter, fenor labbar och tassar

Ibland kan det vara roligt att studera och jämföra kroppsdelar hos olika djur. I den här övningen ska du jämföra olika djurs fötter. Var och hur lever djuret? Är det på land eller i vatten? Är det varmt eller kallt? Varför ser tassarna ut som de gör? Hur används fenorna? Ser fram- och bakben likadana ut? Armar, ben, händer och fötter kan berätta mycket om var ett djur lever och vad det har för livsstil.

Fötter, fenor, labbar och tassar
Lärarkommentarer

Pingviners anpassning

Pingviner har en kompakt kroppsform och små extremiteter som gör att de lättare behåller kroppsvärmen. Ett yttre lager av fjädrar som täcker varandra ger vind- och vattenskydd. Ett späcklager isolerar ytterligare från kylan. En av övningarna är att jämföra hur det känns att stoppa ned handen i iskallt vatten med och utan ett extra fettlager av smör eller kokosfett.

Pingviners anpassning

Evigt liv?

Studera och beskriv variationen hos vitsippor, blåsippor eller andra växter i naturen. Diskutera fördelar och nackdelar med könlig respektive könlös fortplantning, samt på vilket sätt variationen i egenskaper ger en utgångspunkt för evolutionen.

Evigt liv?

Tankekarta och begreppskarta kring evolution

För att få överblick och inspiration till området evolutionen, ta en titt på tankekartan och begreppskarta (se länkar nedan).

Tankekarta kring evolution (pdf)
Begreppskarta evolution (jpg öppnas i ny flik)

Simulering av naturligt urval med PhET

Syftet med simuleringsmodellen Naturligt urval via PhET är att visa på betydelsen av selektion (urval) för olika egenskaper i en kaninpopulation. Faktorer som kan varieras är klimat (tempererat/arktiskt), förekomst av rovdjur (vargar) och olika egenskaper hos kaninerna (pälsfärg, öronform och längd på tänder). Elevinstruktionen består först av styrda uppgifter där man kan jobba i den begränsade modulen Introduktion för att förstå hur simuleringsmodellen fungerar och där illustreras naturligt urval på ett grundläggande sätt med avseende på betydelsen av pälsfärg som skydd mot rovdjur. De sista uppgifterna gör man i modulen Laboration utifrån några förslag på frågeställningar, och som är mer öppna till sin karaktär. I lärarhandledningen har vi gett svarsförslag på de styrda uppgifterna.

PhET Naturligt urval (elevinstruktion)

PhET Naturligt urval (lärarhandledning)

Massdöd och flaskhalsar

När stora förändringar i miljön sker snabbt kan det ge ett så starkt selektionstryck att endast en liten del av en population överlever. De få individer som finns kvar bär bara på en bråkdel av den ursprungliga genetiska variationen som fanns. Slumpen påverkar för många gener vilka varianter som kommer överleva, vilket kallas för en flaskhals (bottleneck, Bottlenecks and founder effets, extern länk). Detta är en kompletterande förklaringsmodell till naturligt urval och som kan förklara hur populationer förändras och nya arter utvecklas.

Modellförsök med petflaskor för bottlenecks (elevinstruktion, pdf)

Människans päls

Läs om människans päls. Artikel från Bi-lagan

Läs mer i artiklarna nedan:

• Robert Kronstrand. Det hänger på håret Artikel i Bioscience explained Vol 2 Nr 1
• Sandra Wilde m.fl. Direct evidence for positive selection of skin, hair, and eye pigmentation in Europeans during the last 5,000 y. April 1, 2014. vol. 111, no. 13
• Kaustubh Adhikari m.fl. A genome-wide association scan in admixed Latin Americans identifies loci influencing facial and scalp hair features. Nature Communications 7, Article number: 10815 (2016)
• Elena Pilli m.fl. Pet fur or fake fur? A forensic approach. Investigative Genetics 2014, 5:7
• Douglas W. Deedrick. Microscopy of Hair Part 1: A Practical Guide and Manual for Human Hairs. Forensic science communication. January 2004. Volume 6. Number 1
• Douglas W. Deedrick. Microscopy of Hair Part II: A Practical Guide and Manual for Animal Hairs. Forensic science communication. July 2004. Volume 6, Number 3
• CSI-laborationer. Vilken information finns i ett hårstrå? Umeå universitet

Växtförädling

I den separata del som handlar genmodifierade växter finns bland annat en del som handlar om växtförädling.

Genmodifierade växter och gamla lantsorter

Mendel uppdateras med transposoner

Den som först iakttog och beskrev ärftliga skillnader hos ärtor var Gregor Mendel (1822-1884). Med utgångspunkt i korsningsförsök med ärtor som Mendel odlade i klostret i Brno, nuvarande Tjeckien, där han levde som munk, kunde han visa de grundläggande principerna för nedärvning av egenskaper. En ärftlig egenskap hos ärtor är om de är skrynkliga eller släta. Denna laboration visar morfologiska och biokemiska skillnader hos släta och skrynkliga ärtor och är en kopplingen mellan Mendels klassiska genetik och modern genetik. Transposoners betydelse illustreras.

En del växter har blommor med oregelbundna prickar och fält, pelargonen är ett exempel. De vita fälten beror på att en transposon har
skadat gener som medverkar vid bildning av den röda antocyanfärgen.Genom att titta på pelargoner med olika mönster tydliggörs effekten av transposoner, s k hoppande gener.

Genuttryck i ärta
Odla en transposon