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)

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?

För äldre elever

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)

 

Isbjörnens evolution

Isbjörnen är en relativt ung art. I en vetenskaplig rapport diskuteras hur en population av brunbjörn, med början för mindre än 500 000 år sedan, anpassades till att leva i ett arktiskt klimat och utvecklades till isbjörnen. En kort tidsperiod i ett evolutionärt perspektiv.

Hur påverkas arterna i Arktis?
Isbjörnens evolution elevuppgifter
Isbjörnens evolution kommentarer

Kan slumpen designa?

Hur kan slumpen skapa något som fungerar bättre? Hur kan människor eller andra komplicerade varelser uppstå genom en slump? I övningen Slump och urval hos den koptiska Origamifågeln (Avis papyrus) simuleras evolutionen med hjälp av en pappersfågel med två vingpar.

Kan slumpen designa?
Laborationsprotokoll och underlag till vingar till laborationen ”Slump och urval hos den koptiska Origamifågeln (Avis Papyrus)”

Bladlöss och evolution

Bladlössens livscykel illustrerar Darwins evolutionsteori.

En nyckelpiga jag har i handen…

Molekylärbiologin ger stöd för evolutionsteorin

Evolution på molekylnivå, artikel i Bi-lagan

Människans päls

Läs om människans päls. Artikel från Bi-lagan

Läs mer i artiklarna nedan:

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

Externt material

Evolutionsvetenskapen, kreationismen och samhället

För dem som vill komplettera med att ta del av diskussionen om evolution och kreationism kan följande material vara en ingång:
Douglas J.Futuyamas. Evolution. Kap 22: Evolutionsvetenskapen, kreationismen och samhället. 2005

BigPicture on Evolution

Ett omfattande och användbart material med utmärkt bildmaterial, diskussionsfrågor och korta texter på engelska. Wellcome Trust står bakom materialet.Uppdaterat 2014 till webbversion.

BigPicture on Evolution 

Biolog(g)

En kollektivblogg där forskare från Institutionen för biologi och miljövetenskap, Göteborgs universitet, skriver texter som på olika sätt berör biologi. Lars Johan Erkell har omfattande inlägg som rör evolution och kreationism/intelligent design.

Biolog(g)