Släktskap och systematik

Jordens historia sträcker sig tillbaka ca 4,5 miljarder år och man räknar med att livet uppkom för ca 3,5–4 miljarder år sedan. Miljön på jordytan var från början mycket ogästvänlig. Det var alldeles för varmt för att liv skulle kunna existera: radioaktiva processer pågick i jordens inre som bidrog till att värma upp jorden. Dessutom var nedfallet av meteoriter omfattande och vulkanutbrott var vanliga. Ozonskiktet, som nu till stor del fångar upp den farliga ultravioletta strålningen från solen, hade ännu inte utvecklats. Det tog lång tid innan miljöförhållandena gjorde det möjligt för liv att existera på jorden.

Det pågår ständigt ett samspel mellan de levande organismerna och den miljö de lever i. Miljöförändringar under jordens historia har förändrat villkoren för de levande organismerna, men organismer har också ändrat miljön och därmed förutsättningarna för andra organismer. Alla organismgrupper som finns i dag har förändrats under en lång utvecklingshistoria.

Biologiämnets expansion inom området molekylärbiologi är närmast explosionsartad. Molekylärbiologiska metoder förenar idag många områden inom biologin och öppnar även nya möjligheter till förståelse av evolutionen och släktskap mellan organismer.

Många övningar i bioinformatik belyser släktskap och livets utveckling, se den del som handlar om Bioinformatik.

Nedan finner du texter, övningar, laborationer och länkar kring jordens och organismvärldens utveckling för både yngre och äldre elever.

Evolution av växter och djur

Traditionellt har jämförande anatomi använts för att visa släktskap mellan organismer och exempel som visar nervsystemets, kärlsystemets och skelettets byggnad för olika organismgrupper brukar förekomma i läroböcker.

Det finns också flera klassiska exempel på evolutionära utvecklingslinjer som exempelvis hästens och elefanternas utveckling. Nedan ges några exempel på hur man kan studera evolution av växter och djur.

Utveckling av växterna

Läs om växternas utveckling i Efter Linné, sidorna 26-39

Här beskrivs två till exempel som visar hur förändringar i växternas byggnad är kopplande till genetiska förändringar: Blommornas ABC och Variation i naturen. Bilder på olika arter av grönalger visar hur man kan studera grönalger från ett vattenprov och fundera på skillnader mellan encelliga och flercelliga organismer.

Jämförande dissektioner (extern länk)

Likheter och skillnader mellan organsystemen kan också studeras vid dissektioner av arter som representerar olika grupper av ryggradslösa djur och ryggradsdjur. Exempelvis kan man jämföra nervsystem, hjärt-kärlsystem, sinnesorgan, skelett, muskler, matsmältningsorgan och könsorgan hos ett eller flera ryggradslösa djur och ryggrads djur. Djur är anpassade till att leva av olika slags föda och sättet att ta upp föda avspeglas ofta i hur matspjälkningsapparaten är uppbyggd.

I laborationen från Bioscience Explained får eleverna jämföra fiskar med skilda födoval. Ge dissektionen en evolutionär aspekt genom att välja fiskar som är anpassade för olika levnadssätt.

Jämförande fiskdissektion

Dinosaurier i klassrummet

Två artiklar om dinosaurier:
Med ett stort kliv in i klassrummet
Dinosaurier på schemat – från förskola till gymnasieskola
Extramaterial till artikeln Dinosaurier på schemat – från förskola till gymnasium

Människans evolution

Under tusentals år har vi människor frågat oss vilka vi är och varifrån vi kommer. Idag har nya tekniker öppnat tidigare okända områden av vår egen evolutionshistoria för forskarna.

Människans evolution

Sortera djur

Låt yngre elever ta med leksaksdjur av olika slag hemifrån och sortera dem i grupper efter hur de liknar varandra. För lite äldre elever kan övningen bli utgångspunkt för att diskutera anpassningar och evolution.

Sortera djur
Kompletterande material till övningen ”Sortera djur”

Embryonalutveckling

Forskning inom embryologi inklusive den genetiska styrningen av embryonalutvecklingen ger möjlighet att bättre förstå den evolutionära bakgrunden. Ett par av nobelprisen i Fysiologi eller Medicin är intressanta i sammanhanget. 1995 gick priset till E. Lewis, C. Nüsslein-Volhard och E. Wieschaus för upptäckter av hur den genetiska kontrollen sker under embryonalutvecklingen av bananfluga.

Sammanställning av filmer och bildmaterial om zebrafiskens utveckling. Ett material som togs fram i samarbete med zebrafiskeenheten vid SciLifeLab samband med Bioresursdagarna 2012.En artikel om zebrafisken, med övningar om embryonalutveckling:
Den lilla fisken från Ganges – en modellorganism 

År 2002 tilldelades S. Brenner, H. Horvitz och J. Sulston nobelpriset för upptäckterna av ”genetisk reglering av organutveckling och programmerad celldöd”, forskning som visar hur utvecklingen av enskilda celler i ett embryo kan följas.

Följande övningar har ett bredare perspektiv på organismvärldens utveckling

Sortera och ordna

Många upplever nog att det finns ett myller av arter i naturen. Om man inte kan namnen på några arter känns det kanske oöverstigligt att lära sig känna igen ens de mest vanliga växterna, men för varje art man lär sig blir det lättare att urskilja fler arter och lära sig vad de heter. Igenkännandets glädje ger lust att lära! Att sortera organismer efter utseende innebär att man tränar sig i att iaktta och känna igen arter och grupper av organismer.

Systematik handlar om att identifiera, beskriva, namnge och klassificera organismer utifrån deras släktskap i ett hierarkiskt system, där basen utgörs av arter. Närbesläktade arter grupperas i släkten, som delas in i familjer. Familjerna grupperas i sin tur i ordningar, som grupperas i klasser, klasser i stammar och stammar i domänerna eukaryoter, bakterier eller arkéer.

I kursplanerna för biologi, både grundskola och gymnasiet, finns systematiken med i det centrala innehållet. Nedan finns övningar som handlar om att sortera och gruppera för både äldre och yngre elever. Inom den vetenskapliga systematiken använder man genetiska data för att kartlägga släktskap.  Se även övningar i Bioinformatik som passar för äldre elever att arbeta med.

Släktforskning i grönsaksdisken

Vilka grönsaker hör ihop? Övningen innehåller bilder på  grönsaker, som tillsammans representerar fem olika växtfamiljer, med tre grönsaker i varje familj. Vilka hör ihop?

Släktforskning i grönsaksdisken
Facit, släktforskning i grönsaksdisken

Sortera och ordna med Linné

Många upplever nog att det finns ett myller av arter i naturen. Om man inte kan namnen på några arter känns det kanske oöverstigligt att lära sig känna igen ens de mest vanliga växterna, men för varje art man lär sig blir det lättare att urskilja fler arter och lära sig vad de heter. Igenkännandets glädje ger lust att lära! Att sortera organismer efter utseende innebär att man tränar sig i att iaktta och känna igen arter och grupper av organismer.

Sortera och ordna
Sortera som Linné
Linnés sexualsystem
Linnés sexualsystem
Växtfamiljer

Kan klassen klassificering?

Systematik handlar om att identifiera, beskriva, namnge och klassificera organismer utifrån deras släktskap. Att sortera och klassificera är grundläggande för biologi och ingår i styrdokumentens centrala innehåll för både grundskola och gymnasium. Läs om olika begrepp inom systematiken och om Artdatabankens arbete och gör en övning med släktträd.

Kan klassen klassificering?
Bygga och diskutera släktträd
Bilder

Databaser om arter

Kan man hålla reda på alla arter på planeten? Idag finns flera olika databaser som samlar information om allt levande, gratis för vem som helst att söka i.

Databaser om arter
Användbara databaser med information om arter
Tips på undersökningar i databasen gbif.org
Arternas folkbokföring
Sökning och källkritik med hjälp av Dyntaxa