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
[email protected]
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?
Bilder från Myller/Bioresurs
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.
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
