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Zyklus 2
Kompetenzen:
NMG 2: Tiere, Pflanzen und Lebensräume erkunden und erhalten
2.3.c. können bei Tieren Besonderheiten zur Sicherung des Fortbestands erkennen, vergleichen und Unterschiede beschreiben (z.B. Entwicklung im Ei-schlüpfen, Entwicklung im Beutel, Entwicklung im Tierleib-lebendgebärend).
2.3.f. können die Fortpflanzung, das Wachstum und die Entwicklung von Tieren beobachten und beschreiben. Entwicklung der Amphibien von der Kaulquappe zum Frosch; Entwicklung von der Kiemenatmung zur Lungenatmung.
Im zweiten Kapitel steht die Vertiefung der Metamorphose im Zentrum. Ein weiteres besonderes Merkmal der Amphibien ist die Verwandlung vom Wassertier zum Landtier. Die Entwicklung vom kiemenatmenden Wassertier zum lungenatmenden Landtier zeigt im Eiltempo die Evolution der Tiere vom Wasser ans Land.
Grasfrösche und Erdkröten laichen Massen von Eiern ab. Es gibt keinerlei Brutpflege. Laich und Larven haben sehr viele Feinde. Dank der grossen Masse schaffen es doch einige wenige Tiere, sich zu erwachsenen Tieren zu entwickeln. Der Film der Baby-Erdkröten im ersten Kapitel zeigt die ungeheure Menge von Nachkommen.
Während der ganzen Laichablage bleiben Männchen und Weibchen bei Erdkröte und Grasfrosch umklammert. Immer wieder signalisiert das Weibchen durch Hohlkreuz und Muskelkontraktionen des Rückens dem Männchen die Eiablage, so dass dieses sein Sperma abgeben kann. Die Befruchtung findet ausserhalb des Körpers im Wasser statt. Die Anzahl der Eier beträgt bei der Erdkröte zwischen 3'000 und 6'000. Beim Grasfrosch sind es meist 1'000 bis 2'500 Eier.
Molchweibchen kleben die Eier einzeln mit den Hinterbeinen zwischen die gefalteten Blätter von Wasserpflanzen. Die Eier sind so viel besser geschützt. Deshalb legen Bergmolchweibchen nur 150 bis 250 einzelne Eier ab. Weil das Weibchen die Eier einzeln ablegt, müssen vorher die Spermien übertragen werden. Dies geschieht mit einem interessanten Paarungstanz, den man recht gut beobachten kann.
Spannend ist auch der Vergleich der Metamorphosen bei Frosch/Kröte und Molch. Während sich bei den Fröschen zuerst die Hinterbeine entwickeln, haben Molchkaulquappen zuerst Vorderbeine.
Bei den Molchen bleiben die Aussenkiemen während des ganzen Larvenstadiums bestehen. Kaulquappen von Grasfrosch und Erdkröte haben ganz zu Beginn ihrer Entwicklung Aussenkiemen, die dann sehr schnell durch innere Kiemen ersetzt werden.
Molchlarven sind während der ganzen Entwicklung räuberisch und ernähren sich von Planktontierchen. Larven von Fröschen und Kröten fressen zunächst Pflanzen. Sie haben einen langen Spiraldarm und mehrere Reihen kleiner Hornzähnchen um das Rundmaul. Im späten Larvenstadium verändert sich das Fressverhalten. Die Larven sind nun räuberisch und fressen ebenfalls Planktontierchen, manchmal auch Aas.
Falls die Larven in einem Aquarium gehalten werden, ist es wichtig, in dieser Phase die Kaulquappen in ihr angestammtes Gewässer zu entlassen. Um Froschlarven vor dem Verhungern zu bewahren, sind sie vor der Nahrungsumstellung freizusetzen.
Amphibien sind Frühlingsboten. Grasfrosch, Erdkröte und Bergmolch sind schon Anfang März, wenn die Nachttemperaturen nicht mehr unter 0° C fallen, unterwegs zu ihren Laichgewässern.
Die Amphibien sind dankbare Wesen für verschiedene Beobachtungsaufgaben an lebenden Tieren. Gewässer mit flachen Uferzonen, nicht allzu tiefen Stellen und spärlicher Vegetation sind amphibienfreundlich und eignen sich ebenfalls für Beobachtungsaufträge im Freien. Hier sollten auch die häufigsten Arten vorkommen.
Amphibien sind geschützt. Dennoch können einzelne Tiere von Grasfrosch, Erdkröte und Bergmolch zu Unterrichtszwecken im Schulzimmer temporär gehalten werden.
Informationen für die Planung des Unterrichts, die Haltung von Amphibien und für Exkursionen:
Die Fortpflanzung und Metamorphose der Amphibien eignet sich bestens für eine längere Unterrichtsphase und eine Langzeitbeobachtung. In bestimmten Abständen (alle 2 bis 3 Tage, zweimal in der Woche) beobachten die Schülerinnen und Schüler die Veränderungen und halten diese in einem Tagebuch mit Zeichnungen und Texten fest. Dabei kommen sie dem Wunder der Metamorphose auf die Spur...
Zunächst geht es um die Unterscheidung von Molch-, Frosch- und Krötenlaich:
Nachfolgend ist die Metamorphose eines Grasfrosches in einer Kreisdarstellung abgebildet. Die Bilder werden beim Überfahren in aufspringenden Fenstern kommentiert. Die Erklärungen im Lehrerkommentar sind anspruchsvoller als jene in der Schülerdarstellung. Sie enthalten neben äusseren Merkmalen weitere Angaben.
Schlüpft eine Froschkaulquappe, so hält sie sich zunächst an der Gallerthülle fest. Sie ernährt sich vom Dottervorrat. Danach trägt die frisch geschlüpfte Kaulquappe für wenige Tage Aussenkiemen, die rasch verschwinden und durch innere Kiemen ersetzt werden.
Ein Weibchen legt einen, selten zwei Laichballen ab. Je nach Weibchengrösse können es zwischen 700-4500 Eier sein. Im Wasser quillt der Laichballen stark an. Die Eizelle sieht zuerst aus wie ein runder Punkt. Die Unterseite ist meist weisslich. Nach wenigen Tagen wächst sie in die Länge.
Nach 1-2 Wochen schlüpft die Larve aus der Gallerthülle. Sie ernährt sich vom Dottervorrat am Bauch. Zuerst atmet sie mit Aussenkiemen, die bald durch innere Kiemen ersetzt werden. Ihre Länge beträgt etwa 6-9 mm. Sie wächst bis auf etwa 46 mm heran.
Die Kaulquappe ist ein Pflanzenfresser. Ihr Darm ist lang und spiralförmig. Das runde Maul ist von winzigen Hornzähnchen umrandet. Damit werden Algen abgeweidet. Die Hinterbeine werden nach 5-6 Wochen sichtbar.
Die Larve hat Hinterbeine. Die Vorderbeine haben sich in Hauttaschen entwickelt und brechen plötzlich durch. Das Tier stellt die Verdauung auf tierische Nahrung um.
Als winziges Fröschchen verlässt das Tier nun das Wasser. Das fischartige Wassertier hat sich in ein Landtier verwandelt. Es ernährt sich von kleinen Insekten, Würmern und Schnecken. Es atmet über seine Haut und über die Lungen.
es dauert mehrere Jahre, bis der Frösche erwachsen sind und sich fortpflanzen können. Nach 2-4 Jahren kehren sie zum ersten Mal ans Wasser zurück. Nur die Hälfte aller Tiere erreicht dieses Alter. Grasfrösche können in Freiheit bis zu 10 Jahren alt werden.
Nach etwa drei Jahren pflanzen sich Grasfrösche das erste Mal fort. Sie suchen ihre damalige Kinderstube auf. Das Männchen umklammert sein Weibchen für die Eiablage.
Nach etwa 10 Wochen hat sich der Ruderschwanz zurückgebildet. Der kleine Frosch atmet jetzt durch Lungen. Er macht Jagd auf winzige Insekten, Würmer, Schnecken und Spinnen. Der Winzling ist jetzt noch 30-35 mm lang.
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Im zweiten Schritt werden die verschiedenen Entwicklungsschritte repetiert und vertieft, damit sie im Freien wieder erkannt werden. Krötenlaich soll von Froschlaich unterschieden werden.
Hier kann die Lehrperson auf die Besonderheit der Molchkaulquappe mit den Aussenkiemen hinweisen.
Das Arbeitsinstrument hilft, die Stadien der Entwicklung kennen zu lernen und auf die Unterscheidungsmerkmale zu achten. Durch Anwählen vergrössern sich die Bilder.
Im Forschungsauftrag «Amphibien-Tagebuch» geht es darum, die Entwicklung der Amphibien zu begleiten und die Schritte der Metamorphose festzuhalten.
Dabei ist es wichtig, dass sich die Schülerinnen und Schüler vorsichtig dem Weiher nähern und die notwendige Geduld aufbringen, die Kaulquappen zu finden und genau zu beobachten. Wenn die Schülerinnen und Schüler damit umgehen können, eignet sich dafür sogar ein Fernglas, damit sie eine Mindestdistanz zum Weiher einhalten können.
Wenn die Beobachtungen nicht ergiebig genug sind, wird die Kaulquappen-Entwicklung im Aquarium beobachtet. Das Vorgehen ist genau gleich. Allerdings lassen sich Details so besser erkennen. Frosch- und Molchkaulquappen lassen sich in den Beobachtungen erfassen, unterscheiden und vergleichen.
Für die achtsame Haltung von Amphibien müssen die Empfehlungen befolgt werden, wie sie bereits im Abschnitts «Unterrichtsplanung» beschrieben wurden:
Die Schülerinnen und Schüler vergleichen ihre Beobachtungstagebücher und tauschen ihre Beobachtungen aus. Unterschiedliche Resultate bei der Entwicklungsdauer ermöglichen die Diskussion über Ursachen. Futterangebot und Temperatur sind oft die Gründe für eine unterschiedlich lange Entwicklungsdauer.
Weiterführende Fragen zum Thema:
Der Hinweis auf das spezielle Leben im Wasser und an Land, respektive die zahlreichen Gefahren, die auf die Frösche lauern, wären mögliche Fragen, die zum Kapitel 3 überleiten...
Mit der Naturama Amphibien-Kiste stehen zahlreiche Materialien für den Unterricht zur Verfügung. Sie erweitert die Ideen für den erlebnisreichen Unterricht im Freien und im Schulzimmer. Neben den vielen Medien und den Modellen unterstützt die didaktische Umsetzungshilfe ein breit gefächertes Angebot für einen lebendigen, praxisbezogenen Unterricht auf allen Stufen.
Weitere Informationen zu Inhalt und Ausleihe:
Das Team der Museumspädagogik berät Lehrpersonen bei Ausstellungsbesuchen rund um den Schwerpunkt Amphibien. Der Besuch der Ausstellung mit den lebenden Amphibien in ihren Lebensräumen wird durch Forschungsaufträge unterstützt.
Weitere Informationen zum Besuch der Ausstellung:
Diese Themen lassen sich am Beispiel der Amphibien auf ideale Weise exemplarisch erarbeiten. Dazu eignen sich die Zugänge aus den Kapiteln Amphibien 1 und 2 und den unterschiedlichen Lernorten: Schule, Natur und Museum. Die Forschungsaufträge 1.3 "Amphibien-Safari" und 2.3 "Amphibien-Tagebuch" werden dazu mit "Die Nachbarn der Amphibien" erweitert.
Brut- oder Nachwuchspflege ist aufwendig und die Kraft der Eltern begrenzt. Es gibt deshalb zwei Strategien, um den Nachwuchs erfolgreich gross zu ziehen:
Prinzip Qualität: die Eltern ermöglichen wenigen Kindern den besten Start ins Leben, Säugetiere und Vögel pflegen ihre wenigen Nachkommen intensiv.
Prinzip Quantität: die Eltern setzen so viele Nachkommen in die Welt, wie möglich. Insekten, Spinnen, Krebse oder Schnecken und die Mehrzahl der Amphibien überlassen ihre zahlreichen Nachkommen ihrem eigenen Schicksal.
Das Team der Fachstelle Umweltbildung des Naturama Aargau berät Lehrpersonen und Schulen rund um das Thema Amphibien: Unterrichtsfragen, Medien, ausserschulische Lernorte, Exkursionsdidaktik oder Fragen rund um Schulbiotope.
Weitere Informationen zu Amphibien und Unterricht: