In der Hybridzone, die das Lehigh Valley in Pennsylvania umfasst, treffen die Lebensräume der Carolinameise und der Schwarzkopfmeise aufeinander, wodurch sich für die verschiedenen Arten die Möglichkeit ergibt, sich zu kreuzen und hybride Nachkommen zu zeugen.
In einem neuen Online-Modul werden die oft unterschiedlichen Welten der aktuellen Forschung und der Sekundarschulbildung zusammengeführt, um jungen Lernenden die Möglichkeit zu geben, sich mit hochrangigen Konzepten der Evolutionsbiologie auseinanderzusetzen.
Das Modul ist das Ergebnis einer Forschungskooperation zwischen Amber Rice, außerordentliche Professorin für Biowissenschaften an der Lehigh University, Scott Taylor, außerordentlicher Professor für Ökologie und Evolutionsbiologie an der University of Colorado, und Tim Roth, außerordentlicher Professor für Psychologie am Franklin & Marshall College. Es integriert Lernstandards mit interaktiven Lektionen und Spielen, um Schülern auf der ganzen Welt dabei zu helfen, etwas über Hybridisierung zu lernen.
„Die Hybridisierung bei Meisen ist für jeden von Bedeutung, und zwar auf eine Art und Weise, die den Menschen vielleicht nicht bewusst ist, von der Nahrung, die wir zu uns nehmen, bis hin zu den Auswirkungen des Klimawandels auf unsere Ökosysteme. Wir wollten diese Ideen jüngeren Schülern außerhalb unserer eigenen akademischen Bereiche näherbringen“, sagte Rice.
Das Modul richtet sich an Schüler der 8. bis 12. Klasse und ist so konzipiert, dass es direkt mit den Common Core ELA-, NGSS- und SEL CASEL-basierten Standards übereinstimmt. Das Modul wurde in Zusammenarbeit mit dem Bildungsstudio Galactic Polymath entwickelt und wird ab dem 28. August 2024 kostenlos verfügbar sein.
Obwohl das Modul für den Einsatz im Klassenzimmer konzipiert ist, steht es jedem, der sich für Hybridisierung interessiert, frei zur Verfügung.
Ein Thema, das nicht für die Vögel ist
Die Forschung des Teams, die sich auf die Hybridisierung zwischen zwei Arten konzentriert, die in einem relativ kleinen geografischen Gebiet vorkommen, mag esoterisch erscheinen. Aber ihre Ergebnisse haben Auswirkungen auf andere Bereiche der Biowissenschaften, darunter Ökologie, Genomik und Neurowissenschaften.
Die jüngsten Projekte des Teams, die die Grundlage für das Lernmodul bilden, konzentrieren sich auf die Frage, wie sich Hybridisierung auf Lernen und Gedächtnis auswirken kann, was für die allgemeine Fitness oder das Überleben wichtig sein kann.
Hybridzonen – die Bereiche, in denen zwei verschiedene Arten, die sich kreuzen können, in Kontakt kommen – werden oft durch Geografie und Klima geprägt. Da die globalen Temperaturen weiter steigen, verschieben sich diese Zonen in Nordamerika weiter nach Norden. Das Überleben der Arten und ihrer potenziellen Hybridnachkommen wird davon abhängen, wie gut sie sich an diese neuen Umgebungen anpassen können.
„Hybridisierung kann zu allen möglichen interessanten Ergebnissen führen“, erklärte Rice in einem Artikel über die Forschung. „Eins davon ist, dass man tatsächlich genetische Variationen von anderen Arten erhalten kann, die adaptiv sein können. [and beneficial to the species]. … [But] was wir schon seit geraumer Zeit wissen, ist, dass es Hybridisierung geben kann und die Hybriden eine geringe Fitness aufweisen. Und das ist wahrscheinlich das häufigere Ergebnis.“
Interesse an der Evolution wecken
Das Thema Hybridisierung ist zwar aktuell, aber in komplexe Konzepte eingebettet. Es ist eine Herausforderung, diese komplexen Ideen in Aktivitäten und Unterrichtseinheiten umzusetzen, die bei jüngeren Lernenden Anklang finden.
Deshalb wandte sich das Team an Galactic Polymath, ein in Minnesota ansässiges Bildungsstudio, das von Matt Wilkins gegründet wurde. Wilkins ist ein ehemaliger Biologielehrer an einer Mittelschule und Postdoktorand in Biologie, der 2014 an der University of Colorado einen Doktortitel in Ökologie und Evolutionsbiologie erhielt.
Als Pädagoge, dessen Karriere die Welt der Sekundarschulen und der universitären Forschung umfasste, erkannte er die Kluft, die zwischen der aktuellen Forschung und der Mehrheit der Weltbevölkerung besteht. Er gründete Galactic Polymath im Jahr 2021, um akademischen Fachkräften dabei zu helfen, ihre hochrangige Forschung in Unterrichtsmaterialien umzuwandeln, die für den Unterricht auf Sekundarschulniveau geeignet sind.
„Wenn Schüler etwas über natürliche Selektion und Evolution lernen, werden ihnen oft Beispiele wie Darwins Finken auf den Galapagosinseln gegeben“, sagte Wilkins. „In dieser Einheit geht es darum, dass die meisten unserer Nahrungspflanzen Hybride sind und dass Arten in der freien Natur ständig hybridisieren und Gene austauschen, und zwar in einem Ausmaß, das den meisten Menschen nicht bewusst ist. Hybridisierung ist wirklich das Testgelände für die Evolution und ich freue mich darauf, dass die Schüler diese Konzepte mit ihrem täglichen Leben in Verbindung bringen – ob im Supermarkt, beim Spaziergang oder in einem Nationalpark.“
Die Erstellung des Moduls sei ein „äußerst gemeinschaftlicher“ Prozess gewesen, sagte Rice, bei dem ein Projektteam aus Forschern, Künstlern, Videoeditoren und anderen Experten bestand.
Das Modul umfasst drei Lektionen:
„Das Foraging Frenzy-Spiel ist eine sehr unterhaltsame Möglichkeit, Schülern zu helfen, dieses Thema im Zusammenhang mit dem täglichen Leben und unserem sich ändernden Klima zu verstehen“, sagte Rice. „Ich kann es kaum erwarten, es im Unterricht einzusetzen.“
Weitere Informationen:
Der Zugriff auf das Modul ist möglich unter https://www.galacticpolymath.com/lessons/en-US/12.