Fünf Mysteries Biologie – Ökologie und Evolution

Der Birkenspanner ist das meistzitierte Beispiel für natürliche Selektion – und das meistkritisierte. Dieses Mystery bringt beides zusammen: Kettlewells Zahlen von 1955, die berechtigte Kritik an seiner Methode, das Majerus-Experiment mit 4 864 Faltern (Cook et al. 2012), das die Selektion sauber bestätigt, und die Mutation im Gen cortex, die 2016 auf das Jahr 1819 datiert wurde. Die Klasse sieht, wie ein Beleg wackelt und wieder stabil wird.Die Leitfrage: Warum war 1895 in Manchester fast jeder Birkenspanner schwarz – und hundert Jahre später fast keiner mehr? Die Klasse bekommt 18 ungeordnete Phänomenkarten und legt daraus zwei Ketten mit demselben Mechanismus: Ruß macht helle Falter sichtbar, Vögel fressen sie, der Anteil dunkler Falter steigt auf 98 Prozent. Nach dem Clean Air Act 1956 kehren die Flechten zurück, und derselbe Mechanismus dreht den Anteil wieder um.Das Material trennt sauber, was der Ruß tut und was der Vogel tut. Der Ruß macht keinen Falter dunkel – er macht helle Falter sichtbar. Das ist der Unterschied zwischen Lamarck und Darwin in einem Satz, und die Sicherungsseite prüft genau das.Das ist drinLehrerinfo Methode: Was ein Mystery ist, was die Forschung dazu sagt und was nicht (1 Seite)Lehrerinfo Fachhintergrund mit Fachbegriffen und der Befundlage belegt / uneinheitlich / nicht belegt (1 Seite)Ablaufplan Doppelstunde mit Zeiten, Hilfestufen, Differenzierung ohne zweiten Kartensatz und Bewertungshinweis (1 Seite)Arbeitsauftrag für die Klasse mit Leitfrage, Aufgaben und Gruppenregeln (1 Seite)18 Phänomenkarten zum Ausschneiden mit Illustrationen und Diagrammen (3 Seiten)Legeschema in drei Hilfestufen: leeres Schema mit Startkarte, Kernkette vorgegeben, alle Positionen benannt (3 Seiten)Lösungsschema als beschriftetes Wirkungsgefüge (1 Seite)Sicherungsseite mit vier Aufgaben von AFB I bis III (1 Seite)Erwartungshorizont, Antwort auf die Leitfrage und typische Fehler in Legungen (1 Seite)Quellenseite mit allen Studien und Zahlen (1 Seite)Was dieses Material von anderen unterscheidetZufall und Auslese sind getrennt: Karte 1 und 18 zeigen die Mutation um 1819, die extrem selten blieb, bis die Umwelt sich änderte. Wer die Mutation ans Ende der Kette legt, hat Lamarck gelegt – und der Erwartungshorizont erklärt, woran man das erkennt.Die Experimente sind als Karten mit Diagrammen dabei: Birmingham gegen Dorset (Kettlewell), Cambridge 2001–2007 (Majerus), Liverpool 1960 bis 2000, USA und Kontinentaleuropa als unabhängige Wiederholungen mit eigenen Mutationen.Die Kritik ist Teil des Materials. Karte 17 nennt, was an Kettlewell nicht stimmte. Die Lehrerinfo sagt, dass der Betrugsvorwurf als widerlegt gilt – und dass für das Ruhrgebiet keine belastbaren Zahlen existieren.Die Hilfen holt sich die Gruppe selbst, bewertet wird die Begründung an den Pfeilen.EinsatzBiologie Klasse 9 und 10, Gymnasium, Realschule, Gesamtschule. Eine Doppelstunde: Einstieg, Legen in Gruppen, Galerie, Auswertung, Sicherung. Passt zu Evolution, Selektion, Angepasstheit und zur Frage, wie Wissenschaft ihre Belege prüft. Die Sicherungsseite enthält eine Transferaufgabe zur Antibiotikaresistenz.Das Material ist Teil der Reihe Mystery Biologie (Otter und Kelpwald, Serengeti, Guam, Birkenspanner, Antibiotika).FormatPDF im DIN-A4-Format, 15 Seiten, farbig und als separate Schwarzweiß-Fassung für den Kopierer. Karten auf drei Seiten, sechs pro Seite, zum Ausschneiden entlang der Rahmen. Alle Illustrationen und Diagramme sind eigene Zeichnungen. Stand der Zahlen: September 2026.

Klassenstufen: 8-9. Klasse

Antibiotikaresistenz ist Evolution, die man zusehen kann: 20 Minuten pro Generation, 11 Tage bis zur 1000-fachen Resistenz auf der Riesen-Petrischale von Harvard (Baym et al. 2016). Die Karten führen von Flemings Warnung in der Nobelpreisrede 1945 über den ersten MRSA 1961 bis zu 1,27 Millionen Todesfällen im Jahr 2019 (Murray et al. 2022) – und zu Finnland und Dänemark, die gezeigt haben, dass der Weg zurück möglich ist.Die Leitfrage: Warum sterben heute jedes Jahr über eine Million Menschen an Infektionen, die 1950 heilbar waren? Die Klasse bekommt 18 ungeordnete Phänomenkarten und legt daraus ein Wirkungsgefüge, in dessen Mitte ein Mechanismus steht: zufällige Mutation, gerichtete Selektion, Gentransfer über Plasmide. Hinein führen Teilungsgeschwindigkeit, Fehlverschreibung bei Viren und Tiermast; hinaus führen MRSA, Todesfälle, der EU-Vergleich und die Reserveantibiotika.Das Material sagt, was nicht belegt ist. Die Regel „Packung immer zu Ende nehmen“ hat keine Evidenz (Llewelyn et al., BMJ 2017) – die Karte sagt aber klar, was stattdessen gilt: genau nach ärztlicher Anweisung, nicht kürzer, nicht länger.Das ist drinLehrerinfo Methode: Was ein Mystery ist, was die Forschung dazu sagt und was nicht (1 Seite)Lehrerinfo Fachhintergrund mit Fachbegriffen und der Befundlage belegt / uneinheitlich / nicht belegt (1 Seite)Ablaufplan Doppelstunde mit Zeiten, Hilfestufen, Differenzierung ohne zweiten Kartensatz und Bewertungshinweis (1 Seite)Arbeitsauftrag für die Klasse mit Leitfrage, Aufgaben und Gruppenregeln (1 Seite)18 Phänomenkarten zum Ausschneiden mit Illustrationen und Diagrammen (3 Seiten)Legeschema in drei Hilfestufen: leeres Schema mit Startkarte, Kernkette vorgegeben, alle Positionen benannt (3 Seiten)Lösungsschema als beschriftetes Wirkungsgefüge (1 Seite)Sicherungsseite mit vier Aufgaben von AFB I bis III (1 Seite)Erwartungshorizont, Antwort auf die Leitfrage und typische Fehler in Legungen (1 Seite)Quellenseite mit allen Studien und Zahlen (1 Seite)Was dieses Material von anderen unterscheidetDer Mechanismus steht in der Mitte des Schemas, nicht in einer Reihe. Karte 5 – Mutation ist Zufall, Selektion nicht – ist die Karte, in die von drei Seiten Pfeile laufen. Wer sie als Ereignis legt, hat die Evolution nicht verstanden; der Erwartungshorizont erklärt, woran man das erkennt.Die Gegenproben sind dabei: Finnland senkte 1992 den Makrolidverbrauch, die Resistenz fiel von 16,5 auf 8,6 Prozent. Dänemark verbot 1995 ein Mastantibiotikum, die resistenten Keime bei Hähnchen fielen von 72,7 auf 5,8 Prozent. Resistenz ist keine Einbahnstraße – das ist die Botschaft, die aus dem Mystery bleibt.Die Klasse ist Teil des Systems. Die Beurteilungsaufgabe „Ob ich bei einer Erkältung ein Antibiotikum nehme, ist meine Sache“ führt vom Nahrungsnetz zum eigenen Verhalten – mit Zahlen, ohne Zeigefinger.Die Hilfen holt sich die Gruppe selbst, bewertet wird die Begründung an den Pfeilen.EinsatzBiologie Klasse 9 und 10, Gymnasium, Realschule, Gesamtschule. Eine Doppelstunde: Einstieg, Legen in Gruppen, Galerie, Auswertung, Sicherung. Passt zu Evolution, Bakterien und Viren, Gesundheit und Immunbiologie. Die Sicherungsseite enthält eine Transferaufgabe zum Birkenspanner.Das Material ist Teil der Reihe Mystery Biologie (Otter und Kelpwald, Serengeti, Guam, Birkenspanner, Antibiotika).FormatPDF im DIN-A4-Format, 15 Seiten, farbig und als separate Schwarzweiß-Fassung für den Kopierer. Karten auf drei Seiten, sechs pro Seite, zum Ausschneiden entlang der Rahmen. Alle Illustrationen und Diagramme sind eigene Zeichnungen. Stand der Zahlen: September 2026. Das Material ist eine Unterrichtshilfe; medizinische Fragen klärt die Ärztin oder der Arzt.

Klassenstufen: 8. Klasse, 10. Klasse

Das Otter-Beispiel ist besser belegt als das bekannte Wolf-Beispiel aus Yellowstone – weil es einen echten Vergleich gibt: Inseln mit und ohne Seeotter, dieselbe Zeit, dieselben Messmethoden. Genau diese Daten stehen auf den Karten. Jede Zahl stammt aus einer veröffentlichten Studie, von Estes und Palmisano (1974) bis Smith et al. (2021), und die Lehrerinfo sagt ehrlich, welche davon gesichert ist und welche nur eine Modellrechnung.Die Leitfrage: Was hat ein Pelzmantel aus dem Jahr 1800 mit einem Wald zu tun, der 2014 in Kalifornien verschwand? Die Klasse bekommt 18 ungeordnete Phänomenkarten und legt daraus ein Wirkungsgefüge. Vom Pelzhandel über das Jagdverbot von 1911, den Hunger des Seeotters, die Seeigelwüsten der Aleuten bis zum Kelpsterben in Nordkalifornien nach der Meereshitzewelle 2014 – und zur Gegenprobe in Monterey, wo der Kelp mit Ottern blieb.Das Material funktioniert ohne Vorwissen über Kelpwälder und passt in jede Unterrichtseinheit zu Ökosystemen, Nahrungsnetzen oder Räuber-Beute-Beziehungen der Sekundarstufe I.Das ist drin (15 Seiten, farbig und schwarzweiß, dazu Word-Datei)Lehrerinfo Methode: Was ein Mystery ist, was die Forschung dazu sagt und was nicht (1 Seite)Lehrerinfo Fachhintergrund: die Kaskade in drei Gliedern, Fachbegriffe (trophische Kaskade, Schlüsselart, Top-down-Kontrolle), Befundlage belegt / uneinheitlich / nicht belegt, Vergleich mit Yellowstone (1 Seite)Ablaufplan Doppelstunde mit Zeiten, Hilfestufen, Differenzierung ohne zweiten Kartensatz und Bewertungshinweis (1 Seite)Arbeitsauftrag für die Klasse mit Leitfrage, Aufgaben und Gruppenregeln (1 Seite)18 Phänomenkarten zum Ausschneiden mit 14 großen Szenenbildern (neu) und vier Diagrammen: Otterbestand seit 1740, Inselvergleich Amchitka/Shemya, Adak 1991–1997, Kelpfläche Nordkalifornien (3 Seiten)Legeschema in drei Hilfestufen: leeres Schema mit Startkarte, Kernkette vorgegeben, alle Positionen benannt (3 Seiten)Lösungsschema als beschriftetes Wirkungsgefüge (1 Seite)Sicherungsseite mit vier Aufgaben von AFB I bis III, darunter die Beurteilung einer Otter-Wiederansiedlung (1 Seite)Erwartungshorizont, Antwort auf die Leitfrage und typische Fehler in Legungen (1 Seite)Quellenseite mit allen Studien und Bestandszahlen (1 Seite)Neu: alle Schülerseiten als Word-Datei zum Bearbeiten – Arbeitsauftrag, 18 Phänomenkarten mit Bildern, drei Hilfen, Sicherungsseite (8 Seiten)Was dieses Material von anderen unterscheidetDie Karten enthalten Messwerte, keine Behauptungen. Unter 1 Prozent angefressener Kelp mit Ottern, über die Hälfte ohne. Seeigelmasse mal acht, Kelpdichte geteilt durch zwölf, als die Otter vor Adak verschwanden. Purpurseeigel mal sechzig und über 90 Prozent Kelpverlust in Nordkalifornien. Die Klasse arbeitet mit denselben Zahlen wie die Forschung.Das Material sagt, was nicht belegt ist. Die Schlagzeile „Otter retten das Klima“ beruht auf einer Modellrechnung, nicht auf einer Messung. Warum die Robben im Nordpazifik einbrachen, ist umstritten. Beides steht in der Lehrerinfo und in den Lösungen, nicht in einer Fußnote.Die Hilfen holt sich die Gruppe selbst. Drei Hilfestufen liegen verdeckt am Pult. Wer eine nutzt, notiert das auf dem Bogen. Bewertet wird die Begründung an den Pfeilen, nicht die Übereinstimmung mit der Musterlösung.Die Rückkopplung ist eingebaut. Seeotter schlafen im Kelp, den sie schützen. Wer diese Karte richtig legt, hat mehr verstanden als eine einfache Nahrungskette.EinsatzBiologie Klasse 7 bis 10, Gymnasium, Realschule, Gesamtschule. Eine Doppelstunde: Einstieg, Legen in Gruppen, Galerie, Auswertung, Sicherung. Die Sicherungsseite eignet sich auch als Hausaufgabe oder als Klassenarbeitsvorbereitung. Für die Differenzierung nach unten fallen drei Karten weg, für die Differenzierung nach oben schreiben starke Gruppen eine 19. Karte.Das Material ergänzt sich mit dem verbreiteten Mystery zu den Wölfen im Yellowstone-Nationalpark: Die Sicherungsseite enthält eine Transferaufgabe dazu, und die Lehrerinfo erklärt, warum das eine Beispiel besser belegt ist als das andere.FormatPDF im DIN-A4-Format, 15 Seiten, farbig und als separate Schwarzweiß-Fassung für den Kopierer. Karten auf drei Seiten, sechs pro Seite, zum Ausschneiden entlang der Rahmen. Die Szenenbilder auf den Karten sind KI-generiert (ChatGPT), die Diagramme eigene Zeichnungen. Stand der Zahlen: September 2026. Bestandszahlen und Schutzstatus können sich ändern, die Quellenseite nennt die Stellen zum Nachsehen.

Klassenstufen: 7. Klasse, 9. Klasse

Guam ist das bestuntersuchte Beispiel dafür, was eine einzige eingeschleppte Art anrichten kann – und das einzige, bei dem Nachbarinseln ohne Schlange als Kontrollgruppe dienen. Die Braune Nachtbaumnatter kam um 1950 als blinder Passagier mit Militärfracht. Vierzig Jahre später fehlten 10 von 12 Waldvogelarten, die Spinnennetze waren bis zu 40-mal häufiger als auf Saipan und Rota, und unter den Bäumen keimten 61 bis 92 Prozent weniger Samen. Alle Zahlen stammen aus Savidge (1987), Rogers et al. (2012, 2017) und den Berichten der US-Behörden.Die Leitfrage: Warum hat eine Insel im Pazifik 40-mal mehr Spinnen als ihre Nachbarinseln – und keine jungen Bäume? Die Klasse bekommt 18 ungeordnete Phänomenkarten und legt daraus ein Wirkungsgefüge – von der Ankunft der Schlange über das Verschwinden der Vögel bis zu Spinnen, Samen, Stromausfällen, Bissen bei Kleinkindern, Spürhunden für Hawaii und Paracetamol-Ködern aus dem Hubschrauber.Das Material sagt, wo es kompliziert wird: Die Flughunde verschwanden vor allem durch Jagd, nicht durch die Schlange. Und die oft zitierten zwei Millionen Schlangen hat nie jemand gezählt.Das ist drinLehrerinfo Methode: Was ein Mystery ist, was die Forschung dazu sagt und was nicht (1 Seite)Lehrerinfo Fachhintergrund mit Fachbegriffen und der Befundlage belegt / uneinheitlich / nicht belegt (1 Seite)Ablaufplan Doppelstunde mit Zeiten, Hilfestufen, Differenzierung ohne zweiten Kartensatz und Bewertungshinweis (1 Seite)Arbeitsauftrag für die Klasse mit Leitfrage, Aufgaben und Gruppenregeln (1 Seite)18 Phänomenkarten zum Ausschneiden mit Illustrationen und Diagrammen (3 Seiten)Legeschema in drei Hilfestufen: leeres Schema mit Startkarte, Kernkette vorgegeben, alle Positionen benannt (3 Seiten)Lösungsschema als beschriftetes Wirkungsgefüge (1 Seite)Sicherungsseite mit vier Aufgaben von AFB I bis III (1 Seite)Erwartungshorizont, Antwort auf die Leitfrage und typische Fehler in Legungen (1 Seite)Quellenseite mit allen Studien und Zahlen (1 Seite)Was dieses Material von anderen unterscheidetDie Kontrollgruppe ist eingebaut. Karte 7 – die Nachbarinseln ohne Schlange – ist der Beleg, der die ganze Kette trägt. Wer sie als Nebeninformation ablegt, hat etwas übersehen; wer sie als Vergleich erkennt, hat verstanden, wie Ökologie Ursachen nachweist.Die Karten enthalten Messwerte: unter 10 Prozent der Samen verlassen die Baumkrone (Nachbarinseln 60 Prozent), Samen aus dem Vogeldarm keimen 2- bis 4-mal so oft, 1 600 Stromausfälle in 20 Jahren, einer von 1 200 Notaufnahme-Besuchen ein Schlangenbiss.Die Folgen reichen bis zu den Menschen – und die Bekämpfung hat einen Preis. Die Beurteilungsaufgabe zu den Paracetamol-Ködern ist ein Anlass, über Nutzen und Nebenwirkungen zu sprechen.Die Hilfen holt sich die Gruppe selbst, bewertet wird die Begründung an den Pfeilen.EinsatzBiologie Klasse 7 bis 10, Gymnasium, Realschule, Gesamtschule. Eine Doppelstunde: Einstieg, Legen in Gruppen, Galerie, Auswertung, Sicherung. Passt zu Ökosystem, Neobiota, Biodiversität und Nahrungsnetz. Die Sicherungsseite enthält eine Transferaufgabe zum Waschbären in Deutschland.Das Material ist Teil der Reihe Mystery Biologie (Otter und Kelpwald, Serengeti, Guam, Birkenspanner, Antibiotika).FormatPDF im DIN-A4-Format, 15 Seiten, farbig und als separate Schwarzweiß-Fassung für den Kopierer. Karten auf drei Seiten, sechs pro Seite, zum Ausschneiden entlang der Rahmen. Alle Illustrationen und Diagramme sind eigene Zeichnungen. Stand der Zahlen: September 2026.

Klassenstufen: 7. Klasse, 10. Klasse