Amphibien – eine Sachanalyse

Amphibien – eine Sachanalyse
Die Sachanalyse ist die Grundlage, für das von mir entwickelte Lernprogramm „Amphibien –
Ein Leben zwischen Land und Wasser“. Ein Teil der Themen dieser Sachanalyse werden von
mir, didaktisch reduziert, im Lernprogramm verwendet.
Eine Definition
Die
Amphibien
oder
Lurche
sind
stammesgeschichtlich
die
älteste
Klasse
der
Landwirbeltiere.
Ihr wissenschaftlicher Name leitet sich aus dem Griechischem ab. „amphi“ bedeutet „auf
beiden Seiten“ und „bios“ heißt übersetzt „Leben. Die Namensgebung bezieht sich auf den
Lebensraum der Tiere. Die Larvenentwicklung findet im Wasser statt, währenddessen die
ausgewachsenen Tiere zum Teil in terrestrischen als auch aquatischen Habitaten leben.
Zu den Amphibien gehören die Froschlurche (Anura)die Schwanzlurche (Urodela) und die
Blindwühlen(Apoda).
Amphibien sind kaltblütige Tiere die bei tiefen Temperaturen in einem Zustand der Starre
verfallen. Amphibien die in gemäßigten Zonen leben, halten eine Winterruhe.
Ausgewachsene Amphibien sind Fleischfresser und ernähren sich hauptsächlich von Insekten.
Die Larven ernähren sich von Plankton und Detritus.
Die Haut
Die Haut der Amphibien dient dem Schutz vor
äußeren
Einflüssen,
aber
vor
allem
zur
Aufnahme von Umweltreizen, wie Tast-, Druckund Temperaturreizen. Außerdem regulieren
Amphibien
die
Temperatur
sowie
den
Wasserhaushalt über die Haut.
Die Amphibienhaut ist dünn, feucht und glatt
bei Fröschen, Salamandern und Molchen und
warzig
bei
Kröten
und
Unken,
wie
in
Abbildung: Die Rotbauchunke
Abbildung1, bei der Rotbauchunke.
Die Beschaffenheit der Amphibienhaut bringt sowohl Vor- als auch Nachteile mit sich.
Die glatte Haut bei den im Wasser lebenden Amphibien, führt zu einem geringeren
Widerstand und ermöglicht ein schnelleres Schwimmen.
Durch die dünne, feuchte Haut wird die Hautatmung sowie die Wasseraufnahme direkt über
die Körperoberfläche ermöglicht.
Nachteile der Amphibienhaut sind, dass eine dünnere Haut leichter verletzbar ist. Außerdem
besteht eine höhere Austrocknungsgefahr. Durch die dünne Haut können nicht nur Wasser
und Sauerstoff, sondern auch Gifte aufgenommen werden. Gespritzte und gedüngte Äcker
sowie saurer Regen können bei Amphibien zum Tod führen.
Die Haut der Amphibien besteht aus Epidermis, Dermis und Subcutis. Die Epidermis ist mit
verhornten Zellen besetzt, und dient so als Verdunstungsschutz.
Die Dermis besteht aus zwei Schichten:
Die erste Schicht enthält Hautdrüsen, Farbträger, Blutgefäße und Nerven. Die zweite Schicht
besteht aus kollagenen Fasern.
Die Subcutis ist ein feines Bindegewebe, das viele Blutgefäße und Nervenzellen enthält.
Die Hautdrüsen
Die Amphibienhaut ist die drüsenreichste Haut im ganzen Tierreich. Es gibt verschiedene
Arten von Drüsen, die Schleim- und die Giftdrüsen, sowie die Schlüpfdrüse.
Die Drüsenanzahl ist abhängig von der Amphibienart und dem Lebensraum des Tieres, jedoch
ist die Häufigkeit der Hautdrüsen bei Hyla aborea im Vergleich zu anderen einheimischen
Arten am größten. Bis zu 133 Drüsen pro mm² enthält seine Haut. Je dichter die
Schleimdrüsen, desto größer ist der Schutz vor einer Austrocknung der Hautflächen. Ein
Nachteil vieler Schleimdrüsen ist die physiologische Austrocknungsgefahr. Die Sekretion von
Schleim verhindert nicht nur die Austrocknung der Haut, sondern dient auch als Schutz. Die
Schleimschicht verhindert das Eindringen von zu viel Feuchtigkeit bei vorwiegend im Wasser
lebenden Arten. Landlebende Arten besitzen in der Regel wenige Schleimdrüsen um eine
Austrocknung zu verhindern. Die Art Bombina bombina zum Beispiel enthält in ihrer Haut
ca. 49 Schleimdrüsen. Dies widerspricht der oben angegebenen Zahl der Schleimdrüsen bei
Hyla aborea.
Die Funktion der Schleimdrüsen bei Hyla aborea weist eine Besonderheit auf. Die Schleimdrüsen bei Hyla aborea besitzen spezielle Schließapparate die, die Sekretion regulieren
können. So kann trotz einer Vielzahl an Schleimdrüsen eine physiologische Austrocknung
verhindert werden.
Die Giftdrüsen der Amphibien sezernieren ein meist schwach giftiges Sekret, das sie zum
einen vor Fressfeinden schützt und zum anderen einem Befall von pathogenen Protozoen,
Pilzen und Bakterien verhindert.
Vor allem bei Kröten und Salamandern sind die Giftdrüsen gut zu erkennen. Sie sind in den
Parotoiddrüsen hinter den Augen und am Rücken
konzentriert.
Einige Kröten und Salamander können das Gift sogar
verspritzen. Das Gift ist im Blut und bereits in den Eiern,
Embryonen und Larven enthalten.
Die Funktion der Schlüpfdrüse besteht darin, die
Gallerthülle, die den Embryo umgibt, aufzulösen.
Abbildung: Parotoiddrüsen
hinter dem Auge
Die Gifte der Amphibien und ihre Wirkung
Die Baumsteigerfrösche (Dendrobatidae) gehören zu
den giftigsten Amphibien. Sie produzieren das Gift
Batrachotoxin, das in Südamerika als Pfeilgift genutzt
wird. Batrachotoxin wirkt neurotoxisch. Es führt zu
einer Dauererregung der Nerven- und Muskelzellen.
Die Auswirkungen einer Vergiftung reichen von
Lähmungserscheinungen und Herzrhythmusstörungen
Abbildung: Der Pfeilgiftfrosch,
Dendrobates azureus
bis hin zum Herzstillstand.
Trotzdem sind die farbenprächtigen Baumsteigerfrösche bei der Haltung im Terrarium sehr
beliebt. Bei der Haltung im Terrarium reduziert sich die Toxizität der Tiere. Bei den
Nachzuchten geht sie völlig verloren.
Die Kröten der Familie Bufonidae produzieren verschiedene biogene Amine, wie das
Adrenalin oder Steroide wie das Bufotoxin. Intravenös verabreicht, kann das Gift dieser
Kröten zu starken Halluzinationen führen. Durchaus bekannt ist auch die Aga- Kröte, aus
deren Haut Rauschmittel gewonnen werden.
Für den Menschen sind die giftigen Sekrete weitestgehend ungefährlich. Es wird für den
Menschen nur dann unangenehm, wenn das Sekret mit den Schleimhäuten in Berührung
kommt. Dies kann zu stärkeren Reizungen und Schwellungen führen.
Die Farben der Amphibien
Bei den Farbträgern, den Chromatophoren, unterscheidet man zwischen 5 verschiedenen
Pigmentzelltypen. Die Melanophoren und Melanozyten enthalten Melanin, das eine Schwarzoder Braunfärbung verursacht. Die Iridophoren enthalten Guaninplättchen die eine stark
lichtbrechende Eigenschaft besitzen. Die Xanthophoren und die Erythrophoren enthalten
Pteridine und Carotinoide, die eine Rot- und/oder Gelbfärbung verursachen.
Die unterschiedlichen Färbungen der Haut werden durch die relative Dichte und die
Anordnung der Chromatophoren bestimmt. Außerdem ist die Färbung abhängig von der
Pigmentanzahl und der Verteilung der Pigmente in den Chromatophoren.
Viele Froscharten sind in der Lage die Hautfarbe zu ändern. Der Wechsel der Hautfarbe kann
durch innere oder äußere Faktoren hervorgerufen werden. Einfluss auf die Hautfärbung haben
z.B. die Temperatur, die Luftfeuchtigkeit oder die Lichtintensität. So bewirken niedrigere
Temperaturen eine stärkere Melaninkonzentration und somit ein Dunklerwerden der Haut.
Andere Ursachen für die Farbänderung der Haut sind nervös oder hormonell gesteuert. So
findet beispielsweise bei Hunger, Wohlbefinden oder Erregung ebenfalls eine Farbänderung
statt.
Natürlich gibt es auch einen morphologischen Farbwechsel. Jung- und Adulttiere sind
unterschiedlich gefärbt, sowie Männchen und Weibchen. Diese Farbveränderungen werden
durch eine Verminderung oder Vermehrung der Pigmente oder Chromatophoren
hervorgerufen.
Die
Funktionen
der
verschiedenen
Farben sind sehr vielseitig.
So genannte Tarntrachten sind bei den
Amphibien weit verbreitet. Mit der
Umgebungstracht gelingt es den Tieren
sich an die Umgebung anzupassen und
sind so nur schwer sichtbar.
Abbildung: Gut getarnter Moosfrosch
Eine weitere Tarntracht stellt die Mimese dar.
Hierbei sehen die Amphibien, den in der Umgebung vorkommenden Pflanzen und
Gegenständen zum Verwechseln ähnlich. Ein Beispiel hierfür ist, der Laubfrosch Hyla
aborea, der sich an die Farbe des Laubes anpasst, oder der Moosfrosch.
Bei der Locktracht ist das Tier der Umgebung vollkommen angepasst. Meist sind die Tiere
regungslos und versuchen mit kleinen Bewegungen die Aufmerksamkeit anderer kleiner Tiere
zu erregen, sie anzulocken und zu fressen.
Andere Amphibien besitzen eine Warn- oder Schrecktracht, mit der sie dem Räuber zeigen,
dass sie giftig sind. Sie tragen deutliche Signalfarben wie gelb, rot blau oder schwarz.
Entweder ist das ganze Tier gefärbt oder nur einzelne Körperstellen, wie die Kehle, die
Bauchseite oder die Schwanzunterseite. Ein Beispiel hierfür ist der „Unkenreflex“ bei Rotund Gelbbauchunken. Wenn den Tieren Gefahr droht, drehen
sie sich um, so dass die gelbe oder rot gefärbte Bauchseite zu
sehen ist. Dieses Phänomen ist auch bei anderen Arten zu
beobachten,
wie
auch
bei
dem
chinesischen
Feuerbauchmolch in Abb.
Die Räuber prägen sich sehr schnell ein, dass Tiere mit
Signalfarben giftig sind. Dies machen sich harmlose Tiere zu
Nutze, in dem sie die Warntracht eines giftigen Tieres
imitieren. Diese Scheinwarntracht nennt man Mimikry.
Abbildung: Chinesischer
Feuerbauchmolch mit rot
gefärbter Bauchseite
Die Hautrezeptoren
Die Amphibien besitzen viele Rezeptoren in der Haut. Es gibt Warm- und Kaltrezeptoren in
den oberen Hautschichten, sowie Schmerzrezeptoren in den unteren Hautschichten.
Das Seitenliniensystem
Das Seitenliniensystem setzt sich aus hautständigen Sinnesorganen zusammen, die sich in der
Kopf- und Rumpfregion befinden.
Man findet es bei aquatisch lebenden Larven, aquatisch lebenden adulten Schwanzlurchen
oder bei adulten Tieren die zeitweilig zur aquatischen Lebensweise zurückkehren.
Es gibt zwei verschiedene Seitenlinien, die sich in Bau und Funktion unterscheiden. Das
Ampullenorgan besteht aus Elekrorezeptoren, die in Vertiefungen unter der Haut lokalisiert
sind. Durch elektrische Felder kann das Tier seine Beute orten. Es kommt ausschließlich bei
Blindwühlenlarven und aquatischen Salamandern vor.
Die Neuromasten sind mechanosensitive Rezeptoren. Sie dienen der Erkennung von
Wasserbewegungen. Die Neuromasten werden zur Lokalisation von Beute auf der
Wasseroberfläche genutzt. Außerdem werden sie zur Paarungszeit genutzt. Die Wasserwellen,
die bei den Rufen der Frösche entstehen, können von anderen Artgenossen wahrgenommen
werden und zur Abgrenzung der Reviere genutzt werden.
Das statoakustische Organ
Im statoakustischen Organ sind der Gleichgewichts- und Drehsinn, der Vibrationssinn und der
Hörsinn vereint. Es befindet sich im Innenohr.
Das Auge
Der Aufbau des Auges ist bei den verschiedenen amphibischen Gruppen vom Aufbau her
identisch. Die Augenhaut besteht aus drei Schichten, der Lederhaut (Sclera), der Gefäßhaut
(Uvea) und der Netzhaut (Retina). Im vorderen Augenpol ist die Lederhaut zur durchsichtigen
Hornhaut umgebildet. Die Netzhaut besteht aus Stäbchen und Zapfen mit unterschiedlichen
Absorptionsmaxima. Trotzdem scheinen die meisten Amphibien farbenblind zu sein.
Der optische Apparat setzt sich aus Hornhaut, Linse und Glaskörper zusammen. Die Linse
variiert in Form und Größe zwischen den verschiedenen Arten. Eine Akkomodation erfolgt
über einen Positionswechsel. Im Ruhezustand ist das Auge auf die Ferne eingestellt. Um in
der Nähe gelegenes scharf zu sehen, wird die Linse nach vorn geschoben.
Die Linse ist von der Iris umgeben, die meist silbern oder golden pigmentiert ist. Die
Öffnung, die Pupille, ist je nach Art verschieden geformt. Die Pupille kann rund, schlitzartig
oder herzförmig geformt sein. Wie beim Menschen wird auch die Weite der Pupille in
Abhängigkeit von der Helligkeit reguliert. Das Auge wird durch ein oberes und ein unteres
Lid, sowie durch die Nickhaut geschützt.
Für die Orientierung und den Beutefang ist das Sehen besonders wichtig. Vor allem das
binokulare Sehen, bei dem ein Objekt mit beiden Augen betrachtet werden kann ist von
Vorteil. Dies kommt bei den Amphibien nur selten vor, da sich die Augen sehr weit lateral
befinden und sich die Gesichtsfelder der beiden Augen nur kaum oder gar nicht überlappen.
Bei Larven und bei einigen adulten Arten gibt es noch zwei andere Organe die
lichtempfindlich reagieren. Das Scheitelauge, auch Pinealorgan genannt und die Epiphyse.
Das Pinealorgan befindet sich zwischen den Augen auf der Oberseite des Kopfes, unter der
Haut. Es ist über den Pinealnerv mit dem Zwischenhirn verbunden.
Die Epiphyse ist eine dorsale Ausstülpung des Zwischenhirns. Beide Organe weisen
unterschiedliche Empfindlichkeiten für die verschiedenen Wellenlängen des Lichtes auf. Die
Aufgaben dieser Organe sind die Steuerung des Farbwechsels der Haut, die Synchronisation
des circadianen Rhythmus und die Sonnenkompassorientierung.
Chemische Sinne
Amphibien verfügen über Kontaktchemorezeptoren und über einen chemischen Fernsinn, die
im folgendem als Geschmackssinn und als Geruchssinn beschrieben werden. Der
Geschmackssinn ist auf der Zunge und in der Mundhöhle lokalisiert und dient zur Kontrolle
der Nahrung.
Der Geruchssinn nimmt chemische Moleküle, in der Luft oder im Wasser gelöst, wahr. Der
Geruchssinn hat eine große Bedeutung für das Auffinden und Beurteilen von Nahrung.
Amphibien besitzen zwei verschiedene, räumlich voneinander getrennte Rezeptorsysteme.
Das olfaktorische System und das akzessorische olfaktorische System, das auch als
Jacobsonsches Organ bezeichnet wird.
Das olfaktorische System besteht aus den Rezeptoren der Riechschleimhaut, welche mit ihren
Axonen den Riechnerv (Nervus olfactorius) bilden.
Das Jacobsonsche Organ besitzt einen eigenen Nerv den Nervus olfactorius accessorius.
Dieser dient der Übermittlung von Gerüchen, die bei der Fortpflanzung eine Rolle spielen.
(vgl. Hofrichter)
Das Skelett der Lurche
Der Froschlurch
Froschlurche haben einen gedrungenen Körperbau. Wie bei allen Wirbeltieren ist auch beim
Frosch die Wirbelsäule der Stützapparat des Körpers. Man unterscheidet zwischen einer
praesacralen, vor dem Kreuzbein gelegenen und einer postsacralen Wirbelsäule.
Der erste praesacrale Wirbel wird wegen seiner Verbindung zum Schädel und den fehlenden
Querfortsätzen als Atlas bezeichnet. Des weiteren besteht die Wirbelsäule aus 5 bis 9 Wirbeln
und einem stabförmigen Knochenelement, dem Urostyl. Das Urostyl entstand aus der
Verwachsung von Schwanzwirbeln.
Die Vorder- und Hinterextremitäten des Froschlurchs sind unterschiedlich aufgebaut. Das
Vorderbein schließt mit dem Oberarm an den Schultergürtel an. Der Unterarm besteht nur aus
einem Element, denn Elle und Speiche sind miteinander verwachsen. Was Finger und Zehen
betrifft, ist bei allen Tetrapoden die Fünfstrahligkeit festgelegt. Froschlurche weichen von
diesem Schema ab, da sie nur vier Zehen an den Vorderbeinen besitzen. Man geht davon aus,
dass aufgrund von unterschiedlichen Belastungen, der fünfte Finger zurückgebildet worden
ist.
Die Hinterbeine der Froschlurche sind wie folgt aufgebaut: Der Oberschenkel ist mit dem
Hüftgelenk verbunden. Der Unterschenkel setzt sich aus dem Schienbein und dem Wadenbein
zusammen, die auch hier miteinander verwachsen sind. Auf den Unterschenkel folgt ein
spangenähnliches Gebilde, das aus verlängerten und an den Enden zusammengewachsenen
Fußwurzelknochen besteht. Der Hinterfuß weist 5 Zehen auf. Auffällig bei den Froschlurchen
ist, dass die Hinterextremitäten deutlich länger sind als die Vorderen.
Die Zahl der Glieder der Finger und Zehen ist innerhalb der Wirbeltierklassen festgelegt und
wird mit der Phalangenformel beschrieben. Phalange ist der allgemeine Begriff für Finger und
Zehen. Die Phalangenformel für die vier Finger des Froschs ist 2-2-3-3. Für die Zehen gilt die
Formel 2-2-3-4-3. Man zählt die Anzahl der Glieder vom Daumen als ersten Strahl bis zum
fünften Finger. Wendet man die Phalangenformel bei der menschlichen Hand an, ist sie leicht
nachzuvollziehen.
Das Zusammenwachsen von Speiche und Elle, Schienbein und Wadenbein, sowie die
Verlängerung der Fußwurzelknochen, wird durch die Sprungbewegung der Anuren erklärt.
Der Schwanzlurch
Die Schwanzlurche haben einen länglichen Körperbau. Die Wirbelsäule ist im Vergleich zu
den Froschlurchen wesentlich länger und flexibler. Der Halswirbel wird ebenfalls als Atlas
bezeichnet. Darauf folgen 10 bis 60 Praesacralwirbel und nach einem einzigen Sacralwirbel,
20 bis 100 Caudalwirbel. Schwanzlurche besitzen kleine Rippen an den Querfortsätzen der
Wirbelsäule, doch wird kein geschlossener Rippenkorb gebildet.
Die Extremitätenbildung folgt dem Grundmuster der Tetrapoden. Das Vorderbein besteht aus
einem Oberarm, dem Unterarm, gebildet aus Speiche und Elle, den Mittelhandknochen und
den 4 Fingern. Das Hinterbein besteht aus dem Oberschenkel, dem Unterschenkel, gebildet
aus Wadenbein und Schienbein, den Mittelfußknochen und den 5 Zehen. Auch für die
Schwanlurche gibt es eine Phalangenformel.
Für die Finger gilt: 1-2-3-2 und für die Zehen gilt die Formel: 1-2-3-3-2. Bei den
Schwanlurchen gibt es aber auch Ausnahmen. Bei im Wasser lebenden Arten, sind die Fingerund Zehenstrahlen häufig reduziert. Die Extremitäten können sogar ganz fehlen.
Die Fortbewegung der Lurche
Der Frosch
Die hintere Extremität, von der die Sprungkraft des Frosches ausgeht, ist bedeutend länger als
die Vordere. Eine Verlängerung der Hinterextremitäten findet man bei verschiedenen
Säugetiergruppen, die sich mittels synchron bipeden Springens fortbewegen, wie z.B. auch
beim Känguru.
Die Vorderextremitäten sind vor allem bei der Landung belastet. Mit der Verschmelzung von
Elle und Speiche entstand ein stabiles und kräftiges Stützelement, das die Belastung bei der
Landung auffangen kann. Die Körpergestalt hat sich an die Anforderungen, die diese
Fortbewegungsweise mit sich bringt angepasst.
Abbildung: Skelett eines Froschlurchs im Ruhezustand
Im Ruhezustand sind die Hinterextremitäten eng
Abbildung: Der Froschsprung
zusammen gefaltet und nah am Körper anliegend.
Beim Sprung werden nacheinander Hüft-, Knie- und Fersengelenk durchgestreckt.
Mit der Anhebung des „zweiten“ Fersengelenks wird eine zusätzliche Erhöhung erreicht und
die ganze Kraft liegt auf dem vorderen Teil des Fußes, der als letztes gestreckt wird.
Während des Sprungs werden die Vorderbeine nach hinten an den Körper gelegt. Am
höchsten Punkt der „Flugbahn“ werden die Vorderbeine wieder nach vorn gestreckt.
Froschlurche sind in der Lage die Flugrichtung zu korrigieren, indem sie ein Hinterbein
abspreizen oder den Kopf anheben.
Natürlich können sich Frösche nicht nur durch Springen fortbewegen. Am Boden oder beim
Klettern nutzen sie die ganz normale Kriechbewegung mit allen vier Extremitäten.
Die Fortbewegung im Wasser ähnelt der menschlichen Bewegung beim Brustschwimmen.
Die Hinterbeine werden zum Rumpf hingezogen und wieder lang gestreckt. Um dabei viel
Wasser zu verdrängen, besitzen Wasserfrösche Schwimmhäute an den Hinterfüßen. Die
Vorderbeine werden an den Körper gezogen, um den Widerstand zu verringern.
Der Schwanzlurch
Um die Fortbewegungsweise der Schwanzlurche zu erklären, muss man den Aufbau der
Skelettmuskulatur im Rumpf- und Schwanzbereich betrachten. Längs der Körperachse ist die
Muskulatur in gleich große Segmente geteilt. Die Segmente bestehen aus quer gestreifter
Muskulatur, die durch Muskelsepten voneinander getrennt sind. Durch die Verbindung der
Septen mit den Wirbeln, wird die Muskelkraft indirekt auf die Wirbelsäule übertragen.
Die einzelnen Segmente besitzen jeweils eine eigene sensorische und motorische
Nervenversorgung. Bei einer von vorne nach hinten laufenden Muskelkontraktion der
einzelnen Segmente, entsteht eine Wellenbewegung, die der Schwimmbewegung eines
Fisches gleicht. Werden Segmente der einen Seite kontrahiert, dehnen sich die
Muskelsegmente auf der Anderen und die Wirbelsäule wird gebogen.
Die Extremitäten der Schwanzlurche werden alternierend bewegt. Die Vorder- und
Hinterextremitäten zeigen jeweils in unterschiedliche Richtungen. Nur die diagonal
gegenüberliegenden Extremitäten zeigen in die gleiche Richtung.
Im Wasser dient der Schwanz allein der Fortbewegung. Die Extremitäten werden an den
Körper heran gezogen. Im Wasser lebende Molche besitzen meist einen vertikal abgeflachten
Schwanz mit einem Hautsaum, der den Schwanz zusätzlich verbreitert. Auch an Land lebende
Molche, die zur Paarungszeit Gewässer aufsuchen, tragen in ihrer Wassertracht einen
Hautsaum, der das Schwimmen erleichtert.
Der Nahrungserwerb, die Zunge der Lurche
Bei den Amphibien gibt es zwei unterschiedliche Jagdmethoden. Das aktive Suchverhalten,
wie zum Beispiel bei den Urodelen, Bufoniden und den Dendrobatiden, oder das Lauern, wie
bei den meisten anderen Anuren. Wichtig für den Beutefang, ist eine schnelle Erkennung der
Beute und eine gute Fangtechnik. Die meisten Amphibien nehmen die Beute optisch wahr.
Allerdings ist der Geruchssinn bei vielen Urodelen und grabenden Kröten auch sehr gut
ausgeprägt. Durch die Anpassung an seinen Lebensraum kann der italienische Höhlenmolch
seine Beute olfaktorisch so gut lokalisieren, dass er sie trotz Dunkelheit mit der Zunge fangen
kann.
Das Seitenlinienorgan der Larven und der aquatilen Molche und Frösche ermöglicht es,
Erschütterungen wahrzunehmen, die Aufschluss darüber geben, was die Erschütterung
ausgelöst hat, wie groß die Entfernung ist und in welche Richtung sich der Auslöser befindet.
Die Jäger unter den Amphibien schleichen sich an die Beute heran, die Lauerer lassen die
Beute nahe an sich heran kommen.
Das Beutefanginstrument der meisten Amphibien ist ihre hoch spezialisierte Zunge.
Einige Schwanzlurchgattungen verfügen über eine blitzartig herausschnellende Zunge. Diese
Zunge besteht aus einem kontraktilen Stiel mit einem verdickten Ende, welches mit Drüsen
besetzt ist. Diese Drüsen produzieren ein Sekret, das die Beute an der Zunge kleben lässt.
Abbildung: Spezialisierte Zunge eines Schwanzlurchs
Bei vielen Anuren ist die Zunge vorne am Unterkiefer festgewachsen. Sie liegt im
geschlossenen Maul nach hinten geklappt. Beim Öffnen des Mauls streift die Zunge den
Gaumen, wo sie ein klebriges Sekret aufnimmt. Die Zunge klappt über die Beute und wird
durch das klebrige Sekret und ein Einfalten der Zunge festgehalten.
Abbildung: Spezialisierte Zunge eines Froschlurchs
Größere Beutetiere werden mit dem Kiefer oder dem Gaumen festgehalten.
Die Beute wird grundsätzlich unzerkleinert verschlungen. Amphibien sind in der Lage die
Augäpfel einzuziehen. Dies machen sie sich zu Nutze um die Beute in die Speiseröhre zu
schieben.
Die Larven der Anuren nutzen eine andere Form des Nahrungserwerbs. Sie besitzen scharfe
Hornkiefer und winzige Lippenzähnchen, mit denen sie Teilchen von Pflanzen und Aas
abraspeln können. Durch einen Reusenapparat an den Kiemen filtern sie zusätzlich Plankton
und Detritus aus dem Atemwasser heraus.
Die Atmung der Amphibien
Amphibien können Sauerstoff auf verschiedene Weise aufnehmen. Durch Kiemen,
Mundepithel und der Haut können sie den Sauerstoff dem Wasser entnehmen. Mit der Lunge
entnehmen sie den Sauerstoff aus der Luft. Beide Varianten werden bei den meisten
Amphibien parallel eingesetzt.
Kaulquappen atmen über die Haut, über Kiemen und/oder über Lungen, wobei die Haut das
aktivste Atmungsorgan ist. Nach der Metamorphose atmen nur noch pädomorphe Amphibien,
wie z.B. das Axolotl über Kiemen.
Jungtiere, die die Metamorphose abgeschlossen haben und adulte Amphibien werden durch
die Haut- und Lungenatmung und durch das Mundepithel mit Sauerstoff versorgt.
Bei lungenlosen Salamandern aus der Familie Plethodontidae und der Gattung
Onychodactylus
in
der
Familie
der
Winkelzahnmolche,
erfolgt
die
gesamte
Sauerstoffaufnahme über die Haut.
Die Kiemenatmung
Wichtig für die Kiemenatmung sind die Größe und der Bau der Kiemen. Für eine hohe
Effektivität müssen die Kiemen eine große Oberfläche, ein dünnes Kiemenepithel und ein
dichtes Kapillarnetz aufweisen. Für eine effektive Sauerstoffaufnahme, bilden das
vorbeiströmende Wasser und das Blut in den Kiemen ein Gegenstromsystem. Da das
Kapillarnetz dicht unter dem Kiemenepithel liegt kann die Sauerstoffaufnahme und die
Abgabe des Kohlendioxids über Diffusion erfolgen.
Das Mundhöhlenepithel
Das Mundhöhlenepithel ist durch eine starke Kapillarisierung mit 1 bis 10 Prozent an der
Gesamtatmung beteiligt.
Die Hautatmung
Dadurch, dass die Haut der Amphibien sehr dünn und meistens feucht ist, eignet sie sich
hervorragend als Atmungsorgan. Unter der Haut befindet sich ein dichtes Kapillarnetz, so
dass auch hier der Sauerstoffaustausch durch Diffusion möglich ist.
Die Effektivität der Hautatmung ist vom Sauerstoff- und Kohlendioxidgehalt der Umgebung
abhängig. Es gibt auch Mechanismen zur Regulation, so dass kurzfristig die Durchblutung der
Haut verstärkt oder verringert werden kann und somit die Sauerstoffzufuhr erhöht oder
erniedrigt wird.
Um den gesamten Sauerstoffverbrauch durch die Hautatmung abzudecken, müssen ein paar
Vorraussetzungen erfüllt sein.
1. Das Verhältnis von Oberfläche und Volumen muss stimmen. Das heißt, je kleiner das Tier,
desto größer die Oberfläche. 2. Nur bei Tieren mit einer niedrigen Stoffwechselrate reicht die
eingeschränkte
Sauerstoffzufuhr
aus.
3.
Im
Außenmedium
besteht
eine
hohe
Sauerstoffkonzentration.
Die Lungenatmung
Die
Lungenatmung
der
Lurche bezeichnet man auch
als Schluckatmung.
Der Atemvorgang wird in
mehrere Schritte unterteilt.
Der
Mund
und
der
Kehlkopfeingang sind fest
verschlossen. Die Lunge ist
mit verbrauchter Luft gefüllt
und
ausgedehnt.
Mundboden
wird
Der
gesenkt
und die Nasenlöcher werden
geöffnet. Es strömt frische
Luft
in
Rachenraum.
den
Auch
Mundder
Abbildung: Die Lungenatmung der Frösche in drei Schritten
muskulöse Boden der Augenhöhle ist angehoben und vergrößert so das Volumen der
Mundhöhle. Der Kehlkopfspalt öffnet sich und die verbrauchte Luft wird aus dem
Lungensack gepresst. Sie strömt über die frische Luft durch die Nasenlöcher hinaus.
Dann werden die Nasenlöcher verschlossen, der Mundboden mit der Zunge wird nach oben
gegen den Gaumen bewegt und die frische Luft wird durch einen Schluckvorgang in die
Lunge gepresst. Zur Unterstützung des Schluckvorgangs wird der muskulöse Boden der
Augenhöhle gesenkt.
Die Bioakustik der Frösche
In der Regel können nur Männchen Laute produzieren. Ein Männchen ist dann rufbereit wenn
die Lunge prall gefüllt ist. Während des Rufvorgangs wird die Luft zwischen Lunge und
Mundraum hin und her bewegt. Dabei bleiben der Mund und die Nasenlöcher verschlossen.
Zwischen Lunge und Mundraum strömt die Luft durch den Kehlkopf, wodurch die
Stimmbänder in Schwingungen versetzt werden und ein Laut erzeugt wird.
die Rufe werden über aufgeblähte Schallblasen abgestrahlt. Die Anordnung und Zahl der
Schallblasen ist unterschiedlich. Sie können einzeln oder paarig vorhanden sein und sich
entweder kehlständig oder lateral befinden.
Die Funktion der Schallblasen besteht darin, die Schallenergie gleichmäßig in alle Richtungen
abzustrahlen.
Die Froschrufe sind ein Bestimmungsmerkmal zur Arterkennung. Sie sind artspezifisch,
erblich fixiert und weisen eine hohe Vielfalt auf. Die Funktion der Froschrufe liegt vor allem
in der Arterkennung.
Der so genannte Anzeigerruf dient der Anlockung von Weibchen und gleichzeitig der
Markierung des Territoriums, um Rivalen auf Distanz zu halten. Der Paarungsruf dient zur
Stimulierung der Weibchen und führt zum Aplexus. Aggressionsrufe werden von Männchen
produziert, die im direkten Kontakt zu einem Rivalen stehen. Der Befreiungsruf wird von
irrtümlich geklammerten Männchen oder nicht paarungsbereiten Weibchen produziert.
Außerdem gibt es den Schreckruf, der bei einer Attacke durch Fressfeinde abgegeben wird.
Dies ist der einzige Ruf der bei offenem Mund ausgestoßen wird.
Entwicklungsbiologie
Die Fortpflanzung und Entwicklung der Salamander
Der Feuersalamander
Abbildung: Gefleckter Feuersalamander
Der Feuersalamander ist ungefähr mit vier Jahren geschlechtsreif. Die Paarung findet an
Land, im Zeitraum von Juli bis Oktober, statt.
Hierbei nimmt das Weibchen die Samenkapsel des Männchens auf. Nach 10 Monaten werden
die Jungen lebend geboren. Sie durchlaufen die Embryonalentwicklung in Eiern, aus denen
sie sich vor der Geburt befreien. Die Anzahl der Jungen kann zwischen 10 und 80 Tieren
variieren. Bei der Geburt sind die Jungen etwa 2,5
cm groß und besitzen bereits voll entwickelte
Extremitäten. Die Metamorphose ist aber bei der
Geburt noch nicht abgeschlossen.
Die Jungen besitzen äußere Kiemen, die erkennen
lassen, dass es sich noch um Larven handelt. Der
Hautsaum am Schwanz wird zurückgebildet. Erst
nach zwei bis drei Monaten ist die Metamorphose
Abbildung:
Larve eines Feuersalamanders
abgeschlossen. Den Rest ihres Lebens verbringen die Tiere an Land.
Der Alpensalamander
Mit Anpassung an seinen Lebensraum, weicht die Entwicklung der Alpensalamander von
denen der anderen Salamander ab.
Während bei allen anderen Salamandern die Metamorphose der Larven im Wasser stattfindet,
entwickeln sich die Larven des Alpensalamanders vollständig im Mutterleib. Die Larven des
Alpensalamanders besitzen auch Kiemen, aber durch das Verbleiben im Mutterleib bis zur
Umstellung auf Lungenatmung, muss das Weibchen keine Wasserstellen aufsuchen.
Ein weiterer Unterschied zu anderen Salamandern ist, dass maximal zwei Jungtiere geboren
werden. Jeder Eileiter enthält zwar bis zu 20 Eier, aber nur je ein Ei reift heran. Die anderen
Eier werden als Nahrung von den heranreifenden Larven abgebaut.
Die Tragzeit kann bis zu drei Jahre dauern. Das Weibchen bringt vollständig entwickelte, 45 cm große Jungtiere zur Welt.
Die Fortpflanzung und Entwicklung der Molche
Die Fortpflanzung und die Entwicklung der Larven bei verschiedenen Molcharten ist sehr
ähnlich. Im folgenden Abschnitt wird das Verhalten allgemein für alle Molcharten
beschrieben.
Im Frühjahr verlassen die Molche ihr Winterquartier. Schon Ende Februar machen sich die
Tiere zu ihren Laichgewässern auf. Die Männchen kommen als erste am Laichgewässer an
um geeignete Balzplätze zu finden. Die Molche haben ein ausgeprägtes Balzverhalten.
Begegnet ein Weibchen einem Männchen, beugt das Männchen seinen Körper zu einer Art
Katzenbuckel um seinen Kamm zu präsentieren. Mit dem Schwanz werden dem Weibchen
Duftstoffe zugewedelt. Ist das Weibchen paarungsbereit, folgt es dem Männchen und berührt
mit seiner Schnauze die Schwanzspitze des Männchens. Darauf hin legt das Männchen ein
Samenpaket, die so genannte Spermatophore ab.
Das Weibchen nimmt die Spermatophore mit der Kloake auf. Das Weibchen laicht über
mehrere Wochen 200- 400 Eier ab.
Die Eier werden einzeln, mit den Hinterbeinen, in Blätter eingefaltet.
Es dauert ca. 10 Wochen bis die kleinen Larven schlüpfen. Nach drei bis vier Monaten bilden
sich die Kiemen der Larven zurück und die Jungtiere können das Wasser verlassen.
Die Pädomorphose bei Amphibien
Als pädomorph bezeichnet man Individuen,
die
geschlechtsreif
embryonale
sind,
oder
jedoch
larvale
noch
Merkmale
aufweisen.
Pädomorphose
wurde
bisher
nur
bei
Schwanzlurchen festgestellt. Das bekannteste
Beispiel sind die Axolotl. Axolotl besitzen
äußere
Kiemen,
ein
funktionierendes
Seitenlinienorgan sowie eine Schwanzflosse
Abbildung: Axolotl, Ambystoma mexicanum
mit Flossensaum. Dies sind alles larvale
Merkmale, die sich nicht zurückentwickeln.
Morphologisch gleichen die Axolotl einer Schwanzlurchlarve, vor Beginn der Metamorphose.
Die Fortpflanzung und Entwicklung bei Fröschen
Die Paarung und Befruchtung
Die Paarung und die Befruchtung der Eier der
Froschlurche finden ausschließlich im Wasser
statt. Das Weibchen wird vom Männchen
umklammert. Die Umklammerung löst bei dem
Weibchen die Abgabe der Eier aus und im
Moment der Abgabe stößt das Männchen seine
Samenflüssigkeit aus.
Beim Passieren des Eileiters werden die Eier von
Abbildung: Grasfrösche bei der Paarung
einem schleimigen Sekret umgeben, das bei
Wasserkontakt direkt aufquillt. Dies erklärt die gallertartige Struktur der Laichballen.
Außer den echten Kröten, legen alle Froscharten die Eier als Ballen ab. Die echten Kröten
produzieren lange Schnüre.
Abbildung: Laichschnur der Kreuzkröte
Abbildung: Laichballen der Grasfrösche
Eine Ausnahme bildet die Geburtshelferkröte. Die Paarung findet vollständig an Land statt.
Wird das Weibchen vom Männchen umklammert, stößt es nach einer Stimulierungsphase 20
bis 70 Eier aus der Kloake aus. Das Männchen bildet mit den Hinterbeinen einen Korb, worin
die Eier besamt werden. Anschließend wickelt es sich die Schnur um die Hinterbeine und
verlässt das Weibchen. Das Männchen trägt die Eier 20 – 50 Tage, bis diese schlüpfbereit sind
und wandert zu einem Gewässer. Nach ein paar Minuten Wasserkontakt schlüpfen die Larven
aus ihren Eihüllen.
Die Embryonalentwicklung und Metamorphose
Die Zeit von der ersten Zellteilung bis zum Befreien der Keime aus der Eihülle wird als
Embryonalentwicklung
angesehen.
Ab
diesem
Zeitpunkt
spricht
man
von
der
Larvalentwicklung. Die Befreiung aus der Eihülle erfolgt durch gallertauflösende Enzyme,
durch die Bewegung der Cilien, welche den ganzen Larvenkörper bedecken und natürlich
durch die Schlängelbewegung des Larvenkörpers. Nach der Befreiung aus der Eihülle, werden
äußere Kiemenansätze sichtbar, der Körper befindet sich im Prozess des Abplattens und
Streckens und ein deutlicher Schwanzabschnitt wird sichtbar.
Die geschlüpften Larven nehmen an Größe zu. Der Schwanz streckt sich und bildet dorsal und
ventral einen Flossensaum. Die Kiemen heben sich deutlich vom Körper ab. Aus einem
Mundschlitz entsteht ein Mund mit hornigen Kiefern und Hornzähnchen an den Lippen.
Die Augen der Larven werden deutlich sichtbar. Zu diesem Zeitpunkt sind die Larven bereits
in der Lage längere Strecken zu schwimmen und Nahrung aufzunehmen.
Die Nahrung der Larven besteht aus Detritus, Algen, Bakterien und weichen Pflanzenteilen.
Auch die Eihüllen, sowie nicht befruchtete und abgestorbene Eier werden gefressen.
Im nächsten Schritt verschwinden die äußeren Kiemen. Sie werden von Hautfalten
überwachsen, bis auf ein kleines Loch auf der linken Körperseite, das man Spiraculum oder
Atemloch nennt. Die Atmung erfolgt jetzt über einen Wasserstrom der durch den Mund an
den Kiemen vorbei aus dem Atemloch hinaus führt. Das Wasser, das an den rechten Kiemen
vorbeiströmt wird über einen Kanal zum Atemloch auf der linken Seite geführt.
Der nächste Entwicklungsschritt ist die Bildung der Hinterbeine an der Schwanzwurzel. Mit
der Ausdifferenzierung der Hinterbeine hat die Larve inklusive Schwanz die größte
Ausdehnung erreicht. Die folgenden Ereignisse sind für die Endphase der Metamorphose
charakteristisch:
•
Durchbruch der Vorderbeine
•
Resorption des Schwanzes
•
Ausfall der Hornkiefer und Lippenzähnchen
•
Verbreiterung des Mundes
•
Bildung einer Zunge
•
Umbildung des Larvendarms ohne Magen, in den typischen Verdauungstrakt der
Froschlurche
•
Ersatz der Kiemen durch Lungen
•
Ausbildung von Augenlidern
•
Ausbildung eines Gehörgangs
•
Übergang vom Wasser- zum Landleben
Unterrichtsentwürfe
Eine Unterrichtsreihe zum Thema Amphibien
1. Lerneinheit: Was sind Amphibien?
2. Lerneinheit: Skelett und Bewegung
Lehrer- Schüler- Interaktion
Einstieg:
Die Lehrperson teilt den Schülern
den Verlauf der Stunde mit:
- Erarbeitung des Themas
Körperbau und Bewegung mit dem
Lernprogramm „Amphibien“
- Anschließende Bearbeitung der
Arbeitsblätter
Sozialform
Medien
Lernziel(e)
Erkennen der
Unterschiede des
Körperbaus und der
Bewegung bei Frosch
und Schwanzlurchen
Lehrer- Schüler- Interaktion
Einstieg: Die Lehrperson zeigt
verschiedene Bilder von Amphibien
Frage: Was sind das für Tiere?
Sozialform
Unterrichtsgespräch
Medien
Bilder von
Frosch- und
Schwanzlurchen
Lernziel(e)
SuS sollen erkennen
das es sich um
Amphibien handelt
Erarbeitung: Lehrer: Was wisst ihr
über diese Tiere?
- ihren Lebensraum
- ihr Aussehen
Wie unterscheiden sich Frosch- und
Schwanzlurch?
SuS erfahren etwas
über den Lebensraum
der Tiere und
wie man Frosch- und
Schwanzlurche
unterscheidet.
Unterrichtsgespräch
SuS beschreiben eigene
Beobachtungen, nennen Merkmale,
die die Tiere gemeinsam haben oder
die sie unterscheiden
SuS bekommen einen
Informationstext, über Amphibien
und erhalten die Aufgabe, wichtige
Informationen zu unterstreichen
Auswertung u. Ergebnissicherung:
Die wichtigsten Merkmale werden an
der Tafel festgehalten
Erarbeitung:
Die SuS bearbeiten die Lektionen
„Skelett“ und „Bewegung“ des
Lernprogramms „Amphibien“
Bearbeiten der Arbeitsblätter:
Informationstext:
Amphibien
Einzelarbeit
Unterrichtsgespräch
Tafel
Partnerarbeit Computer:
Lernprogramm:
AmphibienEin Leben
zwischen Land
und Wasser
SuS lernen den
Körperbau und die
Fortbewegungsweisen
der Amphibien
kennen.
Die Fortbewegung der Lurche 1/3
Einzelarbeit
Arbeitsblatt
Auswertung u. Ergebnissicherung UnterrichtsBesprechung der Arbeitsblätter
gespräch
Arbeitsblatt
Hausaufgabe: Bearbeitung der
Arbeitsblätter Skelett des
Froschlurchs/ Skelett des
Schwanzlurchs
3. Lerneinheit: Skelett und Bewegung – Anpassungen an die Fortbewegung
Lehrer- Schüler- Interaktion
Einstieg:
L. wiederholt mit den SuS die
Fortbewegung der Amphibien
Erarbeitung:
L. teilt Arbeitsblatt aus,
SuS bearbeiten das Arbeitsblatt mit
Hilfe des Lehrers
Sozialform
Unterrichtsgespräch
Medien
Lernziel
Unterrichtsgespräch
Arbeitsblatt: „
Die
Fortbewegung
der Lurche 2“
SuS lernen die
Merkmale kennen,
die sich in
Anpassung an den
Lebensraum
entwickelt haben
L. und SuS besprechen die
Hausaufgaben zum Thema
Körperbau
Unterrichtsgespräch
Arbeitsblätter
SuS lernen den
Aufbau des
Amphibienskeletts
kennen, Unterschiede
zwischen Frosch und
Salamander
Tafel
Auswertung u. Ergebnissicherung
Frage: Welche Merkmale des
Amphibienkörpers sind
Anpassungen an die
Fortbewegungsweise?
- An der Tafel wird eine
Tabelle erstellt, die die
Merkmale den
Funktionen zuordnet
SuS lernen das es
einen
Zusammenhang
zwischen dem
Skelettaufbau, den
äußeren Merkmalen
und der
Fortbewegung der
Amphibien gibt
4. Lerneinheit: Die Atmung
Lehrer- Schüler- Interaktion
Einstieg:
L. zeigt SuS ein Bild eines
eingefrorenen Froschs, der an
Sozialform
Unterrichtsgespräch
Medien
Fotos
Lernziel(e)
Elektroden angeschlossen ist, der
langsam auftaut und wieder beginnt
zu atmen.
Wie konnte der Frosch überleben?
- Woher erhält er
Sauerstoff?
SuS äußern Vermutungen, diese
werden an der Tafel festgehalten
Erarbeitung:
Die SuS erhalten die Aufgabe, die
Lektion „Die Atmung“ des
Lernprogramms zu bearbeiten
Partnerarbeit Lernprogramm
SuS lernen, die
Atmung der
Amphibien kennen
und können erklären,
wie der Frosch im
Eis Sauerstoff erhält
Auswertung u. Ergebnissicherung UnterrichtsL. stellt erneut die Frage wie der
gespräch
eingefrorene Frosch Sauerstoff
erhält.
Anschließend stellt L. die Frage
welche Möglichkeiten der Frosch
zur Sauerstoffaufnahme, außer der
Hautatmung noch besitzt.
Genauer eingegangen werden soll
auf die Lungenatmung.
Zur Wiederholung erhalten die SuS
Das Arbeitsblatt „Die
Lungenatmung 1“, das als
Hausaufgabe bearbeitet werden soll
Die SuS lernen die
einzelnen Schritte
der Lungenatmung
5. Lerneinheit: Die Atmung
Schüler- LehrerInteraktionen
Einstieg:
Wiederholung der
Möglichkeiten zur
Sauerstoffaufnahme bei
Fröschen
Erarbeitung:
Sozialform
Medien
Lernziel
Unterrichtsgespräch
Arbeitsblatt:
Die
Lungenatmung 1
Die SuS lernen die
einzelnen Schritte
der Lungenatmung
kennen
Tageslichtprojektor:
Folie mit den
einzelnen Schritten
der Lungenatmung
Besprechung der Hausaufgabe:
Wie funktioniert die
Lungenatmung bei Fröschen.
Erarbeitung der einzelnen Schritte
Auswertung u.
Ergebnissicherung
L. wiederholt mit den SuS die
Möglichkeiten der
Unterrichtsgespräch
Tafel
SuS lernen unter
welchen Umständen
welche Art der
Sauerstoffversorgung
genutzt wird
Sauerstoffversorgung beim
Frosch,
Möglichkeiten werden in einer
Tabelle festgehalten, in der die
Atmungsart, die äußeren
Umstände und die Lebensweise
der Amphibien dargestellt
werden
6. Lerneinheit: Die Metamorphose
Lehrer- SchülerInteraktionen
Einstieg:
L. erklärt den Schülern, dass sie
nachdem sie sich schon viel mit
den Amphibien beschäftigt
haben, nun mit den SuS die
besondere Entwicklung der
Tiere bearbeiten möchte.
L. fragt SuS nach eigenen
Erfahrungen:
Wo und wann kann man die
Entwicklung der Tiere
beobachten?
Wie nennt man die kleinen
Froschlarven?
Erarbeitung:
SuS lesen einen Text über die
Entwicklung des Grasfroschs im
Lehrbuch „ Unterricht Biologie“
Anschließend erhalten sie das
Arbeitsblatt „ Die Entwicklung“
zur Bearbeitung
Zur besseren Anschauung
können sich die SuS die
Metamorphose des
amerikanischen Laubfroschs im
Lernprogramm ansehen
Auswertung u.
Ergebnissicherung:
Das Arbeitsblatt „ Die
Entwicklung“ wird gemeinsam
verglichen.
Sozialform
Medien
Unterrichtsgespräch
Einzelarbeit
Dadurch dass in der ersten
Stunde bereits besprochen
wurde, dass sich
Amphibien an Land und
im Wasser aufhalten,
können die SuS die Frage
nach dem Ort der
Entwicklung beantworten.
Lehrbuch
Arbeitsblatt
Partnerarbeit Lernprogramm
Unterrichtsgespräch
Lernziel
Arbeitsblatt
Die SuS lernen den
Fachbegriff
„Metamorphose“ kennen,
sie lernen den Ablauf der
Metamorphose
Ein Projekt zum Thema Amphibien: Erstellung von Plakaten
Organisationsphase:
In der Organisationsphase wird zunächst das Thema besprochen. Die SuS sollen in
Gruppen Plakate zu den verschiedenen einheimischen Amphibien erstellen. Es wird
geklärt, wo die SuS Informationen zu diesem Thema ausfindig machen können. Es erfolgt
die Gruppeneinteilung und die Zuordnung der Tiere.
Erarbeitungsphase:
Die SuS können für ihre Recherche das Internet und die vorhandene Literatur verwenden.
Die Lehrperson behält den Überblick über die Recherche, indem sie Rückmeldungen über
den Fortschritt erhält.
Im Gespräch mit den einzelnen Gruppen, erarbeitet die Lehrperson, die für das Plakat
relevanten Punkte.
Vor der eigentlichen Gestaltung des Plakats wird ein Entwurf angefertigt, der eine Skizze
enthält und die verwendeten Quellen. Dieser wird der Lehrperson vorgelegt, damit evtl.
Fehler oder Unklarheiten bearbeitet werden können.
Es folgt die Erstellung des Plakats.
Auswertung und Präsentation:
Die SuS einer Gruppe stellen gemeinsam ihr Tierplakat vor. Sie teilen den SuS die
wichtigsten Informationen über das Tier mit, und wo sie diese gefunden haben.
Alle SuS müssen sich außer mit ihrem eigenen Plakat, intensiv mit einem weiteren von
ihnen gewählten Plakat auseinandersetzen und die wichtigsten Informationen ins Heft
übertragen.
Lernziel:
Die Lernziele für dieses Projekt sind sehr vielfältig. Es geht hauptsächlich darum, wie und
womit die SuS geeignete Informationen beschaffen können und das man die Quellen der
Informationen auf eine bestimmte Art angeben muss. Natürlich wird das eigenständige
Arbeiten gefördert.
Außerdem geht es um die Organisation in einer Lerngruppe: Wer macht was?
Hinzu kommt die Präsentation der Ergebnisse, wobei das freie Sprechen und das
präsentieren geübt werden soll.
Natürlich erhöht diese Arbeit auch die Artenkenntnis der SuS.
Ein Projekt zum Thema Amphibien: Bau eines Terrariums für Hyla cinerea
Organisationsphase:
Lehrperson: Die Lehrperson muss bevor sie das Thema mit den SuS erarbeitet, selbst
Informationen zur Einrichtung
des Terrariums besorgen,
welche die Schüler später
verwenden können. Die Lehrperson muss alle nötigen Materialien im Vorfeld besorgen.
SuS: Mit den Schülern, soll die Einrichtung eines erarbeitet werden um es anschließend mit
ihnen aufzubauen. Es werden Gruppen eingeteilt und Informationen ausgeteilt.
Erarbeitungsphase: Mit den Schülern, soll die Einrichtung eines Terrariums erarbeitet
werden um es anschließend mit ihnen aufzubauen.
Die SuS erhalten in Gruppen unterschiedliche Materialien, die für die Haltung eines
Laubfroschs und für die Einrichtung eines Terrariums nötig sind. Die wichtigsten Punkte
werden zuerst in den Gruppen ausgearbeitet und anschließend im Unterrichtsgespräch
zusammengetragen.
Ein weiter Punkt ist die Organisation der Betreuung. Zusammen mit den SuS wird ein Plan
ausgearbeitet.
Der Aufbau des Terrariums besteht aus mehreren Aufgaben. Die einzelnen Gruppen werden
diesen Aufgaben zugeteilt, das soll verhindern, dass sich alle gleichzeitig auf das Terrarium
stürzen. Die Lehrperson überwacht den Aufbau.
Auswertung: Nach einer Kontrolle, ob das Terrarium im einzelnen den Ansprüchen eines
Laubfroschs gerecht wird, werden die Laubfrösche eingesetzt.
Lernziel:
Neben der umfassenden Artenkenntnis, erfahren die SuS auch etwas über artgerechte
Haltung bei Tieren. Die SuS sehen wie umfangreich die Haltung und Pflege eines Tieres ist.
Die SuS lernen sich in einer Gruppe zu organisieren. Zusätzlich wird das Arbeiten mit
Texten vertieft, da die SuS die wichtigsten Informationen erarbeiten müssen.
Arbeitsblätter
Name:
Datum:
Die Haut der Lurche – Der Aufbau
Die Abbildung zeigt einen Querschnitt durch die Haut einer Amphibie.
Beschrifte die Abbildung!
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Welche Funktion haben die verschiedenen Drüsen, die in der Haut vorhanden sind?
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Die Hautoberfläche verschiedener Amphibien sieht nicht immer gleich aus.
Beschreibe die Hautoberfläche der abgebildeten Amphibien.
1. Der Laubfrosch
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2. Die Erdkröte
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1
http://www.cismar.de/nabu/kroete.jpg
1
Die Atmung der Lurche – Die
Lungenatmung 1
Name:
Datum:
Lies den Text und vergleiche mit der Abbildung!
Der Atemvorgang der Lurche wird in mehrere Schritte unterteilt. Man
bezeichnet die Atmung der Froschlurche auch als Schluckatmung.
1. Der Mund und der
Kehlkopfeingang
sind
fest verschlossen.
Die Lunge ist mit
verbrauchter Luft gefüllt
und ausgedehnt. Der
Mundboden wird gesenkt
und die Nasenlöcher
werden geöffnet. Es
strömt frische Luft in den
MundRachenraum.
Auch der muskulöse
Boden der Augenhöhle ist
angehoben
und
vergrößert
so
das
Volumen der Mundhöhle.
Abbildung 1: Lungenatmung bei Froschlurchen
2. Der Kehlkopfspalt
öffnet sich und die
verbrauchte Luft wird aus
dem Lungensack
gepresst. Sie strömt über
die frische Luft durch die
Nasenlöcher hinaus.
3. Dann werden die Nasenlöcher verschlossen, der Mundboden mit der Zunge
wird nach oben gegen den Gaumen bewegt und die frische Luft wird durch
einen Schluckvorgang in die Lunge gepresst. Zur Unterstützung des
Schluckvorgangs wird der muskulöse Boden der Augenhöhle gesenkt.
Die Atmung der Lurche – Die
Lungenatmung 2
Name:
Datum:
Beschrifte die Abbildungen und beschreibe in Stichpunkten, was bei den einzelnen
schritten passiert!
1. Schritt :
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2. Schritt:
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3. Schritt:
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Das Skelett des Froschlurchs
Name:
Datum:
Lies den Text und unterstreiche wichtige Informationen mit dem Bleistift.
Beschrifte anschließend die untere Abbildung des Froschskeletts.
Froschlurche haben einen gedrungenen Körperbau. Der Stützapparat des
Körpers ist wie bei allen Wirbeltieren die Wirbelsäule. Sie besteht aus 5 bis 9
Wirbeln und einem stabförmigen Knochenelement, dem Urostyl. Der erste
Wirbel der Wirbelsäule ist mit dem Schädel verbunden.
Die Vorder- und Hinterextremitäten des Frosches sind unterschiedlich
aufgebaut.
Das Vorderbein ist mit dem Schulterblatt verbunden und setzt sich aus Oberarm,
Unterarm, Mittelhandknochen und Fingern zusammen. Auffällig ist, dass der
Unterarm nur aus einem Knochen besteht, denn Elle und Speiche sind beim
Frosch verwachsen.
Ein weiterer Unterschied zu anderen Wirbeltieren, ist die Anzahl der Finger. Der
Frosch hat nur 4 Finger.
Das Hinterbein ist mit dem Hüftgelenk verbunden und setzt sich aus
Oberschenkel, Unterschenkel, Mittelfußknochen und den Zehen zusammen. Der
Unterschenkel besteht aus einem Knochenelement, da Waden- und Schienbein
miteinander verwachsen sind. Ein besonderes Merkmal sind die verlängerten
Mittelfußknochen. Sie sind zu einem spangenähnlichen Gebilde
zusammengewachsen.
Das Skelett des Schwanzlurchs
Name:
Datum:
Lies den Text und unterstreiche wichtige Informationen mit dem Bleistift.
Beschrifte anschließend die untere Abbildung des Schwanzlurchskeletts.
Schwanzlurche haben einen länglichen Körperbau, mit einer langen
beweglichen Wirbelsäule. Die Wirbelsäule setzt sich aus 10 bis 60
Rumpfwirbeln und 20 bis 100 Schwanzwirbeln zusammen. Der Schädel ist mit
dem ersten Wirbel der Wirbelsäule verbunden.
Beim Aufbau der Vorder- und Hinterbeine des Schwanzlurchs gibt es keine
Unterschiede. Das Vorderbein ist genau wie beim Froschlurch mit dem
Schulterblatt verbunden. Es setzt sich aus Oberarm, Unterarm,
Mittelhandknochen und 4 Fingern zusammen. Anders als beim Frosch, besteht
der Unterarm aus zwei Knochenelementen, der Elle und der Speiche.
Das Hinterbein ist mit dem Hüftgelenk verbunden und setzt sich aus
Oberschenkel, Unterschenkel, Mittelfußknochen und 5 Zehen zusammen. Auch
hier besteht der Unterschenkel aus zwei Knochenelementen, dem Schien- und
dem Wadenbein.