Wir untersuchen Buchen- und Eichengallen: Wenn Pflanzen krankhaft wachsen (WORD)

(1)

Mit differe nzierter Gruppenarbeit!

Wenn Planzen krankhaft wachsen – wir untersuchen Buchen- und Eichengallen

Ein Beitrag von Claudia Ritter und Joachim Poloczek, Winterbach Mit Zeichnungen von Julia Lenzmann, Stuttgart

Manchmal entdeckt man auf einem Blatt Planzen- gallen in Form von kugelförmigen Erhebungen oder Verdickungen. Sind die Planzen krank oder woher stammen diese Wachstumsveränderungen?

In dieser Einheit nehmen Ihre Schüler Planzengal- len genauer unter die Lupe, um herauszuinden, was es mit ihnen auf sich hat. Anschließend erarbeiten sie arbeitsteilig den Entwicklungszyklus der Buchengallmücke und Eichengallwespe. Dabei erfahren sie viel über die Lebensweise und die Fort- planzungsstrategien von Insekten.

Das Wichtigste auf einen Blick

Klasse: 6/7

Dauer: 4 Stunden (Minimalplan: 2) Kompetenzen: Die Schüler …

• erklären, was Planzengallen sind, wie sie entstehen und wozu sie dienen.

• erläutern den Entwicklungszyklus der Buchengallmücke bzw. der Eichengall- wespe.

• gewinnen Sicherheit im Umgang mit Skalpell, Pinzette und Lupe.

Aus dem Inhalt:

• Planzengallen unter der Lupe

• Wie entstehen Planzengallen und wozu dienen sie?

• Die Entwicklung der Buchengallmücke/

Eichengallwespe

• Teste dich selbst! – Was weißt du alles über Gallen?

Foto: Thinkstock/iStock

Auf manchen Blättern kann man merkwür- dige Wucherungen erkennen.

VORSC

HAU

(2)

II

Wir untersuchen Buchen- und Eichengallen (Kl. 6/7) Planzen • Beitrag 11 2 von 20

Rund um die Reihe

Warum wir das Thema behandeln

Für Schülerinnen und Schüler* sind Planzengallen unbekannte Lebewesen, die sie in der Re- gel noch nicht wahrgenommen haben und über die sie nichts wissen. So können sie am Bei- spiel der Planzengallen die Besonderheiten der Natur entdecken, sie kennenlernen und für das genaue Hinschauen auf Vorgänge in der Natur sensibilisiert werden. Dadurch wird der Einfalls- reichtum der Natur entdeckt, eine Faszination dafür entwickelt und das Umweltbewusstsein gesteigert.

Das Betrachten der Lebensweise der Gallinsekten bietet darüber hinaus die Möglichkeit, typi- sche Merkmale des Entwicklungszyklus von Insekten kennenzulernen.

* Im weiteren Verlauf wird aus Gründen der besseren Lesbarkeit nur „Schüler“ verwendet.

Was Sie zum Thema wissen müssen

Was versteht man unter Planzengallen?

Planzengallen sind Wachstumsanomalien bei Planzen, die neben Viren, Bakterien und Pilzen vor allem durch Tiere ausgelöst werden. Kleine rote Beeren oder behaarte Linsen an den Blät- tern, kugelige Verdickungen an den Stängeln oder rötliche kugel- und kornförmige Erhebun- gen auf Blättern gehören ebenso dazu wie zahlreiche weitere vielfältig geformte, oft farbige Wachstumsveränderungen auf Blättern, an Blüten, Knospen und Stängeln.

Aus dem Tierreich gehören neben den Fadenwürmern und Blattmilben besonders die Blatt- läuse, Zweilügler (Fliegen und Mücken) sowie die Hautlügler mit verschiedenen Arten der Gall- und Blattwespen zu den Gallbildnern. Sie sind oftmals nicht nur auf bestimmte Plan- zengruppen oder einzelne Arten, sondern auch auf bestimmte Organe der Wirtsplanze wie Wurzel, Blüte, Blatt, Stängel oder Frucht spezialisiert. Diese Spezialisierung kann sogar so weit gehen, dass einzelne Planzengallen an einem Laubblatt nur am Blattstiel, andere nur an den Blattnerven, am Blattrand oder auf der Blattunterseite ausgebildet werden.

Die große Zahl an Wirtsplanzen sowie die noch höhere Zahl an gallbildenden Arten haben nicht nur eine ausgesprochene Vielfalt an Gallformen zur Folge, sondern sind auch Ursache für viele unterschiedliche Wege der Wirtsindung und Gallbildung.

Wie entstehen Planzengallen?

Das Grundschema der Gallbildung ist trotz der enormen Vielfalt immer ähnlich: Sobald der Gallerreger seine geeignete Wirtsplanze gefunden hat, dringt er in junges, entwicklungsfähi- ges Planzengewebe ein. Insekten bohren dazu die Planze an und legen ein Ei hinein. Larven bohren sich mit ihren Mundwerkzeugen einen Weg in die Planzenzellen oder speicheln die Blattoberläche ein. Dadurch werden gallerregende Stoffe (z. B. bestimmte Aminosäuren oder von Insekten produzierte Planzenhormone) mit der Planze in Verbindung gebracht. Diese bewirken durch Änderung von Zellteilung, -streckung und -differenzierung die Ausbildung einer arttypischen Gallenform. Der angegriffene Bereich wächst daraufhin taschenartig empor und es kommt zur Ausbildung einer Galle. Die Gallenbildung stellt eine Art Abwehrreaktion der Planze zur lokalen Begrenzung des Parasiten dar. Dem Parasiten bietet die Galle nicht nur Schutz und konstant günstige Umweltbedingungen, sondern er ernährt sich auch von ihrem inneren Gewebe.

Nach Abschluss der Entwicklungsphase verlässt der Bewohner die Galle durch Öffnungen, die entweder bereits von Anfang an angelegt sind, während des Wachstumsprozesses entstehen oder vom Tier selbst hervorgebracht wurden. Ohrwürmer, kleine Käfer oder andere Tiere nut-

VORSC

HAU

(3)

Wie verläuft der Entwicklungszyklus von Gallinsekten?

Die Entwicklungszyklen der einzelnen Arten sind recht verschieden. Manche Arten wie die Buchengallmücke bringen nur eine Generation im Jahr hervor. Die weiblichen Gallenmücken legen im Frühjahr 200–300 Eier an den Blattknospen ab. Nach dem Schlüpfen sondern die Lar- ven mit dem Speichel chemische Stoffe ab. Der eingespeichelte Bereich wächst taschenartig empor und schließt die Larve völlig ein. Die zitronenförmigen, 4–12 mm hohen Gallen sind zuerst grün, färben sich später rot und beherbergen nur eine einzige Larve. Im Herbst fallen die Gallen zu Boden und die Larven überwintern dort. Anfang März verpuppen sich die Larven.

Nach 2–3 Wochen schlüpfen die Mücken und gelangen durch einen bereits im Herbst angeleg- ten Gang nach draußen. Der Lebenszyklus beginnt von neuem.

Die Eichengallwespe bringt zwei Generationen hervor. Die Gallwespenlarve der Sommerge- neration lebt in den Galläpfeln und ernährt sich von ihnen, bis sie ihren Entwicklungszyklus vollendet hat. Mit dem zu Boden fallenden Laub fallen auch im Herbst die Galläpfel herunter.

Zu diesem Zeitpunkt indet die Verpuppung der Larve statt. Bis Anfang Februar ist die Verpup- pung zur Gallwespe vollzogen und die Wespe frisst sich dann durch die Wand des Gallapfels.

Die geschlüpften Gallwespen der Wintergeneration bestehen ausschließlich aus weiblichen Wespen, die ihr Erbgut durch eine Form der eingeschlechtlichen Fortplanzung, die sogenann- te Jungfernzeugung (Parthenogenese), weitergeben. Die Eier der Wintergeneration werden an Eichenknospen abgelegt, aus denen sich wiederum Larven bilden, die in kleinen Gallen leben.

Im Mai oder Juni schlüpft die Sommergeneration aus diesen Gallen, die sowohl aus weiblichen als auch aus männlichen Wespen besteht. Der Zyklus beginnt von vorne und die Weib- chen legen ihre Eier nach der Paarung wieder an die Blattunterseite von Eichenblättern ab.

Vorschläge für Ihre Unterrichtsgestaltung

Aufbau der Reihe

Als Einstieg in das Stundenthema „Was sind Planzengallen?“ präsentieren Sie den Schülern Blätter, die mit Gallen behaftet sind. Zusätzlich können noch die Fotos a–d von Farbfolie M 1, die Fotos von Gallen zeigen, aufgelegt werden. Auf Fragen wie „Was ist das?“ und „Was könnt ihr erkennen?“ hin äußern die Lernenden ihre Vermutungen, die in Form von Hypothe- sen schriftlich an der Tafel ixiert werden.

In einer sich anschließenden praktischen Phase überprüfen die Schüler in Partnerarbeit diese Hypothesen. Dazu erhalten sie Planzengallen auf Blättern und Präparierbesteck. Anhand des Arbeitsblatts M 2 werden die Lernenden zur genauen Betrachtung und Untersuchung des Planzenmaterials angeleitet. Der praktischen Arbeitsphase schließt sich eine Besprechungs- phase an, in der geklärt werden soll, welche Ausgangshypothese zutrifft und was in den Plan- zengallen nun tatsächlich enthalten ist. Von Seiten der Schüler kann im Anschluss mit folgenden Fragen gerechnet werden: „Wie kommt die Larve in die Galle hinein?“, „Warum ist die Larve in der Galle?“ und „Was geschieht mit der Galle bzw. Larve?“.

In der 2. Stunde setzen sich die Lernenden mit der theoretischen Seite des Themas auseinan- der. Die Hinführung erfolgt über die Wiederaufnahme der in der vorausgegangenen Stunde gestellten Fragen der Schüler. Dazu wird die Klasse in homogene Vierergruppen eingeteilt.

Die leistungsschwächeren Gruppen erarbeiten sich die Entwicklung der Buchengallmücke (Ar- beitsblätter M 3–M 4) und die leistungsstärkeren Gruppen die Entwicklung der Eichengallwes- pe (Arbeitsblätter M 5–M 6). Alle Gruppen erstellen eine Plakatpräsentation. Dazu erhalten sie Abbildungen zu den Entwicklungszyklen zum Aufkleben auf das Plakat. Die Anleitung M 7 unterstützt die Schüler beim Durchführen der Gruppenarbeit.

Zur schriftlichen Lernerfolgskontrolle zum Abschluss der Unterrichtssequenz können Sie den Selbst-Test M 8 einsetzen.

VORSC

HAU

(4)

II

So gelangen Sie an Planzengallen für Ihren Unterricht

Wenn Sie sich auf den Weg machen möchten, Planzengallen in der Natur zu inden, sollten Sie am besten in Parks oder an einzeln stehenden Bäumen und Sträuchern sowie an aufgelocker- ten Waldrändern auf die Suche gehen. An Eichen, Buchen, Pappeln, Ulmen, Ahorn, Weiden und Heckenrosen, aber auch an Fichten und Kiefern sind Gallen häuig zu beobachten. An Ei- chen und Weiden, auf denen im Extremfall über 1000 einzelne Gallen auf einem einzigen Blatt vorkommen können, leben besonders viele gallbildende Insekten.

Tipps zur Differenzierung

Die Gruppenarbeit zum Entwicklungszyklus der Gallinsekten kann auf zwei Niveaustufen dif- ferenziert erarbeitet werden. Die Gruppen auf grundlegendem Niveau erarbeiten sich den Le- benszyklus der Buchengallmücke (Arbeitsblätter M 3–M 4) und die Gruppen auf erweitertem Niveau den Lebenszyklus der Eichengallwespe (Arbeitsblätter M 5–M 6). Im Anschluss an die Gruppenarbeit informieren die Gruppen ihre Mitschüler mittels einer Posterpräsentation über ihre unterschiedlichen Ergebnisse.

Ideen für die weitere Arbeit

Sind Ihre Schüler nach der Unterrichtssequenz motiviert, sich noch intensiver mit Gallen aus- einanderzusetzen, so wäre es möglich, Gallen zu züchten und den Entwicklungszyklus der Ei- chengallwespen bzw. der Buchengallmücken zu beobachten.

Sammeln Sie hierfür einige Galläpfel der Eichengallwespe bzw. Gallen der Buchengallmücke und geben Sie diese in ein Glasgefäß auf etwas feuchten Rindenmulch. Verschließen Sie das Glasgefäß dann mit feinmaschiger Gaze. Feucht und kühl gehalten, schlüpfen im Januar/Fe- bruar bzw. März/April mit etwas Glück die 3–4 mm großen Eichengallwespen bzw. die etwa 4–5 mm großen Buchengallmücken. Bei den erwachsenen Mücken kann besonders genau der Kopf untersucht werden: Anzahl der Fühlerglieder, Strukturen an den Fühlergliedern und Bau der Augen. Schlaffe bzw. eingefallene Puppenhüllen können geöffnet und auf ihren Inhalt hin untersucht werden.

Eine weitere Möglichkeit wäre es, im Winter mit Ihren Schülern das Schlüpfen der weiblichen Eichengallwespen zu beobachten. Machen Sie hierfür eine Exkursion in einen Eichenwald in der Nähe der Schule. Nutzen Sie einen milden Tag und suchen Sie mit Ihren Schülern zusam- men nach Galläpfeln, bei denen ein kleiner dunkler Fleck an der Außenseite zu erkennen ist.

Das ist der Hinweis, dass die Wespe bis zur Außenschicht vorgedrungen ist und bald schlüpfen wird.

Diese Kompetenzen trainieren Ihre Schüler

Die Schüler …

• erklären, was Planzengallen sind, wie sie entstehen und wozu sie dienen.

• erläutern den Entwicklungszyklus der Buchengallmücke bzw. der Eichengallwespe.

• üben die biologisch-fachspeziischen Arbeitsweisen Betrachten, Beschreiben, Zeichnen und Protokollieren.

• gewinnen Sicherheit im Umgang mit Skalpell, Pinzette und Lupe.

• lesen neue Informationen aus einem Text heraus und vermitteln diese an ihre Mitschüler.

• stärken ihre soziale Kompetenz durch Partner- und Gruppenarbeit.

VORSC

HAU

(5)

Die Reihe im Überblick

· V = Vorbereitung SV = Schülerversuch Ab = Arbeitsblatt/Informationsblatt

· D = Durchführung Fo = Folie LEK = Lernerfolgskontrolle = Zusatzmaterial auf CD

Stunde 1: Planzengallen – die unbekannten Lebewessen Material Thema und Materialbedarf

M 1 (Fo) Planzengallen – was ist denn das?

M 2 (SV) Planzengallen unter der Lupe

· V: 5 min

· D: 20 min E xe mp lar (e) pro Gruppe

r 1 Folie zur Ergebnissicherung r 1 mit Gallen befallenes Blatt pro

Schüler

r 1 Präparierschale

r 1 Skalpell r 1 Pinzette r 1 Lupe

Stunden 2–3: Das Leben der Planzengallen Material Thema und Materialbedarf

M 3 (Ab) Wie entstehen Planzengallen und wozu dienen sie?

M 4 (Ab) Die Entwicklung der Buchengallmücke

M 4 ( ) Die Entwicklung der Buchengallmücke (Variante 2) M 5 (Ab) Die Eichengallwespe – ein erstaunlicher Lebenszyklus M 6 (Ab) Die Entwicklung der Eichengallwespe

M 7 (Ab) Wie läuft die Gruppenarbeit ab?

Stunde 4: Lernerfolgskontrolle

Material Thema und Materialbedarf

M 8 (LEK) Teste dich selbst! – Was weißt du über Planzengallen?

Minimalplan

Die Zeit ist knapp? Dann lassen Sie die Entwicklung der Eichengallwespe (M 5–M 6), die Grup- penarbeit M 7 und den Selbst-Test M 8 weg.

VORSC

HAU

(6)

II Planzen • Beitrag 11 Wir untersuchen Buchen- und Eichengallen (Kl. 6/7) 7 von 20

Planzengallen – was ist denn das? M 1

ll, Wikimediacommons, CC BY-SA 2.5, k Thinkstock/iStock, l Aka, wikmediacommons, CC BY-SA 2.5, m Colourbox, n Frank Vincentz, wikimediacommons, CC BY-SA 3.0, o gbohne, mmons, CC BY-SA 2.0, p Aiwok, wikimediacommons, CC BY-SA 3.0, q Dysmachus, wikimediacommon, CC BY-SA 3.0

1

3

5

G

2

4

6

H

VORSC

HAU

(7)

Hinweise 1. Stunde (M 1–M 2)

So bereiten Sie die Stunde vor

Kopieren Sie die Versuchsanleitung M 2 im Klassensatz. Stellen Sie die für Schülerversuch M 2 benötigten Materialien am Lehrertisch bereit. Beachten Sie, dass Sie für jeden Schüler ein eigenes Blatt mit einer Buchen- oder Eichengalle benötigen.

Wie Ihnen ein motivierender Einstieg gelingt

Präsentieren Sie den Schülern als Einstieg in das Stundenthema „Was sind Planzengallen?“

Blätter, die mit Gallen behaftet sind. Die Unterrichtserfahrung hat gezeigt, dass die Lernen- den solche Gallen weder kennen noch bisher wahrgenommen haben. Zusätzlich können noch die Fotos j–m von Farbfolie M 1 mit Abbildungen von Gallen gezeigt werden. Auf Fragen wie

„Was ist das?“ und „Was könnt ihr erkennen?“ äußern die Lernenden ihre Vermutungen, die in Form von Hypothesen schriftlich an der Tafel ixiert werden.

Auf Farbfolie M 1 ist Folgendes dargestellt: j Gallapfel (mit Puppe im Inneren), k Eichengal- len (im Anfangsstadium), l Rosenapfel, m Buchengalle, n aufgeschnittene Buchengalle, o schlüpfende Eichengallwespe, p Buchengallmücke, q Eichengallwespe

So gelingt Schülerversuch M 2

Die an der Tafel ixierten Hypothesen werden von den Schülern im Schülerversuch M 2 über- prüft. Dazu erhalten die Lernenden das Arbeitsblatt M 2, Planzengallen auf Buchen- oder Ei- chenblättern sowie Präparierbesteck. Dank der Versuchsanleitung M 2 werden die Lernenden zur genauen Betrachtung und Untersuchung des Planzenmaterials angeleitet.

Hinweis Manche Planzengallen besitzen eine harte Schale und lassen sich nur mit etwas Geschick öffnen. Messerklingen können an den harten Gallenschalen leicht abrut- schen. Um Verletzungen zu verhindern, sollten Sie unbedingt darauf hinweisen, dass die Schüler beim Hantieren mit dem Präparierbesteck äußerst vorsichtig vorgehen.

Der praktischen Arbeitsphase schließt sich eine Besprechungsphase an, in der geklärt werden soll, welche Ausgangshypothese zutrifft und was in den Planzengallen nun tatsächlich enthalten ist. Vonseiten der Schüler kann im Anschluss mit folgenden Fragen gerechnet werden:

„Wie kommt die Larve in die Galle hinein?“, „Warum ist die Larve in der Galle?“ und „Was geschieht mit der Galle bzw. Larve?“ Diese Fragen notieren Sie auf einer Folie und teilen Ihren Schülern mit, dass sie in den folgenden Stunden beantwortet werden. Mit diesen Fragen ge- stalten Sie dann den Einstieg in der nächsten Stunde.

Lösung (M 2)

a) d) c) Im Inneren der Galle beindet sich eine

kleine Larve.

VORSC

HAU

(8)

II Planzen • Beitrag 11 Wir untersuchen Buchen- und Eichengallen (Kl. 6/7) 13 von 20

Die Entwicklung der Eichengallwespe M 6

Ihr habt viel über die Lebensweise der Eichengallwespe erfahren. Gebt euer Wissen nun weiter und erstellt ein Info-Plakat für eure Mitschüler.

Aufgabe 1 (Einzelarbeit)

Schneide die Karten entlang der gestrichelten Linie aus. Ordne die Karten dann mithilfe des Info-Textes so an, dass die Entwicklung der Eichengallwespe nachvollziehbar wird.

Aufgabe 2 (Gruppenarbeit)

Vergleicht eure Lösungen untereinander. Einigt euch auf einen gemeinsamen Lebenszyklus der Eichengallwespe. Lasst eure Lösung durch eure Lehrkraft kontrollieren. Klebt anschlie- ßend den Kreislauf unter der Überschrift „Lebenszyklus der Eichengallwespe“ in euer Heft.

Aufgabe 3 (Gruppenarbeit)

Gestaltet ein Plakat zur Entwicklung der Eichengallwespe.

Geschlechtsreife weibliche und männliche Eichengall- wespe schlüpfen im Mai/Juni.

Larve

Knospenförmige Gallbil- dung (< 3 mm): Blattgewe- be umwächst die Larve Eiablage ohne Paarung

im Januar/Februar Vollinsekt Vollinsekt

Puppe Puppe

Verpuppung in den Gallen im Herbst

Eiablage nach Paarung im Mai/Juni

Verpuppung in den Gallen

nur weibliche Eichen- gallwespen schlüpfen im Januar/Februar

Larve

Gallbildung: Blattgewebe umwächst die Larve; Gall- apfel bis zu 2 cm; Überwin- terung in der Galle

Eier

Ein unbefruchtetes Ei wird an die Knospe eines Eichenblat- tes gelegt.

Eier

Ein befruchtetes Ei wird in das Blattgewebe der Unter- seite eines Eichenblattes gelegt.

Larve



VORSC

HAU

(9)

M 7 Wie läuft die Gruppenarbeit ab?

Lies den Info-Text gut durch und beantworte die Fragen schriftlich in ganzen Sätzen in deinem Heft.

Besprich deine Antworten mit deinen Gruppenmitgliedern.

Fertig? Dann holt euch ein Lösungsblatt beim Lehrer ab.

Schneide die Karten aus und lege damit den Lebenszyklus pas- send zu deinem Info-Text.

Vergleicht eure Lebenszyklen und einigt euch auf einen gemeinsamen Lebenszyklus. Wenn ihr fertig seid, ruft euren Lehrer.

Bereitet eine Plakatpräsentation über eure Erkenntnisse zu den Pflanzengallen vor.

Illustration: Liliane Oser

VORSC

HAU

(10)

II

Lösung (M 6)

Lösungskarte zu „Die Entwicklung der Buchengallmücke“

Eiablage o

hne Paarung

im Januar/Februar

Larve

Gallbildung: Blattgewebe umwächst die Larve; Gall- apfel bis zu 2 cm; Überwin- terung in der Galle

Eier

Ein unbefruchtetes Ei wird an die Knospe eines Eichenblat- tes gelegt.



Geschlechtsreife weibliche und männliche Eichengall- wespe schlüpfen im Mai/Juni.

Larve Knosp

enförm ige G dung (< 3 m

be umw Vollinsekt

Vollinsekt Puppe Puppe

Verpuppung in den Gallen im Herbst

g im Verpuppung in den Gallen nur weibliche Eichen-

gallwespen schlüpfen im Januar/Februar

Eier

Ein befruchtetes Ei wird in das Blattgewebe der Unter- seite eines Eichenblattes gelegt.

Larve