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Erbsenzähler-Evolution

Bei diesem körperlich aktiven Gruppenspiel geht es um die Jagd nach Beute und die Bedeutung der evolutionären «Fitness».
In diesem Simulationsspiel jagen Raubtierteams mit genetisch unterschiedlichen «Mäulern» (Werkzeugen) nach «Beute» (verschiedenen Bohnen). Über mehrere «Generationen» hinweg dominieren die am besten an ihre Umwelt angepassten Räuber und Beutetiere die Population, was dem evolutionären Prozess der natürlichen Auslese nachempfunden ist.

Hinweis: Dieses Spiel funktioniert am besten mit einer Gruppe von 15 oder mehr Personen. In den Tipps für den Unterricht weiter unten wird beschrieben, wie das Spiel auf kleinere Gruppen angepasst werden kann.

Bean Counter versuch

Werkzeuge und Materialien

  • ca. 5m x 5 m freier Platz
  • 4 Sorten trockene Bohnen oder andere Hülsenfrüchte (z.B. Erbsen, Linsen), ein Beutel pro Sorte
  • Vier Plastikbehälter (einer für jede Bohnenfarbe)
  • Schüssel zum Mischen der Bohnen
  • Plastik- oder Pappbecher (einer pro Person)
  • Raubtier-«Mäuler» verschiedener Art, z. B. Plastikgabeln, Messer, Löffel, Stäbchen, Pinzetten, Trinkhalme oder blosse Hände (eins pro Person in jeder Raubtiergruppe, plus Extras für «Raubtiere», die während des Spiels die Gruppe wechseln; Details siehe unten)
  • Stoppuhr oder Uhr mit Sekundenzeiger
  • Mehrere grosse Bögen Papier und Stifte zur Aufzeichnung der Ergebnisse
  • Taschenrechner (einer pro Raubtiergruppe)
Bean Counter Mat

Vorbereitung

  1. Markiere eine Fläche von ca. 5 m × 5 m am Boden, die als Habitat dienen soll. Du kannst auch vorhandene Orientierungspunkte wie Bäume oder Bürgersteige nutzen, um die Grenzen des Habitats zu markieren.
  2. Zähle jeweils 100 der vier Bohensorten ab, gebe sie in die Schüssel und mische sie gut durch.
  3. Teile die Teilnehmer in 3 Gruppen ein (optimal sind 5 oder 6 Personen pro Gruppe, aber auch andere Gruppengrössen sind möglich). Es wird eine Person benötigt, die die Zeit stoppt (Zeitnehmer) und eine oder mehrere Personen, die die Anzahl der Bohnen von Generation zu Generation festlegen und anpassen, die Daten aufzeichnen und die Regeln durchsetzen.
  4. Weise jeder Raubtiergruppe nach dem Zufallsprinzip eine «Maul»-Art zu. Eine Gruppe darf zum Beispiel nur die linke Hand benutzen, die andere Essstäbchen und die dritte Gabeln
  5. Bereite auf den Papierbögen für jede Runde eine Tabelle vor, um die Spielstände mitzuschreiben (siehe Beispiel-Tabelle)
  6. Jedes Raubtier erhält einen Becher, der als «Magen» dient.
  7. Erkläre die folgenden Regeln:
    - Nur das zugewiesene «Maul» darf zum Fangen der Beute benutzt werden.
    - Die gefangene Beute muss zum Zählen in den Magenbecher gelegt werden.
    - Die Beute darf nicht in den Magenbecher geschabt oder geschoben werden; der Becher darf niemals den Boden berühren.
    - Die Beute darf aus dem "Maul" eines anderen Raubtiers, jedoch nicht aus dessen "Magen" genommen werden.
    - Alle Raubtiere müssen ausserhalb des Habitats bleiben, bis die Jagd beginnt (wenn der Zeitnehmer «LOS!» ruft).
    - Jede Jagdrunde dauert eine Minute.
    - Alle Raubtiere müssen die Jagd einstellen, sobald die Zeit abgelaufen ist (wenn der Zeitnehmer «STOPP!» ruft).
 Bohnensorten
 ErbsenLinsenKidneyweisse
Anzahl bei Start100100100100
mit Gabel gefangen    
mit Stäbchen gefangen    
mit Hand gefangen    
insgesamt gefangen    
übrig nach Runde     

Was tun und beobachten?

 

Jede Spielrunde besteht aus drei Schritten:

Schritt 1: Die Raubtiere jagen ihre Beute. Danach werden die Bohnen gezählt und die Werte notiert.

Schritt 2: Die Grössen der Raubtiergruppen und der Beutegruppen (Bohnen) werden angepasst, um die Überlebensrate der einzelnen Raubtierarten und Beutearten darzustellen.
 

Jede Runde von einer Minute entspricht einer Reproduktionsgeneration für Räuber und Beute. Es sollte mindestens 3 Runden lang gespielt werden und danach die Endergebnisse ausgewertet.



Schritt 1: Jagd und Auswertung

Zu Beginn stehen die Räuber mit dem Rücken zum Habitat. Der festgelegte Zeitnehmer verteilt die ersten 400 Beutebohnen zufällig im Habitat und ruft «LOS!».

Die Raubtiere drehen sich um, betreten das Habitat und sammeln so viel Beute wie möglich, ohne gegen die Regeln zu verstossen. 

Nach einer Minute ruft der Zeitnehmer «STOPP!». Alle Raubtiere hören auf zu jagen und die Teilnehmenden versammeln sich mit ihrer Gruppe ausserhalb des Habitats. Wird ein Raubtier bei einem Regelverstoss erwischt, scheidet es mitsamt den gefangenen Bohnen aus der Gruppe aus.

Nach der Runde wird die Jagdbeute ausgewertet: Jede Gruppe zählt die von ihnen gefangenen Bohnen für jede Sorte und trägt sie bei ihrem Werkzeug in der Tabelle ein.

Rechne dann aus, wie viele Bohnen von jeder Sorte insgesamt gefangen wurden und wieviel dementsprechend noch übrig sind.

 

Schritt 2: Anpassen der Zahlen

Vor der nächsten Runde wird die Anzahl Raubtiere pro Gruppe angepasst, um zu symbolisieren, dass in einer erfolgreichen Art mehr Individuen überleben: 

Gruppen, die mehr als die durchschnittliche Anzahl an Bohnen erbeutet haben, gewinnen ein Mitglied hinzu; Gruppen, die weniger als die durchschnittliche Anzahl an Bohnen erbeutet haben, verlieren ein Mitglied. Wenn z. B. die Gruppe «Stäbchen» weniger als die durchschnittliche Anzahl von Beutetieren gefangen hat und die Gruppe «Hände» mehr als die durchschnittliche Anzahl von Beutetieren gefangen hat, wechselt ein Mitglied der Gruppe «Stäbchen» in der nächsten Runde in die Gruppe «Hände».

Auch die Beutetiere werden nun entsprechend ihrer Überlebensrate angepasst: Wir nehmen an, dass jedes verbleibende Beutetier ein weiteres Individuum hervorbringt. Für jede übrige Bohne einer Sorte wird also ein weitere Bohne der gleichen Sorte hinzugefügt. Die Anzahl der Bohnen pro Sorte wird also verdoppelt.
 

Weitere Runden Spielen

Spielt so viele Runden, wie es die Zeit erlaubt – idealerweise drei oder mehr Generationen. Passt nach jeder Runde die Anzahl Bohnen und "Raubtiere" pro Gruppe wie oben beschrieben an und verteilt danach die Bohnen wieder gleichmässig.

 

Wenn ihr fertig seid, überprüft die Ergebnisse. Stellt ihr Trends in den Populationen fest? Welche Erklärung(en) gibt es für diese Trends? Ist eine der Räuber- oder Beutetierarten «ausgestorben»? Warum?

Was passiert da?

 

In dieser Simulation könnt ihr in Echtzeit miterleben, wie der als «natürliche Selektion» bezeichnete biologische Prozess vor euren Augen abläuft.

Alle Lebewesen – auch wir Menschen – haben Merkmale, die zum Teil genetisch festgelegt sind. Unser Überleben und das Überleben unserer Art hängen davon ab, wie gut wir mit diesen Merkmalen in unserer Umwelt zurechtkommen. Dieser Grundsatz wird mit der Formulierung «Survival of the Fittest», also dem Überleben der am besten angepassten Lebewesen umschrieben.

Merkmale, die das Überleben und die Fortpflanzungsfähigkeit eines Individuums verbessern, werden an künftige Generationen der betreffenden Population weitergegeben. Merkmale, die nachteilig sind oder es einem Organismus nicht ermöglichen, angemessen um Ressourcen zu konkurrieren, führen dazu, dass dieser Organismus früh stirbt und nur wenige oder keine Nachkommen hinterlässt. Im Laufe von Jahrmillionen hat die natürliche Auslese zu der erstaunlichen Vielfalt von Organismen geführt, die unsere Erde bevölkern.

Spielt man dieses Spiel über mehrere Generationen (bzw. Runden) hinweg, so stellt man fest, dass einige Raubtierarten evolutionär besser in der Lage sind, Beute (Ressourcen) zu fangen als andere. Dadurch überleben mehr Nachkommen und geben diese Eigenschaft weiter. Die Varianten, die am wenigsten Beute fangen, sind evolutionär nicht gut angepasst. Sie können sich nicht so erfolgreich fortpflanzen, sodass ihre Anzahl von Runde zu Runde abnimmt.

Ebenso entziehen sich einige Populationen der Beutetiere dem Fang besser als andere. In dieser Simulation gehen wir davon aus, dass jedes überlebende Beutetier in jeder Generation ein Individuum hervorbringt. Die Varianten, die sich dem Fang entziehen, vermehren sich weiter und ihre Zahl nimmt zu. Diejenigen, die leichter zu erbeuten sind, pflanzen sich nicht fort, ihre Zahl nimmt ab und sie können schliesslich aussterben.

Tipps für den Unterricht

 

Für kleinere Gruppen lässt sich das Spiel vereinfachen, indem man nur eine Art von Beute oder eine Art von Raubtier zulässt.

Ein Raubtier zu sein bedeutet, sich zu bücken und gelegentlich Körperkontakt zu haben, sodass einige Teilnehmende vielleicht nicht mitmachen können oder wollen. Diese Teilnehmer können andere Rollen übernehmen, wie z. B. das Starten und Stoppen der Zeitmessung, das Erfassen und Aufzeichnen von Daten, das Zählen der Bohnen für die nächste Generation oder die Rolle eines Schiedsrichters, der die Regeln durchsetzt.

Die Daten können grafisch dargestellt werden, um die Veränderungen der Räuber- und Beutepopulationen im Laufe der Zeit zu veranschaulichen. Beispielsweise könnte ein Liniendiagramm die Anzahl der Generationen auf der x-Achse und die Anzahl der verschiedenen Bohnenarten auf der y-Achse abbilden, wobei die verschiedenen Bohnenarten durch unterschiedliche Farben oder Symbole gekennzeichnet sind. Ein ähnliches Diagramm könnte die Veränderung der Anzahl der Räuber über mehrere Generationen darstellen.

Ein einzelnes Experiment kann die Komplexität der gesamten Evolution, der natürlichen Selektion und der Wechselwirkungen zwischen Räuber und Beute nicht abbilden. Diskutiert über andere Faktoren, die an der Evolution beteiligt sind, wie Migration, Mutation und Naturkatastrophen.

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