Tag Archives: ekologia

Maakiitäjäisten ravinnonvalinta

|

Tarvikkeet

  • muovisia laatikoita, esimerkiksi tukkukarkkilaatikoita
  • erilaisia ruoka-aineita

 

Maakiitäjäiset ovat helposti löydettäviä hyönteisiä, joita voidaan käyttää hyödyksi käyttäytymiskokeissa. Keväästä syksyyn maakiitäjäisiä voi löytää lehtometsistä ja tuoreilta kankailta helposti: maahan kaivetaan isohko kuoppa, johon asetetaan tukkukarkkilaatikko, tai joku muu riittävän korkea (> 3 cm) sileä- ja suorareunainen laatikko. Laatikko pitää asettaa kuoppaan niin, että laatikon reuna ei ole maantasoa korkeammalla ja että laatikon ja maan väliin ei jää koloa. Suurin osa maakiitäjäisistä on yöaktiivisia, joten seuraavana aamuna kannattaa tarkastaa onko ansaan päätynyt maakiitäjäisiä ja vapauttaa muut hyönteiset ja eläimet, jotka ovat päätyneet ansaan.

Maakiitäjäisiä voi pitää elossa laatikossa huoneenlämmössä, kun niille on järjestetty suojaa ja riittävästi kosteutta. Maakiitäjäiset ovat aggressiivisia, joten kaksi koirasta samassa laatikossa saattaa aiheuttaa ongelmia.

Cafeteria-kokeeksi kutsutaan koetta, jossa eläinyksilölle annetaan joukko erilaisia ruokavaihtoehtoja ja tutkitaan mikä niistä kiinnostaa eniten eläintä. Samaan aikaan voidaan antaa esimerkiksi kaksi tai kolme erilaista ravintoainetta. Eläimen on hyvä olla nälkäinen kokeen alussa, joten hyönteiset kannattaa ruokkia ensin, sitten pitää pari päivää nälässä ja tämän jälkeen asettaa kokeeseen.

Laatikossa on hyvä olla kosteutta ja suojaa niin paljon, että eläimet viihtyvät riittävän hyvin. Jos laatikkoon lisätään kariketta, on huomioitava, ettei siinä ole mitään syötävää maakiitäjäiselle. Esimerkiksi talouspaperit voivat olla hyvä turvallinen varmasti syötäväksikelpaamaton vaihtoehto.

Tutkimuksessa voidaan selvittää useita erilaisia tutkimuskysymyksiä, esimerkiksi: Ovatko maakiitäjäiset kasvinsyöjiä vai petoja? Vaihteleeko eri maakiitäjäislajien ruokamieltymykset? Kuinka paljon vaihtelua lajin sisällä on? Vaikuttaako maakiitäjäisen nälkäisyys syödyn ruuan määrään tai mieltymyksiin?

Maakiitäjäisten oppimiskyky

|

Välineet

  • T-labyrintti
  • muovilaatikoita (esim. tukkukarkkilaatikko)
  • kariketta

Maakiitäjäiset ovat helposti löydettäviä hyönteisiä, joita voidaan käyttää hyödyksi käyttäytymiskokeissa. Keväästä syksyyn maakiitäjäisiä voi löytää lehtometsistä ja tuoreilta kankailta helposti: maahan kaivetaan isohko kuoppa, johon asetetaan tukkukarkkilaatikko, tai joku muu riittävän korkea (> 3 cm) sileä- ja suorareunainen laatikko. Laatikko pitää asettaa kuoppaan niin, että laatikon reuna ei ole maantasoa korkeammalla ja että laatikon ja maan väliin ei jää koloa. Suurin osa maakiitäjäisistä on yöaktiivisia, joten seuraavana aamuna kannattaa tarkastaa onko ansaan päätynyt maakiitäjäisiä ja vapauttaa muut hyönteiset ja eläimet, jotka ovat päätyneet ansaan.

Maakiitäjäisiä voi pitää elossa laatikossa huoneenlämmössä, kun niille on järjestetty suojaa ja riittävästi kosteutta. Maakiitäjäiset ovat aggressiivisia, joten kaksi koirasta samassa laatikossa saattaa aiheuttaa ongelmia.

Maakiitäjäisten oppimiskykyä voi tutkia T-labyrintissä. Se on nimensä mukaisesti T:n muotoinen labyrintti, johon maakiitäjäinen vapautetaan ja jonka päässä maakiitäjäinen voi valita kääntyykö se oikeaan vai vasempaan.

Toiselle puolelle labyrinttiä voidaan asettaa suoja tai esimerkiksi ruokaa, jolloin maakiitäjäinen tuntee puolen houkuttelevaksi. Toisen puolen voi jättää tyhjäksi, tai siitä voi tehdä epämiellyttävämmän, esimerkiksi lisäämällä sinne suolaa tai – kuten kerran on onnistuneesti tehty – sitomalla muurahaisen liekaan.

Yksittäinen maakiitäjäisyksilö lasketaan labyrintin alkuun kymmenen kertaa ja joka kerta huomiodaan 1) kumpaan suuntaan maakiitäjäinen kääntyy labyrintin päässä ja 2) kuinka kauan maakiitäjäisellä kestää labyrintin päähän. Jos maakiitäjäiset oppivat, niiden pitäisi yhä useammin valita oikea puoli ja päätyä sinne nopeammin.

 

Kasvikokoelman kerääminen

|

Opettajalle helpoin tapa ohjastaa kasvikokoelman kerääminen on listata 20 – 30 paikallista yleistä kasvia, jotka oppilaiden pitää kerätä. Kasvien listaamisessa kannattaa huomioida seuraavat tekijät:

  • erilaiset kasvuympäristöt
  • erilaiset kasvityypit: ruoho, pensas, puu
  • hyötykasvit, esimerkiksi marjoja tuottavat
  • ympäristön kannalta tärkeät indikaattorilajit
  • paikalliset lajit
  • puumaisten lajien oksien taittamiseen tarvitaan maanomistajan lupa, samoin kasvien keräämiseen juurineen
  • eivät rauhoitettuja (- jos kasvikokoelma tehdään kuvaamalla, tämä ei välttämättä rajoite)

Ohjeet kasvien keräämiseen

  1. Kasvit tulee kerätä kukintavaiheessa. Selvitä etukäteen milloin kukin listan kasveista kukkii, jotta osaat kerätä sen oikeaan aikaan.
  2. Tunnista kasvi maastossa kasvion avulla.
  3. Kasvista tarvitaan mieluiten kokonainen kasvi, jossa erottuvat kukinto, lehdet ja juuret. Valitse kasvi niin, että se mahtuu paperille. Isoista kasveista voi kerätä erikseen kukinnon ja tyypillisen lehden, eikä niistä kannata kerätä juuria. Esimerkiksi puista riittää muutama lehti ja kukinto. Älä kerää liian paksuja näytteitä, koska ne kuivuvat huonosti.
  4. Kirjoita muistiin kunkin kasvinäytteen suhteen keräyspäivä ja keräyspaikka. Keräyspaikasta kirjaa muistiin sekä sijainti että kasvuympäristö.
  5. Säilö kasvi, esimerkiksi muovipussissa jottei se ehdi kuivumaan ennen prässäystä, ja prässää se mahdollisimman pian.
  6. Puhdista kasvi liasta ja mullasta.
  7. Asettele kasvi sanomalehden väliin, niin että se prässäytyy luonnolliseen asentoon. Pidä huoli etenkin kukista, että ne prässäytyvät avoimena. Jos lehtiä on useita, käännä niin että osasta näkyy alapinta ja osasta yläpinta.
  8. Laita paperit kasveineen kahden levyn väliin ja sitten prässiin tai lisää päälle paljon painoa. Pidä prässi sisätiloissa, jotta sanomalehti pysyy kuivana. Jos kasvi on isokokoinen, tarkasta päivän kuluttua tarvitseeko sanomalehtiä vaihtaa kuivempaan.
  9. Usein kuivumiseen kestää noin 2-3 viikkoa.
  10. Asettele kasvi kuivumisen jälkeen vahvalle paperille. Leikkaa teipistä (esim. maalarinteippi) pieniä suikaleita ja kiinnitä kasvi paperiin pysyvästi. Älä peitä keskeisiä tuntomerkkejä.
  11. Liitä jokaiseen paperiin tieto siitä mikä kasvilaji on kyseessä, kuka sen on kerännyt, milloin ja mistä.

Ohjeet kasvien kuvaamiseen

  • Toimi muistiinpanojen suhteen kuten edellä.
  • Kuvaa kasvista riittävän monta kuvaa, ainakin
    • kasvin elinympäristö
    • kuva koko kasvista
    • riittävästi lähikuvia niin että kasvin tuntomerkit näkyvät
  • Pidä huoli, että kuvat ovat tarkkoja!
  • Siirrä kuvat tietokoneelle ja kokoa kasvikokelma haluamallisi ohjelmalla
  • Lisää jokaiseen kuvaa tiedot kasvista, keräysajasta, kerääjästä ja keräyspaikasta.

Lista rauhoitetuista kasveista ympäristöministeriön sivulla

Pinkka-kasvio

Kasviatlaksesta löytyy kasvien esiintymisalueet

pH:n vaikutus vesielämään

|

Tässä tutkimuksessa säädellään kasvuympäristön pH:ta ja vertaillaan sen merkitystä eliöiden menestymiseen vedessä.

Tarvittavat välineet:

– isoja kasvatusastioita – n. ½ litraa, isot keitinlasit ovat paras vaihtoehto
– tislattua vettä
– luonnonvettä
– (laimeaa) rikkihappoa
– (laimeaa) natriumhydroksidia
– pH-mittari, esimerkiksi elektrodimittari tai lakmuspaperi
– lannoitetta

Mahdollisia lajeja:

– eläinplanktonia, kuten vesikirppuja tai hankajalkaisia
– limaskaa (saa yleensä akvaariokaupoista)
– kasviplanktonia, kuten pieniä leviä

Tehkää erilaisia kasvatusliuoksia, niin että yhdessä on tislattua vettä ja muissa pH:ta on muunneltu (pienillä määrillä!) rikkihappoa tai natriumhydroksidia. Sopiva pH-väli on 5-9, joten erilaiset kasvatusliuokset voivat olla vaikka pH:ssa 5,0;6,0;6,5;7;7,5;8,0;9,0. Jokaiseen lisätään pieni yhtäsuuri määrä lannoitetta, jotta vedessä on ravinteita. Lisäksi näiden lisäksi on syytä pitää kontrollinäytteenä eliöitä, jotka on tuotu luokkaan omasta ympäristöstä otetussa vedessään.

Lisätkää jokaiseen kasvatusliuokseen yhtä suuri määrä eliöitä. Tämän pystyy selvittämään esimerkiksi eläinplanktonin tapauksessa laskemalla (- eläinplanktonia on helpoin siirtää ja laskea pipettien avulla) tai kasviplanktonin tapauksessa sekoittamalla kerätty planktonnäyte hyvin ja laittamalla sitä jokaiseen liuokseen yhtä suuri määrä. Limaska kannattaa punnita, niin että jokaiseen liuokseen tulee yhtä suuri painomäärä.

Seuratkaa säännöllisesti eliöidenne kasvua. Kasviplanktonin kasvun voi laskea sekoittamalla veden, ottamalla siitä näyte ja laskemalla havaittujen solujen määrä. Toistoja on syytä tehdä vähintään kolme per näytteenottokerta. Eläinplanktonin pystyy laskemaan paljain silminkin. Limaskan kasvua on vaikea arvioida, mutta koko kasvuston paino voidaan punnita. Tämä on tosin sangen epäluotettava arvio limaskan määrästä. Limaskan kasvun voi selvittää lopuksi kuivaamalla limaska (esim. uunissa n. 40 asteessa) ja punnitsemalla kasvuston ns. kuivapaino.

Kannanvaihtelu-leikki

|

Peliä varten tarvitaan tilaa juosta.

1. Luokka jaetaan kahtia: oppilaat siirtyvät vastakkaisille puolille tilaa. Toinen puoli on resursseja ja toinen puoli on jäniksiä.

2. Sekä jäniksillä että resursseilla on samat kolme käsimerkkiä, jotka kuvaavat a) ruokaa, b) juomaa ja c) suojaa. Sovi oppilaiden kanssa mikä käsimerkki kuvaa mitäkin resurssia.

3. Kun opettaja antaa merkin, sekä jänikset että resurssit tekevät jonkun kolmesta käsimerkistä yhtä aikaa. Jänikset pyrkivät sitten vastaavan resurssin luo.

4. Jos resursseista on pulaa, esimerkiksi suojaa on vain kaksi resurssia, mutta neljä jänistä halusi suojaa, ensimmäisenä resurssin luo päätynyt saa resurssin.

5. Jos jänis saa resurssin, jänis onnistuu lisääntymään ja resurssikin muuttuu seuraavalla kierroksella jänikseksi. Jos jänis jää ilman resurssia, se kuolee ja muuttuu seuravalla kierroksella resurssiksi.

6. Opettaja kirjaa jänisten ja resurssien määrän joka kierroksella. Peliä pelataan niin kauan kunnes kannanvaihtelut ovat selkeitä. Lopuksi voidaan piirtää kuvaaja kannanvaihteluista.

Miksi kanta vaihteli? Oliko kannanvaihtelussa jotain säännönmukaisuuksia? Mikä voisi olla kyseisen alueen kantokyky jänisten suhteen? Mitkä jänikset säilyivät parhaiten kierroksesta toiseen?

Maakiitäjäiset ja reunavaikutus

|

Välineet:

– purkkeja (esim. jukurttipurkki, muovituoppi, tms.
– puutarhalapio tai muu kaivausväline
– vettä johon on lisätty astianpesuainetta ja suolaa (tai jos haluaa säilöä näytteet pidemmän aikaan niin 70% glykoli-liuosta)
– vauvaharso
– pinsetit
– paperinpalasia, joihin kirjoitetaan näytteen tunnus
– lyijykynä

 

Ihmisen vaikutuksesta eliöiden elinalueet ovat merkittävästi pirstoutuneet. Erityisesti pirstoutumisesta seuraa niin sanottujen reuna-alueiden (ekotonien) merkittävä lisääntyminen. Reuna-alueiksi kutsutaan kahden erilaisen ekosysteemin välistä vaihettumisvyöhykettä, jossa on yleensä molempien alueiden piirteitä.

Suomalaisessa maisemassa tyypillisimpiä reuna-alueita ovat metsänreunat, joissa metsä rajoittuu esimerkiksi avohakkuuseen, rakennettuun alueeseen tai peltoon. Lajeille, jotka vaativat hyvin tarkasti tietynlaista elinympäristöä, reuna-alueet eivät ole yleensä soveltuvaa elinaluetta. Siksi metsien pirstoutuessa todellisen metsän määrä on vielä pienempi kuin pelkkä metsänala, koska varsinainen metsä alkaa vasta jonkun verran metsänreunasta metsään päin.

Reuna-alueella sekä bioottiset että abioottiset vaikutukset ovat hyvin erilaisia kuin kummallakaan ekosysteemillä, joiden vaihettumisesta on kyse. Esimerkiksi pellon ja metsän rajalla mikroilmasto on hyvin erilainen kuin pellolla tai metsässä. Myös lajisto on yhdistelmä kummankin ekosysteemin lajistoa, joten lajien väliset vuorovaikutukset eroavat merkittävästi kummastakin ekosysteemistä.

Tässä tutkimuksessa selvitetään miten kahden eri ekosysteemin rajalla eliömäärä vaihtelee. Helpoiten seurattavia hyönteisiä ovat maakiitäjäiset, joita löytyy hyvin erilaisia lajeja ja joiden metsä- ja avoimen maaston lajisto on hyvin erilainen. Maakiitäjäiset ovat kenttäkerroksen aktiivisia petoja, joten ne liikkuvat paljon ja osuvat todennäköisesti kuoppapyydyksiin.

1. Ensin valitaan sopiva tutkimusalue, jossa on selkeä kahden ekosysteemin välinen reuna-alue sekä molemmat ekosysteemit jatkuvat riittävän pitkälle reunasta poispäin.

2. Kuoppapyydys kaivetaan maahan niin, että sen reuna on maaperän tasolla. Jos purkki on hiemankaan ympäröivää maastoa korkeamalla, hyönteiset eivät tule niin helposti purkin sisälle. Kuoppapyydyksen pohjalle laitetaan hieman pesuaine-suola-vesi-seosta. Pesuaine poistaa pintajännityksen, jolloin eläimet hukkuvat eivätkä pääse karkuun. Suola auttaa säilömään näytteitä, eivätkä ne heti tuhoudu. Lopuksi ansan päälle voidaan laittaa iso lehti tai vastaava suoja, jotta sadevesi ei pääse ansan sisälle. Ansaa ei ole syytä myöskään asettaa paikkaan, jossa sateen sattuessa vesi virtaa.

3. Kuoppapyydyksiä asetataan aivan kahden elinympäristön rajalle siitä molempiinkin ympäristöihin esimerkiksi 1, 2, 5, 10, 25, 50 ja 100 metrin päähän reunasta. Linjastoja kannattaa tehdä ainakin kolme noin 50 metrin päähän toisistaan, jotta tulokset ovat luotettavia.

4. Pyydykset pitää kokea viikon sisällä. Pyydyksen sisältö voidaan heittää vauvaharsoon ja valuttaa neste maahan. Jokaisen harson sisälle pitää laittaa paperilappu, johon on lyijykynällä kirjoitettu näytteen tunnus. Harson voi viikata nyytiksi ja näytteet kuljettaa näin laboratorioon. Kaikki poikkeava – kuten näytteen tulviminen – on syytä merkitä muistiin!

5. Laboratoriossa kaikista näytteistä nypitään erilleen eri lajit ja lasketaan näiden määrät. Oppaista voi yrittää etsiä nimiä eri lajeille. Eri näytteiden biodiversiteetti voi arvioida esimerkiksi indeksien avulla.

Missä näytteissä on eniten eri lajeja? Entä mitkä ovat indeksien mukaan monimuotoisimpia? Mistä tämä johtuu?

Miten eri ekosysteemien lajisto eroaa? Onko näytteissä lajeja, jotka löytyvät vain toisesta elinympäristöstä? Onko lajeja jotka eivät esiinny reuna-alueella? Mistä tämä voi johtua?

Saalistus ja reunavaikutus

|

Tarvikkeet:
– kanan- tai viiriäisenmunia

 

Ihmisen vaikutuksesat eliöiden elinalueet ovat merkittävästi pirstoutuneet. Erityisesti pirstoutumisesta seuraa niin sanottujen reuna-alueiden (ekotonien) merkittävä lisääntyminen. Reuna-alueiksi kutsutaan kahden erilaisen ekosysteemin välistä vaihettumisvyöhykettä, jossa on yleensä molempien alueiden piirteitä.

Suomalaisessa maisemassa tyypillisimpiä reuna-alueita ovat metsänreunat, joissa metsä rajoittuu esimerkiksi avohakkuuseen, rakennettuun alueeseen tai peltoon. Lajeille, jotka vaativat hyvin tarkasti tietynlaista elinympäristöä, reuna-alueet eivät ole yleensä soveltuvaa elinaluetta. Siksi metsien pirstoutuessa todellisen metsän määrä on vielä pienempi kuin pelkkä metsänala, koska varsinainen metsä alkaa vasta jonkun verran metsänreunasta metsään päin.

Reuna-alueella sekä bioottiset että abioottiset vaikutukset ovat hyvin erilaisia kuin kummallakaan ekosysteemillä, joiden vaihettumisesta on kyse. Esimerkiksi pellon ja metsän rajalla mikroilmasto on hyvin erilainen kuin pellolla tai metsässä. Myös lajisto on yhdistelmä kummankin ekosysteemin lajistoa, joten lajien väliset vuorovaikutukset eroavat merkittävästi kummastakin ekosysteemistä.

Tässä tutkimuksessa selvitetään, miten lintujen munien saalistuspaine vaihtelee suhteessa reunaan.

1. Ensin valitaan sopiva tutkimusalue, jossa on selkeä kahden ekosysteemin välinen reuna-alue sekä molemmat ekosysteemit jatkuvat riittävän pitkälle reunasta poispäin.

2. Munia asetellaan saalistettavaksi tekopesiin. Yhteen pesään voi laittaa 2-3 kananmunaa tai 3-6 viiriäisen munaa, kuitenkin niin että jokaisessa pesässä on yhtä monta munaa. Munat laitetaan yhteen kohtaan, johon voidaan painella soveltuva painauma. Munia voi kevyesti piilottaa niin, etteivät ne ole suoraan näkyvissä. Pesäpaikkaa ei saa merkitä niin selkeästi, että saalistajat oppivat yhdistämään merkin paikkaan. Jokin merkintä on kuitenkin syytä tehdä, jotta tekopesät löydetään.

3. Tekopesät asetellaan niin, että niitä on aivan kahden ekosysteemin rajalla ja tästä ulospäin, esimerkiksi 10, 25, 50 ja 100 metrin etäisyydellä reunasta, kumpaankin suuntaan. Luotettavia tuloksia varten tekopesiä pitäisi olla yhdessä paikassa ainakin kolmessa linjassa, noin 50 metrin päässä toisistaan.

4. Saalistuksen määrän voi käydä merkitsemässä ylös muutaman päivän jälkeen kokeen aloittamisesta ja tämän jälkeen viikottain.

Missä saalistus on ollut erityisen voimakasta? Millä alueella pesät ovat säilyneet parhaiten. Mikä tähän voisi olla syynä? Selvitä mitä mahdollisia saalistajia koealueella on. Esimerkiksi haukat, lokit, varislinnut, oravat ja ketut ovat tyypillisiä munien saalistajia.

 

 

 

Maahengityksen mittaaminen

|

Välineet:

– tiiviitä näytepurkkeja (hillopurkit käyvät paremman puutteessa)
– lääkemittoja tai vastaavia pieniä läpinäkyviä astioita

Aineet:

– maaperänäytteitä
– bromitymolisininen-liuosta

Maaperänäytteitä kannattaa kerätä erilaisista ympäristöistä ja erilaisista maaperistä, esimerkiksi pellolta, hiekasta, kompostista, metsän karikkeesta ja niin edelleen.

Maaperänäytteet kerätään niin, että purkit ovat noin puolillaan. Purkin keskelle asetetaan tukevasti lääkemitta, jossa on bromitymolisininen-liuosta. Purkki suljetaan ilmatiiviisti ja annetaan olla 3-5 päivää. Tämän jälkeen lääkemitat voi ottaa pois purkeista.

Bromitymolisininen on emäksissä pH:ssa sininen ja happamassa pH:ssa keltainen. Kun maaperänäytteistä vapautuu hiilidioksidia soluhengityksen takia, se liukenee veteen, jonka pH laskee. Näin ollen mitä alempi pH, sitä voimakkaampi maahengitys. Mitä enemmän maaperässä on hajottajia, sitä keltaisemmaksi väri muuttuu.

Periaatteessa tutkimuksen voi suorittaa myös luonnossa, jos haluaa autenttisempia tuloksia. Tällöin pitää huolehtia siitä, että maaperä suljetaan mahdollisimman hyvin ilmatiiviiksi kammion sisälle. Tutkimus pitää suorittaa alueella, jossa mittausta ei häiritä ja mieluiten varjossa, jotta kammion lämpötila ei nouse liian korkeaksi.

Avoin populaatiotutkimus hautausmaalla

|

Tutkimuksellisessa oppimisessa usein hankalimpia ovat oppilaskeskeiset täysin avoimet tutkimukset, sellaiset joissa opiskelijat joutuvat itse pohtimaan minkälaisen tutkimuskysymyksen voi asettaa, miten sitä varten voi kerätä aineiston ja miten ainestoa sitten pitäisi käsitellä.

Hyväksi ensimmäiseksi harjoitukseksi ekologian puolella on osoittautunut hautausmaa-harjoitus. Viedään opiskelijat hautausmaalle ja kerrotaan heille, että heidän pitää suorittaa ekologinen tutkimus, jonka aineisto on hautakivet. Hautakiviä voidaan ajatella populaationa, josta tiedämme yksittäisten yksilöiden sukupuolen ja syntymä- sekä kuolinajan. Erityisesti vanhemmilla hautausmailla saatavan tiedon määrä on suunnaton: vanhoissa hautakivissä saattaa lisäksi löytyä ammatteja, syntymä- ja kuolinpaikkoja ja sukulaisuussuhteita.

Kysymysten määrä on siis  suunnaton: elävätkö lääkärit pidempään kuin sotilaat, elävätkö naiset pidempään kuin miehet, elettiinkö 1800-luvulla lyhyemmän aikaa kuin 1900-luvulla, mikä oli lapsikuolleisuus kuhunkin aikaan, erottuvatko Suomen historian suuret tapahtumat, kuten nälänhädät tai sodat, aineistossa?

Hautausmaa-aineistoa rajoittaa moni tekijä, jotka on suhteellisen helppo päätellä: hautausmaalle haudatut ovat valikoitunut osa yhteiskunnan jäseniä, mukana ovat useimmiten vain kristityt ja uskonnottomat ja hautausmaalta ei löydy eläviä, joten mukana eivät ole kaikki 1900-luvulla syntyneet, ja saatava tieto on monilta osin rajallista.

Jäkäläkartoitus

|

Lukion ympäristöekologian kurssilla pitää suorittaa “pieni tutkimus ympäristön tilasta”. Jäkäläkartoitus on tähän tarkoitukseen oivallisesti sopiva tutkimus.

Jäkälät ovat bioindikaattoreita, joten niiden kunto voi kertoa paljon ympäristön laadusta. Erityisesti ilmansaasteet vaikuttavat helposti jäkälien kuntoon. Jäkälien kuntoa voidaan arvioida esimerkiksi Suomen standardoimisliiton hyväksymän standardin SFS5670 mukaan.

Jäkälän kunto:

Jäkälien kunto tutkitaan yhdeltä alalta noin kymmenestä männystä, joiden läpimitta on vähintään 20 senttimetriä ja jotka eivät ole kilpikaarnaisia. Puita tarkastellaan 160 senttimetrin korkeudelta. Jäkälän kuntoluokitus arvioidaan asteikolla I – V (kuva) sormipaisukarveesta. Lisäksi jäkälälajiston kokonaismäärä lasketaan samoilta puilta 50 – 200 senttimetrin korkeudelta.

Jäkälien peitteisyys lasketaan ruudukolla. Tähän on olemassa valmiita sapluunojakin, mutta esimerkiksi A4-kokoiselle piirtoheitinkalvolle voidaan vetää viisi pysty ja viisi vaakaraitaa tasaisin välein. Näin kalvolle syntyy 25 leikkauspistettä. Leikkauspisteiden kohdalta katsotaan onko siinä sormipaisukarvetta ja lopullinen peitteisyys saadaan kertomalla sormipaisukarveen esiintymät sadalla ja jakamalla 25:llä. Peitteisyys lasketaan normaalisti lännestä ja idästä – ei suoraan pohjoisesta tai etelästä.

Jos mahdollista, kannattaa koko ryhmän käydä ensin katsomassa yhdessä yksi koeala, jotta opiskelijoiden käsitys kuntoluokituksesta on mahdollisimman yhteneväinen.

Tutkimusalat:

Tutkimusalaksi kannattaa valita alueita, joilla odotetaan olevan hyvinkin erilaisia ympäristöolosuhteita. Soveltuvia alueita ovat muun muassa kaupungin keskusta ja toisaalta kaukana asutuksesta ja liikenteestä olevat alueet, teollisuusalueiden läheiset tai vilkkaasti liikennöidyillä alueilla olevat metsiköt. Alueita voi valita esimerkiksi opiskelijoiden kodin läheltä, jotta opiskelijat voivat käydä tutkimusaloilla yksin tai pienissä ryhmissä omalla ajallaan.

Tutkimustiedon jakaminen:

Tutkimusdata kannattaa jakaa koko ryhmän kesken ja raportit kirjoittaa käyttäen koko aineistoa. Tutkimusdata voidaan kerätä esimerkiksi paikka-aineistoja hyväksikäyttäen (esim. PaikkaOppi) tai esimerkiksi Google Maps -pohjalle.

Jäkäläkartoitus sopii hyvin useamman vuoden kestäväksi projektiksi, jolloin kunakin vuonna voidaan kerätä uutta dataa. Opiskelijat voivat siten kirjoittaa tutkielmansa paljon laajemmasta aineistosta kuin vain heidän keräämänsä. Vuosien kuluessa voi näkyä jopa ympäristön muutoksen trendejä.

TaleBlazer-peli: Loisintaa Kumpulassa

|

Tavoite: Opettaa loiseläinten erilaisia elinkiertomalleja.

Valmistelut: Kymmentä pelaajaa varten ladataan kymmenen tabletin, joissa on nettiyhteys ja GPS-ominaisuus, akut täyteen. Asennetaan TaleBlazer-sovellus Google Play –kaupasta tai App Storesta. Pelin käynnistyttyä ohjelmaan laitetaan pelin koodi gfjlcbv

Pelin sijainti TaleBlazer-sivustolla: http://taleblazer.org/gamePage/826

Peli voidaan myös muokata uudelle alueelle suhteellisen helposti. Tällöin pitää luoda tili TaleBlazer.org –sivustolla, etsiä peli ja valita ”Remix Game”. Tällöin peli siirtyy omiin peleihin ja ja karttaa muokkaamalla voidaan eri kohteiden sijaintia siirtää. (Katso ohjeet TaleBlazerin pelinteko-ominaisuuksien käyttöön tästä.)

Pelin eteneminen: Pelin alussa pelaajat saavat tehdä kaksi erilaista valintaa: he voivat valita oman hahmonsa kolmen vaihtoehdon joukosta (heisimato, maksamato ja ekinokokki) sekä lisääntymisstrategiansa (panostus kasvuun tai lisääntymiseen).

Tämän jälkeen pelikentällä on tarjolla erilaisia isäntiä. Oppilaan pitää löytää isäntien joukosta omansa. Peli kertoo aina kussakin vaiheessa mihin isäntään oppilaan pitäisi seuraavaksi pyrkiä. Jotta loinen pääsisi isäntään sisälle, on oppilaan ensin parannettava mahdollisuuksiaan tartuttaa isäntä. Tätä mahdollisuutta parantaa esimerkiksi muniminen, suvullinen lisääntyminen, kestomuotojen muodostaminen tai moni muu teko. Pelaaja pystyy jatkuvasti seuraamaan kuinka suuri todennäköisyys tartuttamisen onnistumiseen on.

Peli antaa eri tavoin pisteitä kustakin toiminnosta riippuen siitä, minkälainen lisääntymisstrategia pelaajalla on. Kasvuun panostavien ei kannata kiiruhtaa lisääntymisessä, kun taas lisääntyvään panostavien kannattaa tehdä sitä mitä osaa parhaiten. Pelaaja joutuu suorittamaan koko kierron, joten lajista riippuen edessä on kaksi tai yksi väli-isäntää ja yksi pääisäntä. Aikaa koko peliin kuluu 30-45 minuuttia.

Pelin jälkeen on hyvä keskustelutta opiskelijoita: minkälaisilla valinnoilla peli onnistui helpoiten? Mitä pelaajat oppivat pelin aikana? Miten pelistä saisi realistisemman?

Populaation koon arviointi

|

Opiskelijoille annetaan tehtävä laskea koulun a) oppilaiden ja b) opettajien määrä.

Tehtävän saa tehtyä parissa oppitunnissakin, mutta helpointa on, jos tehtävän voi suorittaa välitunnilla: tällöin sekä oppilaita että opettajia on eniten liikkeellä. Klikkeri helpotttaa laskemista.

Ennen tehtävän tekoa on käsitelty erilaiset populaation laskemisen tavat, kuten suorat menetelmät (ilmakuvaus, pesäkolot) ja epäsuorat menetelmät (merkintä-uudelleenpyynti, näytealat, ilmakuvaus, jälkien laskeminen).

Oppilaat voivat tehdä tutkimuksen pareittain tai pienissä ryhmissä. Oppilaille annetaan aikaa suunnitella käyttämäänsä menetelmää (puoli tuntia on yleensä riittävä aika), aikaa toteuttaa tutkimus ja lopuksi laskea tulokset ja pohtia menetelmän heikkouksia.

Mahdollisia menetelmiä:

Merkintä-uudelleenpyynti: opiskelijat voivat vaikka tarkkailla valitsemaansa ryhmää, kuten rinnakkaisluokan opiskelijoita. Jos opiskelijat tietävät kuinka paljon rinnakkaisluokalla on oppilaita, he pystyvät laskemaan kohtaamiensa kaikkien opiskelijoiden määrään suhteen tarkkailtavan ryhmän määrään ja siten arvioimaan kokonaisoppilasmäärän.

Hyödyt: Suoraviivainen ja melko helppo. Tutkimus on helposti skaalautuva siten, että siitä saa jo suhteellisen pienellä näytekoolla jonkinlaisen arvion ja lisäaineiston kerääminen on helppoa.

Haitat: Edustaako tarkkailtava ryhmä liikkumisensa suhteen tyypillistä oppilasta? Laskentaa pitää tehdä eri aikoina eri paikoissa, jotta otos on edustava.

Pesäkolot: Jos oppilailla on omat kaapit, näiden määrän voi laskea. Tällöin on tarpeen myös jotenkin arvioida kuinka suuri osa niistä on käytössä ja onko kaikilla oppilailla kaappi.

Hyödyt: Kaapit eivät liiku, helppo toteuttaa. Kaappien tarkkailu kertoo kuinka suuri osa kaapeista on käytössä.

Haitat: Vaikea selvittää kuinka monella oppilaalla on oma kaappi. Isossa koulussa vie paljon aikaa.

Jälkien laskeminen: Oppilaiden määrän voi arvioida laskemalla esimerkiksi kuinka moni oppilas kulkee tiettyyn aikaan koulun ovista.

Hyödyt: Tarkkailu on helppoa ja laskutulos on suhteellisen varma.

Haitat: Ovia saattaa olla useita ja näistä kulkee eri määrät oppilaita. Oppilaiden ovista kulkemisessa voi olla paljonkin eroja – kuinka suuri osa oppilaistaa käyttää ovea tarkkailuaikana?

Suora laskeminen: Kuinka monta opiskelijaa on esimerkiksi välitunnilla pihalla tai koulun ruokalassa. Tämä on mahdollista tehdä myös pienemmällä näytealalla.

Hyödyt: Suoraviivainen menetelmä.

Haitat: Miten saadaan selville kuinka suuri osa oppilaista on ruokasalissa tai pihalla? Isossa koulussa vaikeaa.

Opettajien määrä saattaa olla helpointa laskea suoraan, esimerkiksi opettajanhuoneen ulkopuolelta.

Metapopulaatiopeli

|

Metapopulaatiopeli on Viikin kampuksen Metapopulation Research Groupin suunnittelema metapopulaation käsitettä avaava peli, joka toimii hyvin esimerkiksi lukiolaisilla. Ennen pelaamista oppilaiden pitäisi tietää mitä metapopulaatio tarkoittaa.

Tarvittavat välineet:

  • juoksemiseen sopivat vaatteet
  • eri värisiä kartonkipalasia (yhtä monta kuin laikkuja mukana pelissä)
  • jokaisella pelaajalla kynä.

Pelaajia:

  • minimi noin 20 henkilöä – yksi tuomari, 1-3 saalistajaa ja loput perhosia

Alkuvalmistelut:

Pelikentälle piirretään laikkuja, esimerkiksi hiekkaan, niin että 20 pelaajalle tulee noin viisi laikkua. Laikkujen koko vaihtelee niin, että pienimmille laikuille mahtuu kaksi perhosta ja isoimmille jopa kahdeksan. (Esimerkiksi 15 perhoselle sopivat laukut ovat 1 x 8 paikkaa, 1 x 6 paikkaa, 1x 4 paikkaa ja 2 x 2 paikkaa.) Laikkuja kannattaa asetella niin, että metapopulaatiodynamiikan keskeiset ominaisuudet nousevat esille (esimerkiksi osa laikuista on kauempana ja osa on lähellä toisiaan).

Perhoset jaetaan eri laikuille niin että samassa laikussa aloittaville annetaan samanväriset kartongin palaset ja että sukupuolijakauma olisi mahdollisimman tasainen. Saalistajat jäävät laikkujen väliselle alueelle.

Pelin kulku:

Perhoset pyrkivät parittelemaan mahdollisimman monta kertaa ja saalistajat pyrkivät ottamaan perhosia kiinni. Perhoset ovat turvassa laikuillaan, mutta jos perhoset joutuvat liikkumaan laikusta toiseen, saalistaja voi ottaa ne kiinni. Perhosen peli jatkuu, kunnes perhonen on paritellut kymmenen kertaa tai kun perhonen on saalistettu. Koko peli jatkuu niin kauan kuin perhosia on vielä jäljellä.

Parittelu on mahdollista vain eri sukupuolten välillä kun perhoset ovat samassa laikussa. Paritteluun tarvitaan molempien suostumus. Parittelusta saadut pisteet kirjataan kartonginpalasiin. Jos perhonen parittelee samasta laikusta kotoisin olevan perhosen kanssa (= kartongin palaset ovat samanväriset), molemmat perhoset saavat 1 pisteen. Jos parittelukumppani on toisesta laikusta (=kartongin palaset ovat eriväriset), molemmat saavat 2 pistettä. (Tämä kuvaa sisäsiitoksen vaikutusta populaation elinvoimaisuuteen.) Saman yksilön kanssa ei saa paritella kahdesti peräkkäin samassa laikussa. Voittajaperhosella on mahdollisimman paljon pisteitä.

Laikuissa voi tapahtua paikallisia sukupuuttoja: tuomari voi milloin vain ”sulkea” laikun, niin ettei siinä voi paritella, eivätkä perhoset ole siinä turvassa saalistajilta.

Pelin loppu

Pelin loputtua perhoset laskevat pisteensä yhteen. Pelin voi toistaa toisen kerran, jotta pelaajat voivat kokeilla toisenlaista taktiikkaa. Lopuksi pelin voi purkaa keskustelemalla valituista taktiikoista ja siitä mitkä olivat hyviä ja mitkä huonoja taktiikoita ja toisaalta vaikuttiko muiden valitsemat taktiikat omaan menestymiseen. Oppilaita voi pyytää kehittämään peliä edelleen: Miten tästä pelistä saisi realistisemman? Minkälaisia sääntöjä peliin pitäisi lisätä? Näin oppilaat pääsevät muokkaamaan yksinkertaista mallia metapopulaatiosta (ja huomaavat, että monimutkaisemman mallin käyttäminen on vaikeampaa, kun ei enää muistakaan kaikkia sääntöjä).

Toppaeläimet

|

Toppaeläinten ekologiset lokerot

Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1 .Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Harjoituksen avulla voidaan kerrata muun muassa ekologisen lokeron, elinympäristön, ravintokohteen, ravinnonottotavan, saalikoon, aktiivisuusajan tai kilpailun käsitteitä.
Harjoituksessa havainnoidaan eläinten värejä, aisteja ja rakennetta. Näiden pohjalta tehdään hypoteettisia päätelmiä. Apuna käytetään luokittelua. Hypoteesit tarkistetaan kirjallisuuden avulla.
Tarvikkeet: täytettyjä eläimiä ja muita näytteitä koulun varastosta. Sopivia lajeja voivat olla esim. kiuru, pajulintu, punarinta, kalatiira, kalalokki, kuovi, lehtopöllö, varpushaukka, kanahaukka, koti- ja metsähiiri, peltomyyrä, lumikko, päästäinen, maamyyrä, metsäjänis, rotta tai kettu.
Lämmittelykysymyksiä: Oppilaat voivat asettua piiriin toppaeläinten ympärille. Lajinimiä ei ole tarkoitus tuoda esille.
–          Minkä näistä lajeista ottaisit lemmikkieläimeksi? Perustele valintaasi.
–          Millaisia ominaisuuksia eläimiin liitetään? Ovatko jotkut eläimet pahoja ja toiset hyviä?
Luokittelu:
Oppilaat luokittelevat eläimet ryhmiin 1-2 kerta valitsemillaan perusteilla. Sen jälkeen alkaa asteittainen luokittelu, jonka avulla voidaan lopuksi tuottaa hypoteesi ekologisesta lokerosta. Kaikilla eläimillä on oma elinympäristö ja oma tapansa hankkia elantonsa. Näistä syntyy ekologinen lokero.
  • Kaikki eläimet ovat aluksi yhdessä ahtaassa ryhmässä. Laji pääse pois ryhmästä, kun löydetään piirre, joka ekologisesti erottaa sen muista lajeista. Pöydällä elintila ikään kuin kasvaa, koska lajit käyttävät elintilaa omalla, muista lajeista poikkeavalla tavalla. Luokittelua jatketaan, kunnes jokainen laji on saanut oman ekologisen lokeroonsa.
  • Täytettyjen eläinten lisäksi voi ottaa saman lajin edustajiksi esim. kuvia kyseisestä eläimestä.
  • 1. peruste luokittelulle on elinympäristö. Missä kyseiset lajit enimmäkseen elelevät (esim. ilmassa, vedessä, metsässä, pellolla, maan alla)? Vinkkejä elinympäristöstä voi saada esim. eläinten värityksestä (suojaväri), aisteista (silmien koko, korvien koko jne.), ruumiinosista ja niiden muodosta jne. Syntyneet elinympäristöt rajataan narulla taikka kaulahuiveilla ja merkitään kylteillä.
  • Seuraavaksi mietitään, miten samassa elinympäristössä olevat lajit voitaisiin saada omiin lokeroihin. 2. peruste luokittelulle onkin aktiivisuusaika (yöeläin, päiväeläin, hämärän ajan eläin, liikkuu milloin vain). Päiväpetojen stereonäkö liittyy valoon, hämäräeläimillä suuret valoa tehokkaasti keräävät silmät, höyhenpeitteen pehmeys (äänetön lento yöllä). Lajitetuille lajille annetaan ”osoitelappu”, johon kirjoitetaan tähänastinen hypoteesi siitä, missä eläin asuu ja miten hankkii ravintonsa.
  • 3. peruste jatkoluokittelulle on ravintokohde. Mahdollisia ravinnoin kohteita voidaan arvioida esim. nokan, hampaiden, kuonon, kynsien, koon tai muiden rakennepiirteiden mukaan. Ravintovaihtoehtoja voivat olla kasvit ja kasvinosat, pikkueläimet, selkärangattomat, muut selkärankaiset tai laji on kaikkiruokainen. Laji voi siis olla omavarainen (kasvi), kasvinsyöjä tai saalistaja (saalistajat voivat olla 1. tai 2. jne. asteen saalistajat). Mietitään myös lajien ravinnonottotapoja ja saaliskokoa. Lisätään arvaus ravinnosta ”osoitelappuun”.
  • Lopuksi tarkastellaan lappuja: ovatko kaikki lajit saaneet kuvauksen elinympäristöstä, aktiivisuusajasta, ravitonkohteesta, ravinnonottotavasta ja saaliskoosta.
  • Tarkistetaan kirjallisuuden ja muiden lähteiden avulla pitääkö jokaisen lajin kohdalla hypoteesi paikkaansa. Voidaan keskustella myös siitä, miten erikoistuneita lajit ovat. Toiset ovat hyvin kapea-alaisia spesialisteja ja toiset enemmän sopeutumiskykyisiä.

Evoluutiopeli III: Vaihteleva ympäristö

|

Tarvittavat välineet:

  • Pelilauta, jolla valmiina eri lämpötiloihin sopeutuneita eliöitä (= paperilappuja joissa optimilämpötilan osoittava numero – alussa esimerkiksi 1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6)
  • Tyhjiä paperipaloja joille voi kirjoittaa numeron
  • Noppa

Paperinpalaset vastaavat saman lajin eliöitä ja paperinpalaselle on merkitty optimilämpötila, jossa eliöt menestyvät parhaiten. Lämpötila vaihtelee jokaisen lisääntymiskauden välillä ja lämpötilan ratkaisee nopan silmäluku. Heittäkää noppaa aina jokaisen kierroksen aluksi ja antakaa tämän jälkeen eliöiden lisääntyä.

Eliöt lisääntyvät seuraavasti: Juuri oikeaan lämpötilaan sopeutuneet eliöt saavat kaksi jälkeläistä. Yhden asteen päähän jääneet eliöt saavat yhden jälkeläisen. Jälkeläisten optimilämpötila on aina sama kuin vanhempansa. Ne joiden optimilämpötila jää ympäristön lämpötilasta kaksi astetta, eivät lisäänny eivätkä kuole. Kolme astetta optimilämpötilastaan jääneiden populaatiomäärä supistuu puoleen ja neljä astetta tai enemmän jääneet kuolevat kokonaan.

Pelaa peliä muutama kierros ja merkitse muistiin jokaisen vuoron alussa eliöiden määrä ja optimilämpötila. Vastaa kysymyksiin:

a) Minkälaista evoluutiota populaatiossa tapahtuu?
b) Mitä tapahtuisi jos ympäristön lämpötila nousisi asteella? (Tätä voi kokeilla jatkamalla nopanheittoa ja lisäämällä aina tulokseen ykkösen.)
c) Entä jos ympäristön lämpötila nousisi neljällä asteella?

Tartuntapeli

|
Mitä tarvitaan:
·         ruokasoodaa
·         muki
·         1 pH paperi / osallistuja 
·         1 koeputki (tai muki) / osallistuja
·         1 pipetti (tai muki) / osallistuja
·         vettä
 
Peliohjeet oppilaille:
·         Ota koeputki/muki ja seurustele muiden kanssa sovitun ajan verran tai sovitun henkilömäärän kanssa.
·         Seurustellessasi ota pipetillä omaa nestettä ja pipetoi sitä seurustelukumppanin mukiin. Seurustelukumppani tekee samoin. Eli vaihdetaan nesteitä.
·         Lopuksi mittaa pH-liuskalla nesteesi pH (kuva) ja vertaa sitä veden pH-arvoon. Mitä emäksisempää (korkeampi luku) neste on, sitä varmemmin sait tartunnan.
Ohjeet ohjaajalle:
·         Varaa kullekin oppilaalle koeputki/muki. Täytä kaikki muut paitsi yksi puolilleen vedellä.
·         Valmista yhteen koeputkeen/mukiin puolen verran kylläistä ruokasoodaliuosta. Anna liukenemattoman soodan painua pohjalle ja kaada kirkas neste ylimääräiseen putkeen/mukiin.
·         Päästä oppilaat pelaamaan (ks. Peliohjeet). Lopeta peli 5 minuutin kuluttua tai myöhemmin, jos oppilaita on paljon. Vaihtoehtoisesti voitte sopia, että peli päättyy, kun jokainen on seurustellut esim. 4:n muun kanssa (koe toimii ainakin viiden vaihdon verran).
·         Pelin päätyttyä pohtikaa yhdessä seuraavia asioita:
o   Kuinka monella pH oli vettä emäksisempää?
o   Jos pelissä sai tartunnan, onko mahdollista päätellä keneltä se tuli?
o   Onko mahdollista, että oli saanut tartunnan, vaikkei se näkyisi pH-liuskalla? 
o   Kuka oppilaista sai pelin alussa ruokasoodaliuoksen?
Peli havainnollistaa bakteeri- ja virusinfektioiden, erityisesti sukupuolitautien, leviämistä ihmiseltä toiselle ja sitä miten henkilö voi tietämättään levittää infektiota. Pelissä ruokasoodaliuoksen saaminen vastasi tartuntaa. Koska sooda on hyvin emäksistä, pienikin määrä sitä nostaa veden pH-arvoa. Kuitenkin, jos liuos ehti laimentua riittävästi usean vaihdon seurauksena, ei tartunta välttämättä näy pH-testillä. Tämä ei vastaa todellisuutta, sillä oikeasti infektiot eivät ”laimene”. Toisaalta pH:n nousu voidaan tulkita myös tartunnan saaneiden oireiluna, jolloin neutraali pH tarkoittaa oireetonta kantajaa tai infektiolta säästynyttä.

Evoluutiopeli II: Pituus ja hajottava valinta

|

Tarvittavat välineet:

  • Pelilauta, jolla valmiina eri pituisia liskoja (= paperilappuja joissa pituuden osoittava numero – alussa mahdollisimman tasaisesti, esimerkiksi kokonaisluvut väliltä 7-23)
  • Tyhjiä paperipaloja joille voi kirjoittaa numeron

Paperinpalaset vastaavat liskoja ja paperinpalalla oleva pituus tarkoittaa liskon pituutta senttimetreinä. Liskot saalistavat kahta eri ravintokohdetta, joista toiset ovat kovakuoriaiset ja toiset päästäisiä. Kymmenen senttimetrin pituiset liskot ovat parhaita kovakuoriaisten metsästäjiä ja kaksikymmensenttiset parhaita päästäisten metsästäjiä. Liskot pariutuvat niin, että alle 15 cm liskot pariutuvat keskenään ja yli 15 cm keskenään. Pari valikoituu muuten satunnaisesti. Lisääntyminen tapahtuu niin, että kahta liskoa kohden syntyy aina yksi jälkeläinen: jonka pituus on vanhempien kokojen keskiarvo. Lisääntymiskauden loputtua parhaiten selviävät 10- ja 20-senttiset liskot, ne säilyvät kaikki hengissä. Tästä 2-3 senttiä poikkeavista kuolee puolet ja enemmän kuin kolme senttiä poikkeavista kolme neljäsosaa.

Pelaa peliä muutama kierros ja merkitse muistiin jokaisen vuoron alussa liskojen määrä ja pituus.Voit myös piirtää kuvaajan yksilöiden pituusjakaumasta. Vastaa kysymyksiin:

a) Minkälaista evoluutiota tapahtuu?
b) Mitä tapahtuisi, jos päästäiset katoaisivat alueelta?

Tulevaisuuden eliöt -näyttely

|

Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1 .Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.

Harjoituksessa ideoidaan ja valmistetaan mielikuvituseläin tai -kasvi, joka on rakenteellisesti ja toiminnallisesti sopeutunut johonkin kuvitteelliseen ekologiseen lokeroon. Eliömalleista voidaan tehdä näyttely, johon tulee myös ekologisen lokeron kuvaus.
Tarvikkeet: kaikenlaista askarteluun sopivaa materiaalia, mitä on sillä hetkellä saatavilla.
Harjoituksen yhteydessä voidaan puhua myös evoluution ilmiöstä. Koska kyseessä on hyvin hidas prosessi, lajien muuttumista luonnossa on vaikea hahmottaa. Ravinnon saatavuus ja elinympäristön muutokset voivat saada kuitenkin aikaan myös nopeita muutoksia. Omaa mielikuvituseläintä voi lähteä luomaan myös sitä kautta, että miettii miten ympäristö tulee tulevaisuudessa muuttumaan ja millaiset eläimet siinä sopeutuvat.
Tee näin:
  • Mieti yksin, parisi kanssa tai ryhmässä millaisessa elinympäristössä olisi tilaa uudelle lajille.
  • Millainen eliö voisi olla rakenteeltaan, jotta se olisi hyvin sopeutunut?
  • Ideoi eliö ja valmista siitä malli esillä olevista tarvikkeista.
  • Keksi eliölle nimi, joka esim. kuvaisi sen ominaisuuksia.
  • Lopuksi eliö esitellään muille.
Esimerkkejä tekijöistä, joita voi ottaa huomioon eliötä ideoidessa:
–          ravinnonlähde
–          ulkonäkö
–          levinneisyys
–          elintavat (aistit, ääntely, suhde lajitovereihin, suojautuminen vihollisilta, suhde muihin elinympäristöihin ja tuleen, selviytyminen huonon kauden yli jne.)
–          lisääntyminen (sukukypsyys aika, lisääntymisaika ja -käyttäytyminen, poikasten lukumäärä jne.)

Ravintoketju 1

|
Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          kartonkia kylteiksi
–          tusseja
–          luokan taulu
Tee näin:
  • Jokainen oppilas saa miettiä mielessään mikä eliö (kasvi, sieni tai eläin) halua olla.
  • Tämän jälkeen kaikki jaetaan 7 ryhmään: tuottajiin (vihreät kasvit), kasvinsyöjiin, 1. asteen petoihin, 2. asteen petoihin, 3. asteen petoihin, jätteensyöjiin ja hajottajiin.
  • Lasketaan oppilaiden määrä kussakin ryhmässä ja kirjataan määrät taululle. Kasveja ja hajottajia pitäisi olla eniten ja 3. asteen petoja vähiten, muita suhteessa (1/10 edellisen tason määrästä) siltä väliltä. Oikeissa suhteissa ryhmät muodostaisivat pyramidin. Onko luokan ryhmistä mahdollista muodostaa pyramidi? Pohditaan syitä, miksi ei (esim. liian vähän osallistujia, roolin sai valita oman mieltymyksen mukaan tms.). Mitä täytyisi tapahtua tai tapahtuu, jotta pyramidista tulee oikeanlainen?
Tuloksia:
Luonnossa ja luonnollisissa olosuhteissa eri ryhmiä on oikeassa suhteessa resursseista riippuen. Luokassa ryhmien muodostuminen ei noudattanut kuitenkaan luonnonlakeja.
Tehtävän taustaa:

Tehtävässä on tarkoitus oivaltaa, että kaikki maapallon ruoka on peräisin kasveista ja aine kiertää eliöltä toiselle.

Flow learning -pelejä

|

Flow learning – 4 avainsanaa: Leiki, käytä aisteja, kohtaa luonto, jaa elämyksiä

Flow learning luontoretki:
Vaihe 1: Innostuksen herättäminen (liikunnalliset luontoleikit)
Vaihe 2: Tietoisuuden suuntaaminen (aistiharjoitukset)
Vaihe 3: Suora kokeminen (omakohtaiset havainnot)
Vaihe 4: Inspiraation jakaminen (pienessä ryhmässä kokemusten jakaminen)
Harjoituksia vaiheeseen 1
  • Rakennamme puun
Ohjaaja selostaa puun eri osia ja niiden toimintaa ja kutsuu ryhmän jäseniä muodostamaan pala palalta puuta. Ensin valitaan yksi esittämään puun ydintä, joka on kovaa ja vanhaa, mutta kuollutta puuta. Seuraava henkilö esittää puun pääjuurta, joka ankkuroi puun maahan ja nostaa vettä maasta. Sitten seuraa joukko maassa makaavia sivujuuria, jotka juurikarvoillaan imevät maasta vettä ja ravinteita. Rakentamista jatketaan ja lopulta seuraa puun kuori, joka suojaa tulipaloilta ja hyönteisiltä. Leikissä jokaisella puun osalla on oma tehtävä. Esim. sivujuuret ”ryystävät” äänekkäästi jne. Leikin lopussa tuhohyönteinen (ohjaaja) yrittää päästä nakertamaan puuta kuoren läpi.
  • Lepakko ja yökköset
Miltä tuntuu pyydystää ravintoa pimeässä? Leikkiin osallistujista yksi on lepakko,4-5 muuta esittävät yökkösiä ja loput muodostavat turvallisuutta antavan piirin leikkiöiden ympärille. Lepakko yrittää silmät sidottuna pyydystää yökkösiä. Lepakko huutaa ”lepakko” ja yökköset ”yö”. Ääniä seuraamalla lepakko yrittää ottaa yökköset kiinni. Kiinni saatu ykkönen poistuu piirin ulkopuolelle.
  • Pöllöt ja varikset
Osallistujat jaetaan kahteen ryhmään, joista toiset ovat pöllöjä ja toiset varikset. Kummallekin merkitään ”kotipesä” n. 20 m päähän pelikentän keskustasta. Joukkueet asettuvat n. 5 m päähän toisistaan. Ohjaaja esittää epätosia ja tosia väittämiä luonnosta. Kun väittämä on tosi, pöllöt jahtaavat variksia ja kun epätosi, varikset jahtaavat pöllöjä. Jos pöllö tai varis on saatu kiinni, ennen kuin hän on ehtinyt kotipesälle, hänet liitetään kiinniottajan joukkueeseen. Väittämät voivat ilmiselviä, vaikeita taikka ympäristön perusteella aistittavissa.
  • Eläinten osat
Aluksi 4-5 henkilönryhmät saavat valita jonkin alueelle tyypillisen eläimen. Vasta sitten ryhmälle kerrotaan, että jokaiselta ryhmältä odotetaan esitystä, joka ilmentää eläimen tyypillistä käytöstä ja ruumiinosia. Kukin ryhmä esiintyy vuorollaan. Yleisö yrittää arvata, mitä eläintä kukin ryhmä esitti.
Harjoituksia vaiheeseen 2
  • Korvat höröllä
Ryhmä seisoo ringissä tai istuu maassa. Kukin sulkee silmänsä ja avaa korvaansa, sekä nostaa kätensä nyrkissä eteen. Kaikki hiljentyvät kuuntelemaan luonnon ja ihmisten ääniä. Aina kuullessaan yhden äänen voi nostaa yhden sormen pystyyn. Kuuntelulla hiljennyttään keskittymään edessä oleviin muihin tehtäviin sekä avataan aistit tarkkailemaan ympäröivää luontoa.
  • Äänikartta
Ryhmälle näytetään kartonkipalasta, johon on piirretty X-merkki. Osallistujille selitetään, että kartonki on äänikarttapohja ja että X tarkoittaa kuuntelijan sijaintia kartalla. Kullekin jaetaan kartonkipala ja kynä ja annetaan ohjeeksi mennä sopivaan paikkaan istumaan. Kartongille on tarkoitus piirtää jokin symboli kuvaamaan jokaista ääntä, jonka retkeläinen kuulee istuessaan. Merkit voivat olla viitteellisiä, kuten aaltoviiva kuvamassa tuulta tai nuottimerkit linnun laulua. Ideana on, että aika käytetään kuuntelemiseen, ei piirtämiseen. Tehtävää varten annetaan aikaa 5-10 min. Retken aikana voidaan tehdä useampi äänikartta, jos ympäristö on vaihtelevaa.
  • Luonnoton polku
Tehtävän tarkoituksena on käsitellä suojavärejä ja opettaa katsomaan tarkkaan yksityiskohtiakin. Ohjaaja virittää maastoon jonkun valmiin polun varteen n.30 m pitkän köyden, jonka toiselle puolelle hän sijoittaa n. metrin levyiselle vyöhykkeelle 15–20 luonnotonta esinettä. Niistä osa on selvästi huomattavissa, osa ovelasti kätketty oksien ja heinänlomaan, puun rungolle, kaarnan koloihin jne. Osallistujat lähetetään matkaan etsimään (mutta ei poimimaan) köyden varrelle piilotetut esineet. Reitin päässä ohjaaja kysyy jokaiselta, kuinka monta esinettä oppilas oli huomannut. Jos kaikkia esineitä ei ole huomattu, ohjaaja voi sanoa esineiden lukumäärän ja lähettää osallistujat uudelle kierrokselle. Lopuksi reitti käydään vielä yhdessä läpi ja kerätään esineet samalla pois.
Harjoituksia vaiheeseen 3
  • Tuhatjalkakävely
Tuhatjalkakävlyn avulla voidaan tutustua uuteen ja outoon ympäristöön. Osallistuja asettuvat 5-6 henkilön jonoissa toistensa taakse silmät kiinni ja edellä olevan hartioista kiinni pitäen. Ohjaaja on tuhatjalkaisen silmät ja asettuu yhden jonon ensimmäiseksi. Kävelyn aikana maastoa tarkkaillaan kuunnelleen, haistelleen ja tunnustelleen. Tuhatjalkainen aloittaa hitaan kulkunsa maastossa. Ohjaajan johdattelemana se kömpii kivien yli, kiertää puita, konttaa heinäkasoissa, kumartuu pensaiden ali jne.
  • Kamera
Toinen parista on kamera ja toinen kuvaaja, joka nappaa kuvia ”kameran” (parinsa) ”filmille” eli aivoihin. Kuvajaa kuljettaa hellävaraisin ottein arvokasta kameraa, joka pitää silmät kiinni. Kun kuvaaja on valinnut kuvauskohteen, hän asettelee parinsa sopivalle etäisyydelle ja taputtaa häntä kerran olkapäähän. Silloin kamera (pari) avaa silmät 5-6 sekunniksi ja kun kuvaaja taputtaa olkapäälle kahdesti, silmät suljetaan taas. Kuvaaja ottaa kolme kuva, jotka kamerana toimiva henkilö muistaa viikkojenkin päästä. Tärkeätä on, että keskitytään tehtävään, eikä jutella niitä näitä ja kamerana toimiva todella myös pitää silmät kiinni ja avaa ne vasta, kun pari on taputtanut olkapäälle. Parit vaihtavat roolia, jolloin molemmat saavat toimia kamerana ja kuvaajana.
  • Puuhun tutustuminen
Osallistujat jaetaan pareihin, josta toisen silmät sidotaan tai ne pidetään kiinni. Näkevä kuljettaa turvallisesti parinsa puun tai pensaan luo. Matka kuljetaan hieman mutkitelleen, niin ettei reittiä pysty heti tunnistamaan. Kaikkien parien täytyy toimia hiljaa, ettei äänet paljastaa myöskään reittiä. Kun sopiva puu tai pensas on löytynyt sokkona oleva tutustuu siihen paitsi näköaistia käyttäen niin, että hän voi tunnistaa kohteen uudelleen. Tutustumisen jälkeen pari kuljetetaan mutkittelevaa reittiä pois paikalta. Sitten silmät avataan ja yritetään löytää kohde uudelleen. Kun oma puu tai pensas on löytynyt, osat vaihdetaan.
Harjoituksia vaiheeseen 4
  • Luonnon inspiroimia mietelauseita
Osallistujat valitsevat joko paperilapuille valmiiksi kirjoitettujen mietelauseiden joukosta yhden taikka kirjoittavat lapulle oman mietelauseen luonnosta. Sen jälkeen reflektoidaan itsekseen, mitä lause itselleen merkitsee. Palataan piiriin 10-15 min kuluttua ja jaetaan ajatuksia muiden osallistujien kanssa.

Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1 .Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.

Ravintoketju 3 – Myyräpeli

|
Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          iso kartonki tai ulos kannettava taulu ja tusseja, johon merkitään kannan vaihtelut
Tee näin:
  • Oppilaat jaetaan kahteen ryhmään: resurssit (asunto ja ruoka) ja myyrät.
  • Ryhmät asettuvat riviin 5-10 m päähän toisistaan kasvokkain.
  • Myyrät päättävät mielessään, kumpaa he seuraavalla kierroksella tarvitsevat asuntoa vai ruokaa. Resurssit päättävät mielessään, kumpaa he ovat asuntoa vai ruokaa.
  • Kun opettaja antaa lähtömerkinnän, ruokaresurssit alkavat pyörittää kättä vatsan kohdalla ja asuntoresurssit nostavat kädet katoksi pään päälle.
  • Kukin myyrä yrittää juoksemalla saada kiinni asunnon tai ruuan oman tarpeen mukaan. Ensimmäisenä tarvitsemansa resurssilaatua koskettanut saa pitää sen ja säilyy hengissä ja saa jatkaa peliä myyränä. Ne myyrät jotka jäivät paitsi tarvitsemastaan resurssista, kuolevat ja niistä tulee seuraavan pelikierroksen resurssi.
  • Seuraavan kierroksen aikana myyrät palaavat omaan riviin ja resurssit jäävät omaan riviin edellisen kierroksen toteutuneen lukujen mukaan.
Tuloksia:
Hyvinä myyrävuosina, kun myyriä on paljon, resursseista on kilpailua. Myyriä kuolee resurssien puutteeseen ja seuraa huono myyrävuosi ja kilpailu hellittää. Resursseja on saatavilla hyvin ja siitä seuraa ennen pitkään uusi hyvä myyrävuosi.
Tehtävän taustaa:
Leikissä havainnoidaan myyrien riippuvuutta ravinnon ja sopivan pesimäympäristön saatavuudesta. Huomataan, että myyräpopulaation koko vaihtelee ravintotilanteen mukaan. pelin jälkeen voidaan keskustella, mitä muita resursseja myyrät tarvitsevat, jotta ne selviytyvät hengissä ja pystyvät saamaan jälkeläisiä. Mitä hyötyä on siitä, että populaatiota pystyttään kasvattamaan nopeasti, kun olosuhteet ovat hyvät? Millä keinoilla populaatio voitaisiin pitää vakaana, ettei syntyisi suuria heittoja hyvien ja huonojen vuosien välillä?
Myyrien populaatiotiheys ja elinympäristön tarjoamat resurssit ovat keskenään vuorovaikutuksessa. Myyräkanta vaikuttaa myös itse resurssien saatavuuteen. Tavallisesti populaatiotiheys hakeutuu kohti ympäristön kantokyvyksi nimitettyä tilaa eli suurinta populaatiotiheyttä, jonka kyseinen ympäristö pystyy elättämään.
Suuret kannanvaihtelut ovat tavallisia lajeilla, joilla on useita sukupolvia vuodessa. Näillä lajeilla myös ympäristön kantokyky vaihtelee vuodenaikojen mukaan. Kesällä ravintoa on riittävästi ja talvella resurssien vähentyessä kuolleisuus ja lähtömuutto lisääntyvät.

Ravintoketju 2

|
Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          narukerä (tai useampi, jos halutaan kuvata erilaisia ravintoketjuja)
–          tusseja ja paperia nimilappuja varten
Tee näin:
  • Nimilaput eri troofisille tasoille ja esimerkkilajeille voi tehdä valmis etukäteen, jolloin jokainen oppilas arpoo itselleen roolin tai nimilappuja tehdään sitä mukaan, kuin oppilas keksii itselleen roolin.
  • Naru edustaa leikissä aineita (vesi, happi ravinteet jne.)
  • Joku ryhmästä on kasvi esim. mänty ja ottaa narun pään käteen.
  • Seuraava on mäntyä syvä kasvinsyöjä esim. mäntypistiäisen toukka ja hän ottaa kiinni narusta (narun pää jää edelleen kasville).
  • Seuraavaksi narusta ottaa kiinni 1. asteen peto, esim. mäntypistiäisen toukkia syövä lintu (tikka).
  • Seuraavaksi vuorossa on 2. asteen peto jne.
  • Viimeisenä narusta ottaa kiinni hajottaja.
  • Toisella narulla voidaan aloittaa seuraava ravintoketju. Edellisen ravintoketjun osat voivat osallistua samalla myös toiseen ravintoketjuun. Esim. männystä voi alkaa monta ravintoketjua ja toukkia voivat syödä erilaiset linnut.
  • Lopuksi ohjaaja kertoo, että mäntyä on kohdannut onnettomuus ja nykäisee narusta. Nyt kasvinsyöjä tuntee nykäisyn ja hän nykäise omalla vuorollaan edelleen jne.
Tuloksia:Huomataan, että kasvin tuhoutuessa, moni siitä riippuvainen eliö tuntee vaikutuksen. Mikäli eliö ei pysty löytämään uutta ravinnonkohdetta sekin kuolee kasvin tapaan.
Tehtävän taustaa:

Tässä leikissä havaitaan aineiden kierto ekosysteemin ravintoketjuissa. Myös ihminen voisi olla osa ravintoketjua, jolloin huomataan että hänkin on osaa luontoa.

Kasvit: Siementen tutkiminen

|
Tutkimuksen tarkoituksena on tarkastella erilaisten kasvien siemeniä, joita löytyy esimerkiksi pihalta, niityltä tai pellolta. Siemenien löytyminen riippuu paikasta ja vuodenajasta. Esimerkiksi loppukesällä ja syksyllä siemeniä voi löytyä runsaasti.
Mitä tarvitaan:
–      vanha villasukka, mahdollisimman suuri eikä liian sileäpintainen (tai teippiä)
–      muovipussi (tai paperipussi)
–      suurentava laite (esim. suurennuslasi, luuppi tai mikroskooppi)
–      paperia
–      kynä (tai värikyniä)
–      (pinsetit)
Miten tehdään:
  1. Mene ulos valittuun paikkaan ja laita villasukka kengän päälle. Vaihtoehtoisesti voit kietoa kengän ympärille teippiä liimapuoli ulospäin.
  2. Kävele hetken aikaa valitulla paikalla ja ota sitten sukka/teippi varovasti pois ja laita se pussiin. Jos siemeniä tarttuu huonosti, kannattaa kävellä pieniä matkoja kerrallaan ja karistaa aina kävelyjen jälkeen sukkaan tarttuneet siemenet pussiin.
  3. Palaa sisälle ja laita sukka/teippi valkoisen paperin päälle. Irrota tarttuneet ja pussiin pudonneet siemenet paperin päälle. Tarvittaessa käytä pinsettejä.
  4. Tarkastele siemeniä jollain suurentavalla laitteella. Millaisia siemeniä sukkaan/teippiin tarttui? Miksi ne tarttuivat?
  5. Mistä kasveista ne ovat peräisin ja miten kyseiset kasvit levittävät siemeniä?
  6. Lopuksi voit valita muutaman siemenen ja piirtää ne suurennettuina paperille.
 Mikä on tehtävän idea:
Tehtävän tarkoituksena on havainnollistaa kuinka paljon kasvien siemeniä voi olla pienelläkin alueella. Lisäksi opitaan tunnistamaan eri kasvien siemeniä sekä tarkastelemaan niiden rakennetta. Siemenen rakenne paljastaa usein sen leviämiskeinon. Esimerkiksi takiaisen siemeniä suojaa suuri kotelo, joka on täynnä pieniä joka eläinten turkkiin tarttuvia väkäsiä. Tarttumalla eläinten turkkiin, siemenet leviävät kauas.
Esimerkiksi männyn, kuusen ja koivun siemenet ovat pieniä ja siivekkäitä, josta voidaan päätellä, että ne leviävät tuulen avulla. Vaahteran siemenet ovat suurempia, mutta niilläkin on iso siipi, joka viittaa leviämiseen tuulen avulla. Pihlajan siemenet ovat pieniä, mutta ne ovat piilossa mehukkaiden marjojen sisällä. Marjat ovat useiden eläinten herkkuruokaa ja syömällä ja ulostamalla niitä, eläimet levittävät myös siemeniä.