Schulexperimente zum Thema Regenwurm


Hausarbeit, 2008
35 Seiten, Note: 2,0

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis:

Vorwort

Abbildungsverzeichnis

1.Systematische Einordnung
1.1 Wie der Regenwurm zu seinem Namen kam
Stellung der Regenwürmer im Tierreich
Beispiele einheimischer Regenwürmer
Stammesgeschichtliche Entwicklung der Regenwürmer
Geografische Verbreitung
Bezug zum Bildungsplan

2. Körperbau
2.1 Segmentierung
2.2 Hautmuskelschlauch
2.3 Verdauungsorgane
2.4 Coelom
2.5 Nervensystem
2.6 Blutgefäßsystem

3. Lebensweise – Physiologische Anpassung
3.1 Ernährung
3.2 Fortbewegung
3.3 Fortpflanzung
3.4 Atmung
3.5 Sinnesorgane
3.6 Jahreszyklus – Überleben im Winter
3.7 Bedeutung für die Bodenverbesserung – Vielfältiger Nutzen für den Menschen

4. Feinde und Parasiten

5. Regenerationsvermögen und Selbstverstümmelung

6. Gefährdung und Schutz

7. Beschaffung und Haltung

8. Versuche mit Regenwürmern
8.1 Kurzzeitversuche
8.2 Langzeitversuche
8.3 Nachgehende Reflexion der Gruppenarbeit

9. Literaturverzeichnis

10. Anhang

Vorwort:

Die folgenden Kapitel sollen einen Einblick in das weniger bekannte Leben des Regenwurms und in seinen zunehmend gefährdeten Lebensraum mit Schulbezug geben.

Der Regenwurm zählt zu den geeigneten Untersuchungsobjekten im Unterricht. Hierbei kann der Bauplan der Anneliden, die gleichmäßige Gliederung des Körpers oder die Leistung des Regenwurms, wie zum Beispiel das Recycling, im Vordergrund stehen.

Seine Rolle als Labortier ist auch im Zeitalter der Molekularbiologie nicht zu unterschätzen.

Um die nachfolgenden Versuche, die in der Schule Anwendung finden, besser verstehen und praktisch umsetzen zu können, wird der Teil, der sich mit morphologisch- anatomischen und physiologischen Grundlagen des Regenwurms beschäftigt, vorangestellt präsentiert.

Im zweiten Teil geht es um den Regenwurm innerhalb der Schule. Hier werden verschiedene Langzeit- und Kurzzeitversuche aufgeführt, die in der Schule eingesetzt werden können.

Abbildungsverzeichnis:

Abbildung 1: Regenwurm

Abbildung 1.2: Systematische Untergliederung

Abbildung 2: Darmkanal beim Regenwurm im Längsschnitt

Abbildung 2.5: Nervensystem des Wurms

Abbildung 2.6: Herz- Kreislaufsystems des Wurms

Abbildung 3.1: Wie viele Regenwürmer sind im Garten

Abbildung 3.2: Vordingen des Regenwurms in den Boden

Abbildung 3.3: Wie vermehren sich Regenwürmer

Abbildung 3.3: Brutfürsorge

Abbildung 3.6: Der Regenwurm im Winter

Abbildung 4: Oberirdische Feinde

Abbildung 5: Regenerat

Abbildung 7.1: Schaukasten

Abbildung 7.2: Wurmkiste

1. Systematische Einordnung:

„ Am Fuß von einem Aussichtsturm

saß ganz erstarrt ein langer Wurm.

Doch plötzlich kommt die Sonn herfür,

erwärmt den Turm und auch das Tier.

Da fängt der Wurm sich an zu regen,

und Regenwurm heißt er deswegen.“

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten.

Abb.1:Regenwurm (Quelle & Meyer 1978) Heinz Erhardt (vgl. Peters/Walldorf 1986, S. 9)

1.1 Wie der Regenwurm zu seinem Namen kam:

Der Name Regenwurm entstand vermutlich im 17. Jahrhundert aus der im Volksmund verwendeten Bezeichnung „reger Wurm“. Diese Theorie bezieht sich auf die Fortbewegungsaktivität des Regenwurms.

Mit der Zeit dürfte aus dieser Bezeichnung das Wort Regenwurm entstanden sein, da Regenwürmer dazu geneigt sind, bei Regen ihre Wurmröhren im Boden zu verlassen, um vor dem Erstickungstod zu flüchten.

Aufgrund der Tatsache, dass Regenwürmer über die Haut atmen und dabei den gelösten Sauerstoff aus dem Feuchtigkeitsfilm an ihrer Körperoberfläche aufnehmen, erscheint diese Theorie wenig einleuchtend. Zudem sind Regenwürmer in der Lage, längere Zeit ohne Sauerstoff und sogar wochenlang im Wasser zu überleben.

Eine weitere Erklärung ist, dass bei Regen die Regenwürmer das Prasseln der Regentropfen über ihre Borsten als kleine Erschütterungen wahrnehmen können und daraufhin an die Erdoberfläche kriechen. Vermutlich genießen sie ein feuchtes Klima bei ihren Ausflügen.

Diese Ausführung erscheint am wahrscheinlichsten, da ihre Lebensweise und die Tatsache, dass ihre Borstenanlagen auf Reize empfindlich reagieren, berücksichtigt werden.

Dagegen wird er in England als earthworm und in Frankreich als ver de terre bezeichnet, da dort der Aufenthaltsort der Tiere, der Boden, ausschlaggebend für die Bezeichnung ist (vgl. Peters/Walldorf 1986, S. 9).

Insgesamt erscheinen alle Theorien bei der Namensgebung mitgewirkt zu haben. Sie verdeutlichen seine Lebensweise und sein Bestreben nach Feuchtigkeit, Dunkelheit und einem gemäßigten Klima.

1.2 Stellung der Regenwürmer im Tierreich:

Die in Deutschland vorkommenden Regenwürmer und der darunter hauptsächlich bekannte und häufigste Vertreter der Tauwurm (Lumbricus terrestris), gehören alle der Familie der „echten Regenwürmer“ (Lumbriciden) an und gelten als typische Vertreter der Ringelwürmer oder Anneliden. Anneliden werden in die drei Ordnungen der Wenigborster (Oligochaeten ca. 3.500 Arten), Vielborster (Polychaeten ca. 13.000 Arten) und Egel (Hirudinae ca. 300 Arten) unterteilt (vgl. http://de.encarta.msn.com/encyclopedia_761560164/Ringelw%C3%BCrmer.html, 12.01.2008).

Als eindeutiges Merkmal der Ringelwürmer gilt die segmentale Gliederung. Wegen des Vorhandenseins eines Gürtels (Clitellum) am oberen Teil des Wurms, welcher zu Beginn der Geschlechtsreife auftritt, ist der Regenwurm der Klasse der Gürtelwürmer (Clitellaten) zuzuordnen. Die Zugehörigkeit zur umfangreichen Ordnung der Wenigborster (Oligochaeten) leitet sich von den kurzen Borsten ab, die meist in vier Paaren pro Segment vorkommen. Wenigborster sind hauptsächlich Land und Süßwasserbewohner und stets zweigeschlechtliche Zwitter. Vielborster (Polychaeten) besitzen eine weit höhere Anzahl an Borsten, sind getrenntgeschlechtlich und kommen hauptsächlich im Meer vor. Blutegel (Hirudineen) besitzen wiederum keine Borsten und deren Leibeshöhle, welche bei den Oligochaeten sehr ausgeprägt ist, ist durch Verwucherungen bis auf geringe Reste verdrängt worden (vgl. Füller 1954).

Es gibt ca. 17000 Arten (Anneliden) (vgl. http://www.wissenschaft-online.de/abo/lexikon/neuro/662, 12.01.2008) wobei die größte Art bis zu drei Meter groß werden kann (Regenwurmart in Australien; Eunice gigantea) und die kleinste Art, die im Grundwasser lebt, nur ca. einen halben Millimeter misst.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten.

Abb.1.2: Systematische Untergliederung (http://hypersoil.uni-muenster.de/1/02/04.htm, 12.01.2008)

1.3 Beispiele einheimischer Regenwürmer:

In Deutschland sind bisher 39 Arten bekannt, die alle zur Familie der Regenwürmer (Lumbricidae gehören. Sie werden den folgenden sechs Gattungen zugeordnet;

Lumbricus (8 Arten), Allolobophora (14 Arten), Eisenia (4 Arten), Eiseniellea (1 Art), Dendrobaena (9 Arten), Octolasium (3 Arten).

Viele der deutschen Namen umschreiben hauptsächlich Lebens-/ bzw. Ernährungsweise, wie beispielsweise: Großer Ackerwurm (Octolasium lacteum), Roter Laubfresser (Lumbricus rubellus), oder Kompostwurm (Eisenia foetida) (vgl. Füller 1954; http://hypersoil.uni-muenster.de/1/02/07.htm, 12.01.2008).

Zur Unterscheidung der Arten untereinander ist die Färbung oft keine verlässliche Hilfe, da sie oft auch innerhalb einer Art schwankt, wie auch die Anzahl der Segmente nur bedingt hilfreich ist, da auch sie innerhalb einer Art schwanken kann, oder wegen etwaiger Verletzungen nicht genau zu bestimmen ist. Die Färbung ist jedoch mannigfaltig und reicht von „sienabraun“ über „irisierend rauchgrau“ und „pigmentlos gelblich“ oder „blutrot fleischfarben“ zu „olivgrün braunviolett“ (vgl. Füller 1954). So scheint nach bestimmten äußeren Merkmalen nur die Lage des Clitellums, bzw. der jeweiligen Geschlechtsorgane eine eindeutige Bestimmung zuzulassen.

Zu Beobachtungen in Deutschland kann man noch sagen, dass ein Großteil der einheimischen Arten nur im Süden vorkommen, wobei Füller und andere betonen (vgl. Füller 1954), dass viele der Einheimischen Arten eingeschleppt seien, wie Dendrobaena austrica oder Eisenia japonica. Im Norden Deutschlands kommen „nur“ die weltweit verbreiteten, vom Menschen verschleppte Arten vor, wobei die im Süden ansässigen endemischen Arten fehlen. Dies hängt mit der geologischen Geschichte Nord- und Mitteleuropas zusammen. Die Regenwürmer des Nordens haben die Vergletscherung der letzten Eiszeit nicht überlebt und da Regenwürmer sehr auf ihr lokales Umfeld begrenzt sind, findet man auch heute noch endemische Arten unterhalb der damaligen Gletschergrenze (vgl. Füller 1954; http://hypersoil.uni-muenster.de/1/02/07.htm 12.01.2008).

1.4 Stammesgeschichtliche Entwicklung der Regenwürmer:

Über die stammesgeschichtliche Entwicklung der Regenwürmer ist viel spekuliert worden und es ist schwer genauere Aussagen zu treffen, da kaum fossile Lebensspuren der weichen Tiere vorhanden sind.

„Der deutsche Forscher Dietrich Wilke versuchte um 1950 diese Frage mit ökologischen Gesichtspunkten zu vernetzen. Er arbeitete unter der Annahme, dass die Regenwürmer ähnliche Lebensräume bewohnten wie heute und die Bodenbildung bereits damals mitprägten. Da der Mull – Humus im Darm der Regenwürmer entsteht, kann indirekt aufgrund der erhalten gebliebenen Bodenbildungen auf das damalige Vorhandensein von Regenwürmern geschlossen werden. Die ersten Mullböden entstanden mit dem Auftreten der Blütenpflanzen vor mehr als 100 Millionen Jahren und geben einen gesicherten Hinweis auf das Vorkommen der Regenwürmer. Die Entstehung der Regenwurmfamilien und Gattungen dürfte nach vorsichtigen Schätzungen vor ca. 200 Millionen Jahren begonnen haben.“ (vgl. Vetter 2003, vgl. http://hypersoil.uni-muenster.de/1/02/06.htm, 12.01.2008)

1.5 Geografische Verbreitung:

Mit Ausnahme der Polar- und Wüstengebiete besiedeln Regenwürmer fast alle Böden der Erde. Im Bereich der vertikalen Verbreitung im Gebirge sind Regenwürmer in den Alpen bis in 3000m Höhe nachgewiesen.

In Deutschland leben derzeit ca. 40 Regenwurmarten, davon sind aber einige nicht heimischen Ursprungs.

In Mitteleuropa und die hier einheimische Familie Lumbricidae, wird die Eiszeit als Ursache für die geringe Artenvielfalt angenommen. Nach der Eiszeit wurden mehr Regenwurmarten in den südwestlichen Gebieten festgestellt.

Zur Verbreitung der Regenwurmarten haben die Kontinentverschiebung, aber auch weit wandernde Arten dazu beigetragen. Auch der Mensch hat durch die Besiedlung Nordamerikas und der Südkontinente, durch die Europäer, die Arten in viele gemäßigte Klimagebiete verschleppt.

Heute werden zahlreiche Regenwurmarten in bestimmte Länder gezielt eingeführt, um von ihren positiven Eigenschaften, wie der Verbesserung der Bodenqualität, profitieren zu können (vgl. Graff 1984, S. 95-96).

1.6 Bezug zum Bildungsplan:

In den Leitgedanken für den Fächerverbund „Naturwissenschaftliches Arbeiten“ für die Realschulen sind Schulexperimente für den Erwerb von Kenntnissen und Fähigkeiten vorgesehen.

„Der Fächerverbund wurde bewusst „Naturwissenschaftliches Arbeiten“ (NWA) genannt um zu verdeutlichen, dass Kenntnisse und Fähigkeiten durch eigenes Experimentieren, Recherchieren und Reflektieren erworben werden. Naturwissenschaftliches Arbeiten lässt die Schülerinnen und Schüler die Natur erfahren und begreifen. Diese direkten Begegnungen mit der Natur haben im Medienzeitalter einen besonderen Stellenwert.“

In den Bereichen „Kompetenzerwerb durch Denk- und Arbeitsweisen“ und „Kompetenzerwerb durch das Erschließen von Phänomenen, Begriffen und Strukturen“ werden die geforderten Kompetenzen und Inhalte detaillierter aufgeführt, die im Rahmen des Regenwurms umgesetzt werden können.

„Die Schülerinnen und Schüler können:

- Versuche planen und durchführen;
- Ergebnisse dokumentieren, reflektieren, diskutieren und bewerten;
- in der Teamarbeit Kooperations- und Kommunikationsformen für zielgerechtes Arbeiten erwerben;
- Experimente, Erkenntnisse und Fakten in angemessener Fachsprache präsentieren und auf Rückfragen antworten;
- naturwissenschaftliche Erkenntnisse in Alltagssituationen nutzen und anwenden;“

2. Kompetenzerwerb durch das Erschließen von Phänomenen, Begriffen und Strukturen:

„Die Schülerinnen und Schüler können:

- experimentieren;
- ausgewählte Tierarten beobachten und beschreiben, ihre Angepasstheit an das Leben und Land, in der Luft oder im Wasser in Körperbau, Funktion und artspezifischen Verhalten erfassen und erklären (vgl. Ministerium für Kultus, Jugend und Sport 2004, S. 95- 102)“

2. Körperbau:

Um sich den Regenwurm bildhaft vorstellen zu können, stelle man sich einen kleineren Schlauch (der Darmkanal) vor, der sich in einem größeren Schlauch (der Hautmuskelschlauch) befindet, der jeweils vorne und hinten mit einer Öffnung versehen ist.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb.2: Darmkanal beim Regenwurm im Längsschnitt

(Abb. verändert nach Füller 1954, S.8; hypersoil.uni-muenster.de/1/02/img/28-1.gif, 12.01.2008)

2.1 Segmentierung:

Kennzeichnend für den Regenwurm ist die Segmentierung seines Körpers. Die äußere sichtbare Segmentierung des Regenwurms, verdeutlicht durch die Intersegmentalfurchen, setzt sich in seinem Inneren fort. So befinden sich zwischen den Segmenten, an den Intersegmentalfurchen, dünne Scheidewände (Dissepimente). Somit kann man sich den Körper des Wurms als eine Vielzahl nebeneinander gelegter Hohlräume vorstellen (die mit Flüssigkeit gefüllt sind).

Die Mehrzahl der Segmente zeigt einen gleichartigen Bau, man kann jedoch drei verschiedene Sorten von Organen unterscheiden:

1. Solche, die einheitlich den ganzen Körper durchziehen, wie Darmkanal, Blutgefäßsystem und das zentrale Nervensystem. Diese Organe können allerdings in segmentale Abschnitte untergliedert sein.
2. Solche, die in jedem Segment vorkommen; Exkretionsorgane und Borstenorgane
3. Solche, die nur in bestimmten Regionen des Körpers auftreten; vor allem die Geschlechtsorgane

(verändert nach Füller 1954);

2.2 Hautmuskelschlauch:

Der äußere „Schlauch“ des Regenwurms ist der Hautmuskelschlauch, der mit seiner Längs – und Quermuskulatur der Fortbewegung dient. Er ist jedoch auch von zahlreichen Drüsen durchzogen, welche den bekannten „glitschigen“ Schleim ausscheiden. Außerdem atmet der Wurm über die Haut, weshalb Feuchtigkeit für ihn besonders wichtig ist. Es ist noch anzumerken, dass der Epidermis des Wurms „ein zartes, aber sehr widerstandsfähiges Häutchen (Cuticula) aufsitzt. […] diese ist nicht einmal durch Säuren oder Alkalien angreifbar und […] ist nicht mit dem Chitin des Insektenskelets zu identifizieren.“ (vgl. Füller 1954, S.9)

2.3 Verdauungsorgane:

Der Darmkanal durchzieht als „innerer Schlauch“ den gesamten Regenwurmkörper und kann in verschiedene Abschnitte gegliedert werden. (vgl. Abb.2: Darmkanal beim Regenwurm im Längsschnitt) Der Verdauungsapparat des Wurmes ist notwendigerweise gut an das Leben im Boden angepasst. Erde und Nahrung, die über die Mundöffnung am Kopflappen aufgenommen wird, gelangt in den Schlund (=Pharynx), der durch anfeuchten der Nahrung für eine bessere Darmpassage sorgt. Im englumigen Abschnitt der Speiseröhre befinden sich Kalkdrüsen, deren Bedeutung wichtig bei der Neutralisierung des oft sauren, Huminstoffhaltigen Bodens ist (vgl. Füller 1954). Die abgegebenen Calciumverbindungen binden überschüssige Kohlensäure und verhindern dadurch eine Übersäuerung des Blutes (vgl. http://hypersoil.uni-muenster.de/1/02/29.htm, 12.01.08). Endgültig ist jedoch deren weiterer Nutzen nicht geklärt. Im weitlumigen Kropf oder Drüsenmagen wird die angefeuchtete Erdmasse gesammelt. Der anschließende Muskelmagen zeichnet sich durch seine starke Muskulatur aus, die benötigt wird um die Nahrungsmasse in den Mittel- und Enddarm zu pressen. Die eigentliche Verdauung findet im Mitteldarm statt, wo die durch Mikroorganismen vorzersetzte Nahrung weiter abgebaut und resorbiert wird. Der Darm des Wurms ist U – förmig gefaltet um die Oberfläche zu vergrößern (= Typhlosolis) und es lassen sich außerdem noch die Chloragoggzellen benennen, welche, am Darm anliegend, Leberfunktionen erfüllen (vgl. Füller 1954; http://hypersoil.uni-muenster.de/1/02/28.htm, 12.01.08).

2.4 Coelom:

Der Raum zwischen den beiden Schläuchen – Darm und Hautmuskelschlauch – wird als Leibeshöhle oder Coelom bezeichnet, der „Innenraum“ des Regenwurmkörpers. Durch Scheidewände (Dissepimente) getrennt ist das Coelom kein durchgängiger Hohlraum, „…sondern ist, der Gliederung des ganzen Körpers entsprechend, in eine Anzahl hintereinander liegender Kammern unterteilt“ (vgl. Füller 1954, S.11). Durch Poren in den Dissepimenten kann die Flüssigkeit durch den ganzen Körper strömen und hat somit die Funktion eines Hydroskeletts. Eine weitere wichtige Bedeutung kommt ihr zu, da sie z.B. Bei anhaltender Trockenheit vom Wurm durch verschließbare Rückenporen nach außen auf die Epidermis abgegeben werden kann und somit vor dem Austrocknen Schutz bietet. Sie wirkt so auch abschreckend auf Fressfeinde (vgl. Füller 1954).

2.5 Nervensystem:

Regenwürmer besitzen ein Zentralnervensystem, das aus einem Oberschlundganglion (Gehirn), dem Bauchmark, Nervensträngen und Seitennerven besteht. Das Oberschlundganglion erfüllt zentrale Steuerungsfunktionen und befindet sich oberhalb des Schlundes frei in der Leibeshöhle des dritten Segments. Es handelt sich um ein verwachsenes Strickleiternervensystem, da zwei vom Oberschlundganglion ausgehende Nervenstränge unter dem Darmkanal als zentrales Neurahlrohr (Bauchmark) vereinigt sind. An den verwachsenen Stellen (= Nervenknoten, Ganglien) treten seitlich Seitennerven ab, die zu inneren Organen und Hautmuskelschlauch (vgl. Füller 1954, Peters/Walldorf 1986).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten.

2.6 Blutgefäßsystem:

Der Regenwurm besitzt ein geschlossenes Kreislaufsystem. Es besteht aus den zwei Hauptgefäßen Rücken- und Bauchgefäß, die jeweils ober- und unterhalb des Darmkanals fast den gesamten Körper durchziehen und den 5 paarigen Seitenherzen, sowie Seitenadern und feinen Kapillaren.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten.

Abb.2.6 Herz- Kreislaufsystem des Wurms

(Abb. verändert nach Füller 1954, S.8 aus http://hypersoil.uni-muenster.de/1/02/27.htm, 12.01.08)

Die Seitenherzen spielen die Hauptrolle beim Bluttransport. Sie haben stark kontraktile Wände und pressen das Blut im Rückengefäß von hinten nach vorne zum Kopf, im Bauchgefäß von vorne nach hinten. Die Kontraktionen des pulsierenden Rückengefäßes unterstützen diese Bewegung. Das Blut ist durch eine spezielle Hämoglobinart rot gefärbt und hat die Aufgaben Sauerstoff aus der Hautatmung, Nährstoffe aus den Verdauungsprozessen und Abfallstoffe zu transportieren.

[...]

Ende der Leseprobe aus 35 Seiten

Details

Titel
Schulexperimente zum Thema Regenwurm
Hochschule
Pädagogische Hochschule Karlsruhe  (Biologie)
Veranstaltung
Ausgewählte Themen aus dem Biologieunterricht
Note
2,0
Autor
Jahr
2008
Seiten
35
Katalognummer
V284122
ISBN (eBook)
9783656835653
ISBN (Buch)
9783656835660
Dateigröße
1216 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Schulexperimente, Anneliden, Experimente im Unterricht, Versuche im NWA Unterricht, NWA Unterricht, Wirbellose, Versuche mit Wirbellosen, Versuche mit Regenwürmern, Begleitmaterial Regenwurm, lumbricus terrestris
Arbeit zitieren
Stephan Drescher (Autor), 2008, Schulexperimente zum Thema Regenwurm, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/284122

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