VELIKOST MOŽGANOV ČLOVEŠKIH PREDNIKOV SE JE POSTOPOMA RAZVIJALA VEČ KOT TRI MILIJONE LET
Moderni ljudje imajo možgane, ki so več kot trikrat večji kot pri naših najbližjih živečih sorodnikih šimpanzih in bonobosih. Znanstveniki se ne strinjajo glede tega, kje in kdaj naj bi prišlo do dramatičnega povečanja, a nove analize 94 fosilov homininov kažejo, da se je povprečna velikost možganov postopoma in dosledno povečevala zadnje tri milijone let.
Ta trend naj bi bil posledica razvoja večjih možganov znotraj populacij posameznih vrst, a so vlogo igrale tudi nove vrste z večjimi možgani in izumrtje vrst z manjšimi možgani. Zgodnji hominini so imeli možgane velike kot šimpanzi, zdaj pa so možgani drastično večji, zato je pomembno razumeti, kako smo prišli do te stopnje. Velikost možganov je namreč ena izmed najočitnejših značilnosti, ki nas dela ljudi. Povezana je namreč s kompleksnostjo kulture, jezikom, izdelovanjem orodij in mnogo drugimi stvarmi, zaradi katerih smo edinstveni.
Čeprav je bilo splošno sprejeto mnenje, da so se naši možgani razvijali postopoma in da se je enako postopno razvijala tudi inteligenca naših prednikov, je realnost veliko bolj kompleksna, saj ni neposredne povezave med velikostjo možganov in vedenjem.
V omenjeni raziskavi so raziskovalci primerjali podatke o prostornini lobanj 94 fosilnih vzorcev 13 različnih vrst začenši z vzorci najzgodnejših nedvomno človeških prednikov, avstralopitekov izpred 3,2 milijona let, do predmodernih vrst, vključujoč Homo erectus izpred 500.000 let, ko je velikost možganov sovpadla z velikostjo možganov sodobnih ljudi.
Raziskovalci so po preštevanju vrst na ravni kladerov ali skupin, ki so izhajale iz skupnega prednika, ugotovili, da se je povprečna velikost možganov postopoma povečevala v obdobju treh milijonov let. Ob natančnejšem pregledu so ugotovili, da so to povečevanje spodbujali trije različni dejavniki. Primarno evolucija večjih možganov znotraj posameznih populacij določene vrste, a tudi prihod novih vrst z večjimi možgani in izumiranje vrst z manjšimi možgani. Raziskovalci so prav tako ugotovili, da je bila hitrost evolucije velikosti možganov znotraj linij homininov mnogo počasnejša kot danes (čeprav je vprašanje, zakaj takšna diskrepanca, še vedno odprto).
Študija prvič kvantificira, kje in koliko vsi omenjeni dejavniki prispevajo k vzorcu na ravni kladerov. Ta proces bi lahko primerjali tudi z delom nogometnega trenerja, ki želi večje in močnejše igralce. Prvi način bi bil, da igralce pošlje trenirat z utežmi. A prav tako bi hkrati lahko tudi rekrutiral nove, večje igralce in iz ekipe izključil šibkejše. Prav takšen proces se kaže pri velikosti možganov. Dominanten proces poteka podobno, kot da bi igralci šli trenirat z utežmi, zaradi česar razvijajo večje možgane znotraj populacije. Hkrati pa naj bi potekala še dva procesa, in sicer prihod hčerinskih vrst z večjimi možgani in izumiranje oziroma odstranjevanje »manjših igralcev«.
Prevod in priredba: uredništvo Modre akademije
IZKUŠNJA: JE UČENJE O MOŽGANIH RES DOLGČAS?
Čeprav na splošno priljubljenost biologije kot vede zaradi njenega napredka v zadnjih desetletjih narašča, na zanimanje učencev močno vpliva način poučevanja naravoslovja v razredu. Zato tokrat z vami delimo primer učiteljice, ki se je s svojimi učenci lotila zabavnega projekta!
Pet dni v tednu z učenci preživim vsaj tretjino dneva: jutranje varstvo, dežurstvo, pouk, interesne dejavnosti … Počnemo vse mogoče, tudi pogovarjamo se veliko. In ko klepet nanese na šolo, z njihove strani kar prepogosto slišim besedo »beda«. Sprva me je ta odziv sila jezil. Pa je to upravičeno? Že otroci v vrtcu morajo ves čas nekaj barvati, rezati, obnoviti knjigo za bralno značko, povedati, koliko nog ima žuželka, ko pa primejo za igračo, so kaznovani, saj je zdaj vendar čas za naravoslovje. Tudi v šoli imamo radi tihe učence, če se doma naučijo in potem uspešno reproducirajo goro podatkov, se pa sploh počutimo uspešne. Z leti sem prestopila na stran učencev – to je res brez veze. Danes so informacije zlahka dosegljive in učitelj virom, ki so na voljo, težko konkurira. Prav zato sem začela razvijati delo, s katerim se učencem trudim vcepiti nekaj kritičnega mišljenja ter iznajdljivosti, hkrati pa doseči kakšen cilj iz učnega načrta.
Včasih se dela lotimo spontano, velikokrat pa so nam v pomoč razni natečaji in tekmovanja. Tako nas je k ustvarjalnosti pri biologiji prvič – v šolskem letu 2009/10 – napeljal natečaj Skrivnostni možgani, ki sta ga razpisala Zavod za varstvo in rehabilitacijo po poškodbi glave Zarja in MMC RTV SLO. Čeprav smo pri biologiji takrat obravnavali popolnoma drug organski sistem, sem hitro malce preuredila letno pripravo in lotili smo se kar zahtevne teme.
Ko smo se seznanili z osnovnimi pojmi, so hoteli učenci na hitro nekaj napisati (bolje rečeno, prepisati iz različnih virov) in to oddati kot naš izdelek. Zavila sem z očmi in ena od učenk je sama zaključila, da to zna vsak. Če hočemo kaj doseči, moramo biti izvirni, kar na področju nevrofiziologije ne bi smelo biti tako težko, saj prepleta dognanja medicine, biologije, kemije, fizike in verjetno še česa. Začeli smo razmišljati, kako bi naredili izdelek, ki bi deloval, bil nekoliko interaktiven.
- Odločili smo se, da bomo iz poliuretanske pene izdelali model možganov. Uporabili smo hitro strjujoči se pištolski purpen (tekapur) in ga v obliki ene možganske hemisfere iztisnili na silikonsko podlago, na kakršno nima oprijema. Pri tem smo se trudili čim bolje oblikovati možganske vijuge.
- Po dnevu sušenja smo z zelo ostrim olfa nožem vijuge nekoliko poglobili in oblikovali še možgansko deblo in male možgane. S pomočjo anatomskega atlasa smo različne režnje pobarvali z različnimi akrilnimi barvami.
- V trgovini z elektromaterialom smo kupili majhna stikalca, nekaj izoliranih žic in baterije, žrtvovali pa smo še verigo novoletnih lučk, iz katerih smo izrezali LED-žarnice. Nato smo si v anatomskem atlasu ogledali, kje so posamezna možganska središča (npr. za vid, govor, sluh, abstrakcijo …), v posamezni center vstavili žarnico in jo z žico, ki smo jo do žarnice speljali prek notranjosti možganov (skozi strjeni purpen se žico zlahka zrine), povezali z baterijo.
- Vse skupaj smo pritrdili na tršo lepenko. Stikala smo oštevilčili, na legendo, ki smo jo tudi pritrdili na lepenko, pa napisali, katera številka označuje posamezni center.
- Kadar je koga zanimalo, kje je npr. center za voh, je v legendi poiskal številko ustreznega stikala, ga pritisnil in v centru je posvetila lučka.
Model možganov iz poliuretanske pene (fotografija: avtorica prispevka).
Poleg tega, da je bilo to leto, ko so si možganske centre zapomnili skoraj vsi učenci v razredu, smo se naučili še kar nekaj novega, npr. da pri LED-lučkah ni vseeno, kako obrneš pol, če hočeš, da žarnica sveti, pridobili smo tudi kar nekaj ročnih spretnosti in spoznavali različne materiale. Spoznali pa smo tudi, da je fizika zelo uporabna veda, ki jo srečujemo praktično na vsakem koraku. To je sicer predmet, ki veliko učencem povzroča nemalo težav in imajo zato pred njo nekakšen strah. Tudi eden od sodelujočih učencev, ki je bil sicer zelo dober na področju izražanja, je v tistem času popravljal oceno pri fiziki, delo za natečaj pa je očitno v njem spodbudilo prave sinapse, in napisal je Elektrokemijsko hvalnico fiziki. Tovrstno delo je za učence zabavno, meni pa pomeni izziv. Seveda na tak način ni mogoče delati vsako uro, saj terja kar nekaj časa, vsi pa smo še vedno zavezani učnemu načrtu in snov na koncu šolskega leta mora biti predelana.
Model možganov iz poliuretanske pene (fotografija: avtorica prispevka).
Če delaš malo drugače, kot učitelj tvegaš kritiko ravnatelja, inšpekcije, ministrstva in verjetno še koga, celo staršev. Poleg tega je velikokrat prikrajšana tudi družina, saj od doma nosiš material, ki ga potrebuješ za delo, da o času, ki ga porabiš, ne govorim. Včasih me kar malo prizadene, ko sedim za pisalno mizo in me hčerka vpraša, ali se grem kakšno družabno igro. Skoraj vedno je odgovor »seveda, samo še malo počakaj, da še nekaj končam«. Ko zasliši besedo »samo«, me po ušesih udari njen odgovor – »beda«. Ampak to je že druga zgodba …
Avtorica prispevka: Darja Gašperšič
KOLIKO VRST ŽIVALI POZNAŠ? POUČEVANJE O BIOTSKI PESTROSTI
Ste se kdaj vprašali, koliko vrst živali bi znali v tem trenutku prepoznati? Vprašanje, ki ga velikokrat zastavim svojim študentom na Pedagoški fakulteti v Ljubljani. Število prepoznanih vrst se pri veliki večini giblje krepko pod sto. Pri rastlinah, glivah, praživalih in bakterijah je poznavanje še veliko slabše. Na planetu Zemlja je trenutno znanstveno opisanih približno milijon vrst in pol, ocene števila vrst pa se gibljejo krepko prek deset milijonov. Zakaj tako slabo poznamo živi svet, ki mu kot vrsta Homo sapiens tudi sami pripadamo? Zakaj po drugi strani poznamo toliko imen športnikov ali hollywoodskih zvezdnikov, ki jih v življenju še nismo in jih verjetno nikoli ne bomo srečali? Izpostavljena vprašanja vsaj deloma povzemajo vzrok in posledico, zaradi katerih je treba danes poučevanju biotske pestrosti namenjati več pozornosti kot kadarkoli prej v zgodovini vzgoje in izobraževanja.
Priča smo globalnemu upadanju biotske pestrosti. Po poročilih o stanju ohranjenosti biotske pestrosti imajo najbolj negativen vpliv nanjo naslednje človekove dejavnosti: degradacija in drobljenje habitatov vrst, vnos invazivnih tujerodnih vrst, onesnaževanje, čezmerna izraba naravnih virov in podnebne spremembe. Zaradi vse večjega družbenega zavedanja pomena ohranjanja biotske pestrosti za obstoj človeštva je ta postala ena od prioritet Desetletja vzgoje in izobraževanja za trajnostni razvoj 2005–2014 (UNESCO, 2005). Trenutni vrhunec prizadevanj za ohranjanje biotske pestrosti je odločitev Združenih narodov, da obdobje med letoma 2011 in 2020 razglasijo za desetletje biotske pestrosti, katerega glavni cilj je občutno zmanjšati izgube biotske pestrosti na globalni ravni (UNGA, 2011).
Namen članka je predstaviti pojem biotske pestrosti v šolskem kontekstu. V prispevku povzemam glavna spoznanja, ki sem jih že predstavil v različnih prispevkih (Torkar 2016a, 2016b, 2016c, 2017) in ki so vam lahko v pomoč pri nadaljnjem poglabljanju v tematiko.
Kaj je biotska pestrost?
Izraz biotska pestrost (angl. biodiversity) je leta 1988 prvi objavil E. O. Wilson v istoimenski knjigi Biodiversity. Biotska pestrost pomeni raznolikost življenja na Zemlji, ki se zaradi ekoloških in evolucijskih procesov ves čas spreminja in prilagaja. Biotsko pestrost poenostavljeno opredeljujemo kot genetsko, vrstno in ekosistemsko pestrost; tako je opredeljena tudi v Konvenciji o biološki raznovrstnosti in v Zakonu o ohranjanju narave. V nadaljevanju podrobneje pojasnjujem posamezne ravni biotske pestrosti (Torkar 2016a).
Pestrost znotraj vrste
Raven genoma pomeni celoten genski material posameznega organizma. Raven nad tem je raven osebka (vsak primerek določene vrste, ki ima edinstvene sposobnosti, pogojene z dedno zasnovo in okoljem). Najvišja raven vrstne pestrosti je raven populacije in podvrst. Populacijo sestavlja celotna skupina organizmov določene vrste, ki živi na geografsko opredeljenem prostoru v točno določenem času.
Pestrost med vrstami
Definiranje vrste ni preprosto. V najboljšem primeru vrsto definiramo kot skupino organizmov, ki se lahko med seboj razmnožujejo in imajo plodne potomce ter so reproduktivno izolirani od drugih vrst. Pestrost med vrstami definiramo kot vrstno bogastvo in vrstno pestrost. Vrstno bogastvo pomeni število različnih vrst v združbi. Vrstna pestrost pa je vrstno bogastvo ob upoštevanju številnosti (abundance) posamezne vrste (t. i. enakomerne zastopanosti vrst) v združbi.
Pestrost ekosistemov
Pestrost ekosistemov se izraža na ravni združb, ekosistemov in biomov. Raven združbe pomeni sestav vseh interakcij populacij vrst, ki zasedajo določen prostor v točno določenem času. Raven ekosistema pomeni sistem medsebojno povezanih elementov, ki ga tvorijo interakcije med združbo in neživim okoljem. Raven bioma pa je združba značilnih vrst favne in flore določene geografske regije v klimaksnem stanju.
Krajinska pestrost
Predvsem v zadnjih dveh desetletjih se pojavljajo pogledi, da je treba za učinkovito ohranjanje biotske pestrosti upoštevati tudi krajinsko raven biotske pestrosti. Vsi organizmi smo vezani na življenjsko okolje, ki ga bolj ali manj sooblikujemo in spreminjamo. Človek je v številnih okoljih zelo vpliven dejavnik oziroma ključna vrsta. Leta 2000 je bila v Firencah v Italiji sprejeta Evropska konvencija o krajini, ki jo je leta 2003 ratificirala tudi Slovenija in s tem prevzela njene cilje glede varstva, upravljanja in načrtovanja krajin ter ozaveščanja javnosti o pomenu krajin. Temeljna značilnost slovenskih krajin je velika pestrost in raznolikost krajinskih vzorcev. Zakon o ohranjanju narave (2004) v 35. členu krajino obravnava kot element biotske pestrosti.
Poučevanje o biotski pestrosti
Slovenski učenci in dijaki se s pojmom biotska pestrost podrobneje seznanijo v sedmem razredu osnovne šole pri predmetu naravoslovje in ga nadgradijo v devetem razredu pri predmetu biologija. Dijaki se s področjem biotske pestrosti sistematično srečajo v gimnazijskih programih pri predmetu biologija. V nižjem poklicnem, poklicnem in strokovnem izobraževanju pa dijaki tematike večinoma ne obravnavajo, izjema so nekateri strokovni programi, kot je Naravovarstveni tehnik. V učnih načrtih je opaziti nedoslednosti v poimenovanju, uporabljajo se namreč izrazi biodiverziteta, biotska pestrost in biološka raznovrstnost, zato bi bilo to ob prenovi učnih načrtov smiselno uskladiti (Torkar 2016b).
Raziskovalci ugotavljamo, da je biotska pestrost abstrakten in kompleksen pojem, ki ga zaradi njegove zahtevnosti tudi učitelji slabo razumejo in ga običajno obravnavajo samo na ravni vrstne pestrosti. Pogoj za učenčevo razumevanje biotske pestrosti in njenega ohranjanja v polnem pomenu in obsegu je kakovostno interdisciplinarno znanje. Potrebno je namreč predznanje iz ekologije, genetike, evolucije, sistematike, geografije ter drugih naravoslovnih in družboslovnih ved.
Konstruiranje znanja in razumevanja pojma biotska pestrost mora imeti svoje temelje že v zgodnjem poučevanju naravoslovja, začenši z neposrednimi izkušnjami z biotsko pestrostjo (npr. obiskovanje naravnih ekosistemov, opazovanje živali in rastlin v naravi). Čeprav vsi radi poudarjamo pomen neposrednih izkušenj v naravi, se v številnih evropskih državah in tudi drugod trend upadanja aktivnosti v naravi med otroki in mladostniki nadaljuje, zato velja še enkrat več poudariti vlogo neposrednih izkušenj v naravi, predvsem v času odraščanja.
Raziskovalci izpostavljajo tudi pomen povezovanja šole z njeno okolico, s čimer mladim omogočimo večjo vključenost in dejavnost v lokalnem okolju ter priložnosti za avtentično učenje o skupnosti in skrb za njeno dobrobit. Poudarjajo tudi, da naj učenje v lokalnem okolju obsega tako vključevanje lokalnih strokovnjakov v vzgojno-izobraževalni proces (npr. starši učencev, katerih strokovno znanje lahko obogati pouk) kot tudi pouk z raziskovanjem neposredno v lokalnem naravnem okolju. K temu bi dodal še pomen različnih organizacij (npr. naravovarstvene organizacije), ki lahko s svojim znanjem in izkušnjami pomembno prispevajo k dvigu kakovosti pouka o biotski pestrosti.
V predšolskem obdobju ter v prvem in drugem triletju osnovne šole je predvsem pomembno, da se posvetimo biotski pestrosti na ravni vrst in njihovih habitatov. Na žalost se učni načrti v devetletni osnovni šoli manj posvečajo poglobljenemu izkustvenemu spoznavanju tipičnih predstavnikov ekosistemov in sistematskih skupin kot v nekdanji osemletni osnovni šoli. Pomembno je, da učenci že zgodaj spoznajo lokalna naravna okolja in primere tam živečih (zavarovanih in ogroženih) vrst (npr. človeška ribica v kraških jamah, bukov kozliček v bukovem gozdu, močvirski tulipan na Ljubljanskem barju). Naravovarstvena stroka se je v zadnjih petnajstih letih zelo dejavno vključila v proces naravovarstvenega ozaveščanja (predvsem zaradi evropskih finančnih mehanizmov, kot je LIFE); nastale so številne poljudnoznanstvene publikacije, ki jih lahko učitelji izkoristimo za poučevanje o biotski pestrosti. Učenci naj ne začnejo obravnavati problematike na primerih iz oddaljenih, eksotičnih ekosistemov, kot sta ohranjanje polarnih medvedov ali tropskega deževnega gozda, saj teh problematik, predvsem družbenega konteksta, ne morejo zadostno razumeti. Taki primeri poučevanja o ohranjanju biotske pestrosti navadno delujejo kot moraliziranje in učence dolgoročno puščajo ravnodušne.
Ekosistemska in genetska raven biotske pestrosti sta zahtevnejši za razumevanje, zato ju obravnavamo pozneje, ko učenci osvojijo osnove ekologije in genetike pri pouku biologije ter imajo že veliko neposrednih izkušenj z lokalnimi ekosistemi, kot so gozd, jezero in travnik. Pri pouku biologije v tretjem triletju osnovne šole in v srednjih šolah so učenci, razvojno gledano, dovolj dojemljivi za abstraktnejše razlage, ki vključujejo tudi obravnave na molekularni ravni, zato takrat uvedemo gensko pestrost. V tem obdobju se učenci tudi že bolje seznanijo z drugimi državami in celinami (geografija), kar jim olajša razumevanje globalnih naravovarstvenih problematik, kot sta na primer trgovanje z ogroženimi vrstami rastlin in živali (konvencija CITES) ali problematika invazivnih vrst.
V sklepu bi se želel vrniti k izhodiščnemu vprašanju o posameznikovem poznavanju vrst, ki je na neki način tudi odraz antropocentričnega položaja, ki ga ta zavzema v odnosu do narave. Ohranjanje biotske pestrosti se začne s poznavanjem vrst, s katerimi si delimo planet. Z biotsko pestrostjo in njenim ohranjanjem so namreč povezane različne ekološke, ekonomske, etične, duhovne in kulturne vrednote. Raznovrstnost vrednot, ki jih pripisujemo biotski pestrosti, je hkrati kazalnik pomembnosti in kontroverznosti pojma ter pomeni velik izziv tako v naravovarstveni kot v pedagoški stroki.
Avtor prispevka: izr. prof. dr. Gregor Torkar
Viri:
- Torkar, G. (2016a). Biotska pestrost v šoli : kje, kdaj in kako jo poučevati? = Biodiversity in school : where, when and how to teach it? V: OREL, Mojca (ur.). Sodobni pristopi poučevanja prihajajočih generacij. Polhov Gradec: Eduvision, 126–134.
- Torkar, G. (2016b). Nekatera pomembna izhodišča za poučevanje biotske pestrosti v šoli. Naravoslovna solnica, 20 (3), 23–26.
- Torkar, G. (2016c). Secondary school studentsʼ environmental concerns and attitudes toward forest ecosystem services: implications for biodiversity education. International Journal of Environmental and Science Education, 11 (18), 11019–11031.
- Torkar, G. (2017). Biodiversity and digital technologies in school. V: KRNEL, Dušan (ur.). TEALEAF : academic book : (Erasmus + Project 2014-FR01-KA201-008559). Ljubljana: University of Ljubljana, Faculty of Education, 13–24.
- UNESCO (United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization), (2005). UN decade of education for sustainable development 2005–2014: The DESD at a glance. Paris: UNESCO.
- UNGA – The United Nations General Assembly (2011). The United Nations Decade on Biodiversity. Resolution 65/161. Pridobljeno s https://www.cbd.int/2011-2020/.
- Wilson, E. O. (1988). Biodiversity. Washington, DC: National Academic Press.
- Zakon o ohranjanju narave – ZON (1999). Uradni list RS, št. 96/04 – uradno prečiščeno besedilo, 61/06 – ZDru-1, 8/10 – ZSKZ-B in 46/14. Pridobljeno s http://www.pisrs.si/Pis.web/pregledPredpisa?id=ZAKO1600.
