Beobachtungsgabe ist eine der wichtigsten F?higkeiten, die Studierende der Biologie entwickeln müssen. Denn das Erkennen von Gemeinsamkeiten und Unter?schieden bei Pflanzen und Tieren sowie von Einflüssen aus der Umgebung ist elementar, um evolutionsbiologische Prozesse zu verstehen. Deshalb stellt Prof. Dr. Holger Schiel?zeth, ?kologe an der Friedrich-Schiller-Universit?t Jena, das Beobachten in den Mittelpunkt seiner ?bung zur Evolutionsbiologie und hat damit Erfolg – nicht nur bei den Studierenden. Denn Schielzeth erh?lt für die Lehrveranstaltung den diesj?hrigen Lehrpreis der Universit?t Jena im Themenschwerpunkt ?F?rderung eigenst?ndigen Studierens und wissenschaft?lichen Arbeitens“. Die Auszeichnung ist mit einem Preisgeld von 2.500 Euro verbunden, das die Sparkassenstiftung Jena-Saale-Holzland zur Verfügung stellt, und wird w?hrend des ?Dies Legendi“ am 22. November 2022 verliehen.

Im Zentrum von Schielzeths Konzept steht ein Simulationsprogramm, das den Studieren?den die M?glichkeit bietet, in einem frühen Stadium des Bachelorstudiums grundlegende evolutionsbiologische Prinzipien nahezu spielerisch selbst zu entdecken. Der Jenaer ?kologe verwendet dafür die in den USA entwickelte Modellierungsumgebung ?NetLogo“, mit der sich verschiedene Simulationsmodelle entwickeln und anpassen lassen.

Digitale M?use vom Aussterben bedroht

W?hrend der ?bung ?Evolutionsbiologie“ k?nnen die Teilnehmerinnen und Teilnehmer beispielsweise auf einer entsprechenden vereinfachten Oberfl?che die Entwicklung einer M?usepopulation mit verschiedenen Genvarianten gestalten. Durch Regler lassen sich die Rahmenbedingungen des Models manipulieren, Fressfeinde k?nnen an- und abgeschaltet werden und unterschiedliche Helligkeiten des Hintergrundes markieren unterschiedliche Umgebungsbedingungen, die ebenfalls Einfluss auf die Entwicklung der Tiere haben. Im Zeitraffer erleben die Nutzerinnen und Nutzer dann, wie sich bestimmte Parameter auf die Entwicklung der Population auswirken. Gibt es etwa besonders viele schwarze M?use auf einem hellen Hintergrund, dann sind sie schnell vom Aussterben bedroht, da Greifv?gel sie besser erkennen und jagen k?nnen. Bestimmte Genvarianten setzen sich bei der Repro?duk?tion durch und verdr?ngen andere Kombinationen.

?Die Studierenden sollen mit dem Programm spielen, verschiedene Settings ausprobieren und dann beobachten, was passiert“, erkl?rt Holger Schielzeth. ?Auf diese Weise erleben sie zum einen schlaglichtartig evolutionsbiologische Prinzipien wie Selektion oder geneti?sche Drift. Zum anderen lernen sie, aufmerksam zu sein, zu beobachten, Abweichungen zu erkennen, das Beobachtete zu hinterfragen und Hypothesen zu bilden – eben all das, was wissenschaftliches Arbeiten in unserer Disziplin ausmacht.“

Simulationen kennenlernen, soziale Kompetenzen st?rken

?ber ihre Ergebnisse tauschen sich die angehenden Biologinnen und Biologen in Klein?gruppen aus und stellen sie dann in einer Kurzpr?sentation zur Diskussion. Auch diese Teamarbeit ist dem Jenaer ?kologen wichtig, denn so gleichen sich unterschiedliche Lern?geschwindigkeiten an, soziale Kompetenzen werden gef?rdert und die Studierenden sam?meln Erfahrungen im wissenschaftlichen Diskutieren. Erst nach diesem Prozess schaltet sich der Lehrende erneut ein, wertet die Pr?sentationen aus und geht explizit auf die evolu?tionsbiologischen Inhalte ein. ?Selbst für mich sind die Beobachtungen, die die Teilneh?men?den gemacht haben, spannend. Manchmal tauchen in der Simulation Ph?nomene auf, die ich auch nicht sofort erkl?ren kann“, sagt Schielzeth. ?Die Diskussionen sind daher sehr lebendig und fruchtbar.“ Die Rückmeldungen zur ?bung seien entsprechend positiv.

Zudem arbeiten die Studierenden in einer sehr frühen Phase ihres Studiums mit wissen?schaftlichen Daten und Simulationsmodellen, die in vielen wissenschaftlichen Disziplinen inzwischen zu einem Standardwerkzeug geworden sind. Aus diesem Grund soll Schiel?zeths ?bung in Zukunft auch in das Zertifikatsprogramm zu Data-Literacy der Universit?t Jena (DaLiJe) aufgenommen werden.