Pinguine in allen Größen

Passend zum Thema ist es heute ordentlich kalt draußen. Die Mädchen stürmen in den Kunstraum und bestaunen drei große Pappaufsteller auf denen lebensgroße Pinguine abgebildet sind. Auf den Tischen liegen wieder bereits Versuchmaterialien und -anleitungen bereit! Nachdem alle sitzen und Ruhe einkehrt, berichtet Olga, dass sie vergangene Woche im Zoo in Hannover war. Ihr ist etwas Interessantes aufgefallen. Sie hat in dem Zoo mehrere Pinguine entdeckt, die alle unterschiedlich aussehen.

Es gibt kleine und sehr viel größere, dicke und etwas schlankere. Der Kaiserpinguin zum Beispiel wird bis zu 1,15 m groß und 30 kg schwer und wohnt in der Antarktis. Der Humboldtpinguin wird hingegen nur bis zu 68 cm groß und 4,2 kg schwer, es ist an der Westküste Südamerikas beheimatet. Der Zwergpinguin hingegen ist nur 38 cm groß und wiegt gerade mal 1 kg, er lebt in Neuseeland.

Olga Sidljarova macht viele interessante Entdeckungen
Olga Sidljarova macht viele interessante Entdeckungen

Warum sind Pinguine unterschiedlich groß? Kurz wird es im Kunstraum ganz still und die Mädchen schreiben eine kleine Notiz, weshalb sie glauben, dass Pinguine unterschiedliche Größen haben und ob das eventuell mit den Wohnregionen zusammenhängt. Dann tragen sie in kleinen Gruppen ihre Ideen zusammen. Um zu überprüfen, ob sich unsere Vermutungen bestätigen, machen wir heute ein großes Experiment. Auch wenn wir in unseren gewohnten Gruppen arbeiten, führen alle den gleichen Versuch durch. Zunächst wird natürlich gründlich die Versuchsanleitung durchgelesen. Und danach prüfen die Mädchen, schon ohne Aufforderungen, ob alle Materialien auf den Tischen liegen. Schnell fällt auf, dass die Kartoffeln fehlen. Wir benötigen nämlich zwei unterschiedlich große Kartoffeln, die in unserem Versuch die Pinguine ersetzen sollen. Wencke steht schon längst neben einem warmen Topf und ist bereit Kartoffeln auszugeben. Diese sind sehr heiß, deswegen müssen die Mädchen vorsichtig sein, um sich nicht zu verbrennen.

Wie heiß ist die Kartoffel?
Wie heiß ist die Kartoffel?

Die Kartoffeln legen wir in zwei Petrischalen. In jede der Kartoffeln stecken wir dann ein Thermometer und notieren die Starttemperatur. Wie wir es bereits von den vergangenen zwei Stunden kennen, notieren wir im Zweiminutentakt den Temperaturabfall. Während die Mädchen tätig sind, bringt Olga eine Tabelle an der Tafel an. Nach zehn Minuten Thermometer ablesen, sind die Mädchen mit dem ersten Teil des Experiments fertig. Alle Gruppen sollen die Start- und die Endtemperatur von der kleinen sowie von der großen Kartoffel in die Tabelle an der Tafel eintragen. Schnell fällt auf, dass die Temperatur von den größeren Kartoffeln nicht so schnell abgekühlt ist wie die der kleinen Kartoffel.

Alle Werte werden in die Tabelle eingetragen
Alle Werte werden in die Tabelle eingetragen

Es startet der zweite Teil des Experiments. Die Schülerinnen legen die Kartoffeln nacheinander in einen mit 500 ml Wasser gefüllten Messbecher. Auf diese Weise können sie herausfinden, wie groß das Volumen der beiden Kartoffeln ist. Der neue Wasserstand wird abgelesen und die zuvor eingefüllten 500 ml abgezogen. Danach fängt eine sehr mühselige und doch spaßige Arbeit an. Die Kartoffeln müssen geschält werden. Danach werden die Schalen der beiden Kartoffeln auf zwei Bögen Millimeterpapier gelegt und mit einem Bleistift auf dieses übertragen. Wie viele 1 cm² große Kästchen passen in die übertragenen Kartoffelschalenmotive? Fleißig werden Kästchen ausgemalt und gezählt.

Sorfältig werden die Kartoffeln geschält
Sorfältig werden die Kartoffeln geschält

Die Schülerinnen notieren alle herausgefundenen Daten, sowohl das Volumen als auch die Oberfläche. Die größere Kartoffel hat sowohl eine größeres Volumen als auch eine größere Oberfläche. Nun setzten wir aber diese Maße in Verhältnis zueinander und teilen die Oberfläche durch das Volumen. Es zeigt sich, dass das Verhältnis von Volumen zur Oberfläche nicht proportional ist. Die Oberfläche ist vergleichsweise kleiner bei großem Volumen als bei kleinerem Volumen.

Oberflächenvergleich
Oberflächenvergleich

Daraus können wir schließen, dass die größeren und dickeren Kartoffeln und auch die größeren und dickeren Pinguine ihre Wärme besser speichern können, als ihre kleineren Artgenossen, weil sie über die vergleichsweise kleinere Oberfläche weniger Wärme verlieren. Dieses Phänomen nennt man in der Biologie die Bergmannsche Regel. Diese besagt, dass Säugetiere und Vögel, die in kälteren Regionen leben, größer sind als ihre nahe verwandten Artgenossen in wärmeren Regionen. Das erklärt dann wohl eindeutig wieso die Pinguine in Neuseeland klein und leicht und ihr Artgenossen in der Antarktis riesig und schwer sind.

Schon klasse, was man mit so kleinen Experimenten alles herausfinden kann, vor allem aber, dass Lernen so großen Spaß macht! Und alle sind schon sehr gespannt darauf, wie es kommende Woche weitergehen wird!

Bildquellen

  • Olga Sidljarova macht viele interessante Entdeckungen: SFB 1232 / Claudia Sobich
  • Wie heiß ist die Kartoffel?: SFB 1232 / Claudia Sobich
  • Alle Werte werden in die Tabelle eingetragen: SFB 1232 / Claudia Sobich
  • Sorfältig werden die Kartoffeln geschält: SFB 1232 / Claudia Sobich
  • Oberflächenvergleich: SFB 1232 / Claudia Sobich
  • Pinguine in allen Größen: SFB 1232 / Claudia Sobich

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