Evolution – ytterligare svårigheter

Förutom alternativa idéer av olika evolutionära begrepp som har redovisats ovan visar forskning ytterligare svårigheter i samband med förståelse av

evolution. Här redogör jag för evolutionär tid, organisationsnivåer och oli-ka förklaringsmodeller.

Evolutionär tid

Svårigheter att förstå konsekvenser av evolutionsprocessen som t.ex. art-bildning och biologisk mångfald, beror bland annat på den ofantligt, nästan ofattbart, långa tidsrymd under vilken den pågått (Brumby, 1981; Tamir & Zohar, 1991; Ferrari & Chi, 1998). Det handlar alltså om en geologisk tids-skala (Smith et al., 1995). Dodick och Orion (2003) påpekar i sin artikel att få undersökningar i forskningsområdet undervisning och lärande behandlar geologisk tid ('deep time' som betyder förståelse av att universum funnits i oräkneligt tusentals år). De påpekar vikten av denna förståelse för bl.a. lä-rande av livets evolution.

Keown (1988) menar att tidsaspekten inte tas upp ordentligt och exempel som uppkomsten av t.ex. DDT resistens och färgförändring hos björkmäta-re visar på evolution i ett mycket kort tidsperspektiv.

Organisationsnivåer

Livets evolution förklaras på flera olika organisationsnivåer; på DNA/gen/kromosom-, individ-, populations-, art- och ekosystemnivå. Re-sonemang om variation sker på flera olika nivåer: genetisk-, miljöinducerad eller inomartsvariation och mutationer på DNA/gen/kromosom- eller indi-vidnivå, mellanartsvariation på populations- eller artnivå och mångfald på ekosystemnivå. (Jag har valt att inte ha med mångfaldsbegreppet i denna studie.) Naturligt urval samt överlevnad och reproduktion resonerar biolo-ger om på gen eller individnivå. Resultatet av det naturliga urvalet, acku-mulation eller anpassning, diskuteras dock på populationsnivå. Evolutionä-ra resonemang om arv förs oftast på individnivå och då mellan individer över en eller flera generationer, men även på gen- och populationsnivå. Inom biologivetenskapen har det länge diskuteras vilka som är de lämpli-gaste organisationsnivåerna att använda inom evolutionsteorin, speciellt då det gäller naturligt urval. Inte förrän så sent som under 1960 talet övergavs artnivån ('bästa för arten').

Vikten av att explicit klargöra för elever och studenter på vilken organisa-tionsnivå undervisningsinnehållet är visar Knippels, Waarlo och Boersma (2001) och Knippels (2002) inom genetik (the yo-yo learning and teaching strategy). En omedveten växling mellan organisationsnivåer i undervis-ningen blir förvirrande för den som lär. Ferrari och Chi (1998) skriver att en bidragande orsak till svårigheter att förstå naturligt urval kan vara just

oklarheter med olika organisationsnivåer t.ex. gen, individ, population och art. Halldén (1988) finner i sin studie då eleverna skriver berättelser om artbildning att de resonerar på två olika nivåer, art- och individnivå och inte klart skiljer mellan dessa.

Olika förklaringsmodeller

När man inom biologin vill förklara något fenomen eller någon struktur använder man sig dels av proximata eller funktionella och dels av ultimata eller evolutionära orsaksförklaringar. Proximata förklaringar relaterar till funktionen hos den enskilda organismen eller delar av denna och även till dess utveckling från zygotstadiet. Ultimata förklaringar är evolutionära till sin karaktär (Mayr, 1997).

Mayr skriver:

Very few people realize that it was Darwin who was responsible for making 'Why?' questions scientifically legitimate. And by asking these questions he brought all of natural history into science. Physicalists like Herschel and Ruther-ford had excluded natural history from science because it did not conform to the methodological principles of physics. The nature of inanimate objects, not having a historically acquired genetic program, cannot be elucidated by 'Why?' ques-tions. What Darwin did was to add a most important new methodology to the equipment of science.

The terminology of proximate and ultimate causations has a long history, perhaps going back to the days of natural theology, when 'ultimate' referred to the hand of God … (sidan 116)

Bishop och Anderson (1990) visar att deras studenter hade svårt att skilja mellan dessa typer av förklaringar.

När Engel Clough och Wood-Robinson (1985a) intervjuade elever om an-passning var det vanligt att eleverna använde antropomorfistiska och tele-ologiska evolutionsförklaringar. Antropomorfistiska förklaringar innebär att man ger mänskliga attribut till andra organismer eller döda ting. Evolu-tionär anpassning orsakas av t.ex. önskan, intention, vilja eller strävan. Te-leologiska förklaringar kallas på svenska ofta för ändamålsförklaringar, det vill säga det finns ett syfte eller ändamål med den evolutionära anpassning-en. Gränsen mellan antropomorfistiska och teleologiska förklaringar är nå-got flytande, vilket bland annat kan illustreras genom att Tamir och Zohar (1991) skriver att teleologiska förklaringar kan ses som ett specialfall av antropomorfistiska. Anledningen menar de är att teleologiska förklaringar får oss att känna att vi verkligen förstår fenomenet i fråga på grund av att förklaringen ges i termer av ändamål och intentioner som passar ihop med vårt sätt att se våra egna beteenden. Zohar och Ginossar (1998) skriver:

Anthropomorphic and teleological explanations are often linked to each other. Assuming that purposeful behavior is usually attributed to human beings, teleo-logical explanations often imply anthropomorphism, because, by describing a phenomenon as goal-oriented, one assumes it has been carried out by a con-scious, and therefore humanlike being. Anthropomorphic explanations are not necessarily teleological. However, they often involve goal-oriented and therefore teleological behavior. (sidorna 679-680)

De analogier och metaforer som används vid evolutionsundervisning är ofta antropomorfistiska eller teleologiska. Jungwirth (1975) studerade ele-ver och deras förståelse av anpassning och evolution. Han påpekar faran med att popularisera i biologi eftersom många uttryck som används metafo-riskt kan ge upphov till alternativa idéer. Tamir och Zohar (1991) ställer i sin artikel frågan om lärare ska undvika dessa analogier och metaforer. De menar att svaret inte är enkelt. Författarna finner bland annat att de flesta elever i början av gymnasiestudierna kan skilja mellan antropomorfistiska formuleringar och antropomorfistiska förklaringar. Dessutom försvarar många elever antropomorfistiska formuleringar eftersom de anser att det underlättar förståelsen av begrepp och processer. Zohar och Ginossar (1998) avslutar sin artikel med att säga att de inte anser att man ska utesluta antropomorfistiska och teleologiska formuleringar i undervisningen utan tvärtom rekommenderar de lärare att använda sådana, men att man gör det explicit och diskuterar formuleringarna och vad de betyder och inte bety-der. De motiverar detta med bland annat att oavsett lärarens åsikt kommer elever att möta denna typ av förklaringar och att accepterande av dessa formuleringar inte behöver betyda att eleverna resonerar antropomorfistiskt eller teleologiskt.

Den vanliga alternativa förklaringen att evolutionära förändringar sker ge-nom inducerad miljöanpassning skulle jag kalla teleologiska. Den kan bero på att studenterna ser anpassning som process istället för resultat efter na-turligt urval (Brumby, 1981). När det gäller idéer om utveckling på grund av användning respektive inte användning av egenskaper kan de vara an-tingen antropomorfistiska eller teleologiska beroende på uttryckssättet. Detsamma skulle jag säga om förklaringar som använder arv av förvärvade karaktärer. Den kanske vanligaste alternativa idén, att evolutionsprocessen är behovsdriven, anser jag vara teleologisk, vilket stöds av bland andra Fer-rari och Chi (1998). För att en förklaring ska vara antropomorfistisk ska den mer explicit uttrycka en vilja, önskan eller strävan. Bizzo (1994) finner då han intervjuade 11 elever att de förklarade människors och djurs evolu-tion genom ett medvetet behov av utveckling. I det här fallet blir behovsre-sonemanget antropomorfistiskt. Greene (1990) finner att studenterna anser att förändringar i naturen inte sker slumpmässigt, utan riktat och det leder bland annat till teleologiska evolutionsförklaringar. När Pedersen (1992) i sin avhandling analyserade elevernas förklaringar från skrivna berättelser

och intervjuer finner han att de flesta har teleologiska evolutionsförklaring-ar i både årskurs 7 och 9.

Chi (1997) och Ferrari och Chi (1998) visar på skillnader i att se evolu-tionsprocessen som en händelse jämfört med en jämvikt¹. Författarna anser att evolution och då speciellt det naturliga urvalet är en jämviktsprocess. Svårigheterna som eleverna har är inte nödvändigtvis att de inte förstår de evolutionära principerna som sådana utan att de ser evolution och det natur-liga urvalet som en händelseprocess. I tabell 1.4 presenteras de sex olika karaktärerna som skiljer händelse- och jämviktsprocesser åt (Ferrari & Chi, 1998).

Tabell 1.4. Jämförelse mellan händelse- (event) och jämviktsprocesser (equi-libration)

Event process Equilibration process

Distinct actions Uniform actions Bounded (begins and ends) Unbounded (ongoing)

Sequential Simultaneous Contingent and causal Independent and random

Goal-directed Net effect

Terminates Continues Författarna sökte efter nyckelfraser och identifierade 545 kategoriserings-bara yttranden från de 198 elevsvaren. Av dessa kategoriseras 63 % som händelseprocesser och 8 % som jämviktsprocesser. Korrelationen är positiv mellan jämviktsprocesser och svar med vetenskapliga idéer och dessutom negativ mellan händelseprocesser och svar med vetenskapliga idéer samt positiv mellan händelseprocesser och svar med alternativa idéer. Av de fem komponenterna 'variation', 'arv', 'överlevnad', 'reproduktion' och 'ackumula-tion' visar det sig att eleverna har större svårigheter med 'varia'ackumula-tion' och 'ac-kumulation' som båda utgör jämviktsprocesser.