LESBRIEF
amnh.org/poison/educators INHOUD • Plattegrond tentoonstelling • Essentiële vragen • Opties voor een les • Bereid u voor • Kerndoelen • Begrippenlijst
ONLINE • Werkbladen en speurtochten leerlingen • Docentedossiers
ESSEN T IËL E V R AGEN Gebruik de hieronder gestelde Essentiële Vragen om verbanden te leggen tussen de thema’s van de tentoonstelling en uw lesprogramma. Bepaal welk van deze punten u voor uw leerlingen het interessantst vindt.
Wat is gif?
Gif is een stof die schade kan toebrengen aan organismen door biologische processen te verstoren. Organismen gebruiken gif om te overleven, hun prooi te vangen en om zichzelf te verdedigen. In levende organismen is gif een product van adaptatie (aanpassing) en natuurlijke selectie. De mens was voornamelijk toeschouwer bij dit evolutionaire proces, wat een soort ‘wapenwedloop’ was in de planten- en dierenwereld die honderden miljoenen jaren heeft geduurd. Het effect van gif hangt van het volgende af: • Het doelwit – Chocola, bijvoorbeeld, wordt gemakkelijk gemetaboliseerd (verteerd) door mensen maar voor honden kan het fataal zijn; • De dosis –Zout is essentieel om te kunnen leven, maar als je er te veel van binnenkrijgt is het dodelijk; • Blootstelling – sommige gifstoffen zijn acuut toxisch, terwijl andere, zoals lood, zich geleidelijk vastzetten in het lichaamsweefsel en zo een cumulatief effect hebben, oftewel zich opstapelen. Na tot meel te zijn vermalen, zijn de zaden en stelen van de cycadeplant (Zamia roezlii) voor veel mensen een belangrijk voedingsmiddel. Ze bevatten echter een gevaarlijk zenuwgif dat zich in het lichaam ophoopt en verlies van spiercontrole kan veroorzaken. Door het langdurig te weken en herhaaldelijk te spoelen kan het meel wel veilig gegeten worden.
Zaden
Stam
Organismen scheiden gif af bijvoorbeeld via aanpassingen zoals hoektanden, hun ruggengraat of in zaden. Giftige dieren, zoals sommige slangen, maken gif aan en scheiden dat uit in de vorm van ingewikkelde biologische mengsels die hun prooi kunnen verzwakken, verlammen of zelfs kunnen doden. Veel toxines worden gebruikt als geneesmiddel, en heel veel meer worden ook nu nog bestudeerd.
Waar treffen we gifstoffen aan?
Omdat zij zich zo goed kunnen aanpassen, hebben gifstoffen zich onafhankelijk van elkaar in alle belangrijke levensvormen ontwikkeld. Een enorm aantal soorten - verspreid over vele groepen, waaronder amfibieën, vissen, kwallen, insecten, bacteriën, zwammen en planten - zijn giftig. • dieren: Sommige dieren, zoals bepaalde vlindersoorten (de Heliconius genaamd), halen hun gif uit hun omgeving of uit andere organismen. Andere maken hun eigen gif aan maar de meeste hebben twee eigenschappen gemeen: speciale klieren om gif aan te maken en iets scherps om het mee te injecteren. De typische tekening of felle kleuren van hun vleugels waarschuwen hun vijanden voor levensgevaar. • planten: In de loop van 450 miljoen jaren hebben planten een verbazingwekkende reeks chemische verdedigingsstoffen ontwikkeld tegen insecten, andere herbivoren (planteneters) en zelfs tegen andere planten.
• mineralen: Sommige metalen kunnen giftig zijn. Arsenicum, bijvoorbeeld, sijpelt in het grondwater vanuit plaatselijk gesteente. Kwik komt in de bodem en de lucht terecht door goudwinning en industriële processen, en belandt uiteindelijk in de oceanen en vervolgens in onze vis.
Hoe werken gifstoffen?
Gifstoffen hebben een heel verschillende werking op diverse biologische systemen. Zij worden gerangschikt naar de systemen die zij aantasten. Neurotoxines zoals strychnine (dat voorkomt in een Aziatische plant, de Strychnos nuxvomica) en het zware metaal kwik tasten het signaleringsmechanisme van zenuwen aan; cytotoxines zoals ricine (uit castorbonen) en arsenicum verstoren de celfunctie; en hemotoxines, , die worden aangetroffen in het speeksel van bloedzuigers, in de stekels van de Lonomia rups, en in veel slangengif verhinderen bloedstolling. Sommige gifsoorten, zoals dat van de meeste adders, combineren deze eigenschappen: zij tasten de zenuwen aan, hebben ook een vernietigende werking op de spieren (myotoxines) én zorgen er voor dat bloed niet meer stolt (hemotoxines).
Wat is de geschiedenis van gif in de maatschappij?
Eeuwenlang teelt of verzamelt de mens al planten die een genezende of schadelijke werking hebben. Toen men nog niet wist hoe gif werkte, dichtte men er vaak magische eigenschappen aan toe. Ontelbare sprookjes en legenden van overal ter wereld beschrijven mysterieuze drankjes die maken dat mensen dood lijken of onsterfelijk zijn geworden. Die verhalen gaan gepaard met betoverde voorwerpen, amuletten bijvoorbeeld, waarvan men geloofde dat zij de drager beschermden. Mythen en folklore boden een verklaring voor ziekte of dood, en sommige - vaak zeer onwaarschijnlijke - verhalen bevatten zelfs een kern van waarheid.
Hoe gebruiken we gif?
Soms is datgene wat een stof giftig maakt tegelijkertijd ook nuttig. Het gif van de kegelslak verlamt zijn prooi op een pijnloze manier, terwijl hetzelfde vergif bij medisch gebruik pijnsignalen blokkeert en de patiënt veel verlichting biedt. De mens heeft al duizenden jaren gif aan de natuur onttrokken en die in medicijnen gebruikt, of het als onkruidverdelger toegepast en zelfs als medicijn om de geestesgesteldheid te beïnvloeden. Sommige voor insecten schadelijke soorten gif vinden wij lekker, zoals munt, vanille, peper en kaneel. De ontdekking hoe gifstoffen functioneren is van onschatbare waarde geweest om te leren begrijpen hoe het menselijk lichaam werkt. Hoe de ontwikkeling van deze complexe biomoleculen tot stand is gekomen weten wij niet, omdat dit immers het resultaat is van een evolutie die miljoenen jaren heeft geduurd. Voorbeelden zijn het gif van de taxusboom dat wordt toegepast als kankermedicijn, gif van het Gilamonster dat als medicijn dient voor de behandeling van diabetes, en toxine uit bacteriën wat voor een hele reeks aandoeningen werkzaam is, variërend van infecties tot spasmen. De zoektocht naar nieuwe medicijnen uit natuurlijke toxines is nog maar net begonnen.
2d. Het interactieve toverboek: Al eeuwenlang kweken of verzamelen mensen planten die een genezende of ziekmakende werking hebben. Uw leerlingen kunnen de virtuele pagina’s van het ‘toverboek’ omslaan om kennis te vergaren over belladonna, dolle kervel, monnikskap en rododendron. Vraag hen wat de effecten van deze planten zijn op het lichaam, waarom ze giftig hemlock (Conium macultum) zijn, waarvoor ze zijn gebruikt, en wat hun plaats is in de mythologie en legendes. (bijv. dolle kervel bevat een gif dat werd gebruikt om mensen te kalmeren en spasmen te behandelen, maar ook de dood kon veroorzaken; de oude Griekse filosoof Socrates werd omgebracht door hem een brouwsel van dolle kervel te laten drinken). 2e. Tegengif en detectoren : In elke cultuur zijn er mensen die hun toevlucht zoeken tot “betoverde” voorwerpen en drankjes om zich tegen vergiftiging te beschermen. Laat uw leerlingen een overzicht maken van de hier getoonde voorbeelden en nagaan hoe ze werden gebruikt. ((bijv.: in Azië zouden zilveren lepels en eetstokjes van kleur veranderen als Jade drinkbekers werden er gif in het spel was. Veel mensen, onder wie in Europa aanbevolen, omdat men dacht dat de oude Egyptenaren, geloofden dat granaat die wijn konden zuiveren en giftige bestanddelen en smaragd tegen slangengif en ander gif zouden verwijderen. bescherming bood. In de Romeinse tijd dacht men dat wierook een tegengif was voor dolle kervel.).
3 Het opsporen van gif 3a. Schurken- & slachtoffergalerij : Van Cleopatra’s tijd tot in die van Napoleon zijn er door de geschiedenis heen vele gifmoorden gepleegd, die zeker niet allemaal zijn opgelost. Vraag uw leerlingen uit te zoeken en te bespreken hoe deze historische figuren kunnen zijn gestorven.
Zou arseenvergiftiging Napoleons dood hebben veroorzaakt?
3b. Leren begrijpen hoe gifstoffen werken (film) : In voorbije tijden wisten mensen weinig van wat giftig was en waarom. Tot aan het midden van de 19e eeuw, toen wetenschappers forensische middelen hadden ontwikkeld om gif in het menselijk lichaam vast te stellen, bleven veel sterfgevallen een raadsel.
4 Vergiftiging bij toeval 4a. Los de interactieve gevallen op : Opzettelijke vergiftigingen zijn tegenwoordig zeldzaam, maar het gebeurt wel dat iemand per ongeluk aan de gevolgen van gif sterft. Met behulp van de iPads kunnen leerlingen op zoek gaan naar bewijs, aanwijzingen vergelijken en afleidingsmanoeuvres uitsluiten om de oorzaak van vergiftiging bij een hond, een uil en bij Kapitein Cook te vinden. ( Let goed op de volgende tips, 1: De hond maakte de fout om te gaan spelen met een reuzenpad; deze verdedigde zich door sterke bufo-toxines uit te scheiden. Dit bleek uit het helderrood gekleurde tandvlees van de hond. 2: Een uil voedde zich met treurduiven die Deze heerlijke door jagers waren doodgeschoten. In de loop der tijd traktatie is dodelijk voor huisdieren. Het hoopte het lood van het schot hagel zich op in de uil. ingrediënt dat wij zo Bewijs hiervan gaf de lever van de uil, die door het lekker vinden, theolood groen van kleur was geworden. 3: Kapitein Cook bromine, veroorzaakt een hartinfarct bij proefde genoeg van de kogelvis om het zenuwgif honden. tetrodo-toxine binnen te krijgen, waardoor hij heel ziek werd. Dat verklaarde waarom hij tintelingen in handen en voeten kreeg.).
5 Gif voor goede doeleinden 5a. Model van taxus, levende dieren en panelen eromheen: Toxines die afkomstig zijn van planten en dieren, inclusief vloeibare gifstoffen, worden bestudeerd om aandoeningen als hoge bloeddruk, multiple sclerose en kanker te behandelen. Vraag leerlingen om de organismen in de ruimte goed te bekijken en uit te zoeken hoe de mens bij hun gif baat heeft. (bijv. Toxoïden, een mengsel van toxische alkaloïden van de taxusboom, kunnen bij mensen misselijkheid, overgeven, hartstilstand en zelfs de dood veroorzaken, maar medicijnen van één bepaald toxoïd beperken de uitzaaiing van zeer snel groeiende kankercellen. Het toxine geproduceerd door de Clostridium Botuline bacterie kan leiden tot spierverlamming en dood door verstikking. Anderzijds kan zorgvuldige toepassing spierspasmen, scheelkijken, kaakklem en andere aandoeningen stoppen en zelfs rimpels verminderen.).
Het gif van de kegelslak verlamt hun prooi, maar deze toxines kunnen ook pijnsignalen blokkeren, waardoor ze dus nuttig werken als verdovend middel.
Ontdek nog meer
Toxines in het gif van de zwarte mamba die pijnsignalen in het zenuwstelsel blokkeren kunnen als nieuwe pijnbestrijdingsmiddelen gaan dienen.
Ga eens kijken bij het Natuurhistorisch Museum in Rotterdam ! Ook hier zijn (geprepareerde) giftige organismen te zien, zoals het visje de kleine pieterman, de kompaskwal en de rugstreeppad.
VO O R EEN LES OVER DE TEN T O O N S T E L L I N G S E I T OP
1 Gif in de natuur
1a. Het Chocó Woud in Colombia: Organismen gebruiken gif om zichzelf te beschermen of hun prooi mee te vangen. Terwijl u met uw leerlingen door de tentoonstelling wandelt, zou u hen - om hen beter te laten kijken naar de vele giftige dieren en planten - vragen kunnen stellen als: Wat is het? Wie of wat is zijn doelwit? Hoe gebruikt de plant/het dier zijn gif en waarom? (een Kogelmier bijvoorbeeld (Paraponera clavata) gebruikt een uitschuifbaar ‘steekwapen’ in zijn onderbuik, waarmee hij een krachtig neurotoxisch gif in zijn prooi spuit. Soms is die prooi zelfs veel groter dan hijzelf. Gif van de beet van de agressieve zwerfspin (Phoneutria boliviensis) kan pijn, krampen, tremor en zelfs verlamming veroorzaken. De stekels van de zebravlinder-rups (Heliconius charitonia) en de oranjezwarte tekening van de passiebloemvlinder-rups (Dryas iulia) waarschuwen hun natuurlijke vijanden dat zij giftig zijn.)
Het gif op en binnenin de goudgele gifkikker (Phyllobates terribilis) beschermt hem tegen zijn vijanden en kan hartstilstand veroorzaken. Dat zijn gif zo sterk is komt door wat hij eet, waarschijnlijk zijn kevers hier de oorzaak van.
Deze kleine schorpioen met zijn dikke staart (Androctonus australis) gebruikt zijn angel en veel gevaarlijker gif - in tegenstelling tot de aan hem verwante grotere keizerschorpioen met forse klauwen - voornamelijk als verdedigingswapen.
De sprekende kleuren en scherpe stekels van de zebravlinder-rups (Heliconius charitonia) waarschuwt zijn vijanden voor zijn giftigheid. Zijn giftige cyanide is afkomstig van wat hij eet: de passiebloem.
1b. Co-evolutie in beeld: Deze korte video, “Een verhaal over gif- & antistoffen”, laat zien hoe co-evolutie leidt tot extreme giftigheid als verdedigingsmiddel.
2 Gif in Mythen & Legendes
2a. Diorama’s van de heksen van Macbeth, De Gekke Hoedenmaker, Sneeuwwitje, Keizer Qin: In een ver verleden (oftewel totdat bacteriën werden ontdekt) wist men niet of ziek zijn veroorzaakt werd door een bepaalde aandoening, door gif, of wellicht door magie. Verhalen over dramatische vergiftigingsgevallen zijn intrigerend omdat ze iets mysterieus of angstaanjagends hebben Van rond 1700 tot en met vroeg in de 20ste eeuw, werd in de hoedenmakerij het giftige en omdat vele een kern middel kwiknitraat gebruikt. Langdurige blootstelling hieraan leidt tot tremors, extreme geïr- van waarheid bevatriteerdheid, en stemmingswisselingen zoals de ten. Geef uw leerlingen Gekke Hoedenmaker die had in Alice Avonturen de opdracht om de in Wonderland. De schrijver Lewis Caroll, die in “magische” effecten te de buurt van de Engelse hoedenmakers-regio werd geboren, was regelmatig getuige van onderzoeken van de gifdeze tragische beroepsziekte. stoffen die in elk diorama worden beschreven. (bijv. de neurotoxines die door slangen en kogelvissen worden aangemaakt kunnen reversibele (omkeerbare) verlamming teweegbrengen, zoals de “slaap” van Sneeuwwitje.) 2b. Mediaprojectie Griekse aardewerken potten : Het gebruik van gif begon al in de oudheid. Leerlingen kunnen hier het verhaal van twee mythen volgen en zien hoe Hercules aan het gif kwam door het veelkoppige monster Hydra te doden, en hoe Medea gif gebruikte om wraak te nemen.
Hoe doodt Hercules uiteindelijk de veelkoppige slang Hydra?
2c. Gif in de literatuur: Schrijvers als Shakespeare tot en met Agatha Christie gebruiken gif in hun verhalen. Vraag uw leerlingen om met elkaar te bespreken hoe gif in dit soort verhalen figureert. (bijv. Harry Potter gebruikt een universeel tegengif, een ‘bezoar’, om zijn beste vriend, Ron Wemel van de vergiftigingsdood te redden)
BEREID U VOOR ! Plan uw bezoek. Informatie over reserveringen, (openbaar) vervoer, parkeren en groepsfaciliteiten kunt u vinden op onze website www.thepowerofpoison.nl. plan-your-visit/school-or-camp-group-visit. Lees vooral ook de Essentiële Vragen. tBekijk hoe u de tentoonstellingsthema’s in uw lesprogramma kunt verwerken. Bepaal vooraf wat u wilt dat uw leerlingen ervan opsteken. Bekijk van tevoren waar het lesmateriaal van de tentoonstelling over gaat, om te inventariseren wat de groep zoal tegen zal komen. Download Werkbladen (VO) en speurtochten (PO). Deze zijn bedoeld om vooraf, tijdens en na het bezoek aan de tentoonstelling te gebruiken. Besluit hoe uw klas de tentoonstelling gaat zien: • U en eventuele andere begeleiders kunnen de hierboven genoemde lesopties volgen. • Uw leerlingen kunnen zelfstandig of in kleine groepjes de werkbladen of speurtocht gebruiken. • Leerlingen kunnen zelfstandig of in groepjes de plattegrond gebruiken en zelf bepalen waar zij heen gaan.
BEGRIPPENLIJST
adaptatie/aanpassing: een erfelijke verandering die het vermogen van een individu of soort om in een omgeving te overleven verbetert aposematisme: of Aposematische kleuring is een term in de biologie en ecologie waarmee de felle lichaamskleur of tekening van dieren wordt aangeduid, die als een afschrikkingsstrategie werd ontwikkeld; het tegenovergestelde van camouflage co-evolutie: tis het proces in de evolutie waarbij twee of meer organismen zich voortdurend aan elkaar aanpassen, zoals dit gebeurt tussen planten en de insecten die hen bestuiven en bij roofdieren en hun prooi natuurlijke selectie: het proces waarbij organismen die zich beter aan hun omgeving hebben aangepast meestal overleven en meer nakomelingen produceren gif: een stof die op een ongewenste manier ingrijpt in een fysiologisch proces. (als het effect gewenst is, noemt men die stof een medicijn.) toxine: een bepaald moleculair bestanddeel van een gifstof dat een speciaal doel dient, zoals: • cytotoxines, die de celfunctie verstoren • neurotoxines, die het zenuwstelsel aantasten • hemotoxines, die zich richten op bloedcellen en deze vernietigen • myotoxines, die spieren aantasten • venom, giftige vloeistoffen, vaak combinaties van meerdere toxines, die geïnjecteerd worden door een beet of steek Het gif wordt aangemaakt en opgeslagen in deze klier.
KERNDOELEN Een bezoek aan de tentoonstelling sluit aan bij kerndoelen 4, 39, 40, 41 en 53 behorend bij het Besluit kerndoelen PO, opgesteld door het ministerie van OC&W. Voor het VO sluit het aan bij kerndoelen 4, 5, 29 en 31, opgesteld door het ministerie van OC&W.
Grote gifklier Deze krachtige spier evolueerde vanuit de kaaksluitspier maar is daarvan gescheiden.
Compressorspier
Gifkanaaltjes
Onder druk spuit het gif door deze kanaaltjes, waarna het uitmondt in de holle giftand en in de prooi wordt geïnjecteerd.
Giftand
De slang strekt zijn buisvormige giftanden volledig om het gif te injecteren; dit doet hij met een slaande beweging. De slang trekt zijn giftanden in als hij ze niet gebruikt.
Doorsnede kop gifslang
CREDITS Major funding has been provided by the Lila Wallace – Reader’s Digest Endowment Fund.
FOTO’S Spin, Zwarte Weduwe © Shutter stock. Belangrijke vragen: cycade, © New York Public Library. Lessen in de Tentoonstelling: geelgouden gifkikker, © AMNH/T. Grant; kleine gele schorpioen, © Shutterstock; zebravlinder-rups, © SuperStock/AGE Fotostock; Mallory Cravenette Hats, © Mariana Gatochy/Flickr; Griekse urn, © AMNH; dolle kervel, © Private Collection/The Stapleton Collection/The Bridgeman Art Library; jade drinkbeker, © AMNH/C.Chesek; Napoleon, © DEA Picture Library/AGE Fotostock; chocoladereep, © iStockphoto; kegelslak, © AMNH/C.Chesek. Achteromslag: gif dolle kervel, © Jérôme Moreaux/AGE Fotostock; illustratie gifschedel, © Ken Kardong.
© 2013 American Museum of Natural History. All rights reserved. XX%
Cert o. n XXX-XXX-XXX X
