©:  John Nyakatura
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Morphologie und Formengeschichte

Forschungsthema

In der Arbeitsgruppe (AG) wird parallel sowohl biologische Grundlagenforschung zu Form-Funktions-Beziehungen und Evolution der Wirbeltiere als auch die Reflektion dieses Forschungsprozesses insbesondere im Hinblick auf die dabei verwendeten Bilder betrieben. 

Funktionsmorphologische Forschung ist auf Bilder angewiesen: Strukturbeschreibungen erfolgen anhand von Zeichnungen und/oder anhand von 3D-Rekonstruktionen mit Hilfe bildgebender Verfahren; experimentelle Ergebnisse werden mittels Datengraphiken visualisiert; Modelle, Schemata, Animationen etc. werden genutzt, um neues Wissen zu generieren und es Kolleg_innen oder der Öffentlichkeit zu kommunizieren. In der AG werden sammlungsbasierte Fragestellungen und experimentelle Ansätze integriert. Daher kann dieses Forschungsprogramm exemplarisch hinsichtlich der in der organismischen Biologie verwendeten Bilder untersucht werden. 

Zielsetzung

Die interdisziplinäre Zusammensetzung der AG ermöglicht neben der funktionsmorphologischen Forschung auch die unmittelbare Beobachtung des Forschungsprozesses mit Fokus auf dem Einsatz von Bildern. 

Die in der AG durchgeführten Arbeiten zum Form-Funktions-Zusammenhang zielen auf ein vertieftes Verständnis evolutiver Anpassungen der Wirbeltiere. Anpassung ist ein Schlüsselkonzept in der Evolutionsbiologie, allerdings müssen bei deren Charakterisierung vielfältige Zwänge Berücksichtigung finden. Dies erfordert einen integrativen Forschungsansatz.

Das Ziel der parallel dazu durchgeführten bildwissenschaftlichen Analysen ist die Offenlegung der bildvermittelten Evidenzerzeugung. »Fertige« Bilder haben einen teilweise komplexen Entstehungsprozess hinter sich, wobei unterschiedlichste Interessen und Entscheidungen der beteiligten Bildgestalter_innen einfließen (bspw. Konventionen der Darstellung, Herausstellen eines besonders wichtigen Ergebnisses, unterschiedliche Verwendungsziele, technische Bedingungen der Bildherstellung). Transformationsschritte und »Löschungen« sind am fertigen Bild oft nicht rekonstruierbar. In der AG wird jeder Schritt der Bildgenese dokumentiert und befragt. 

Durchführung

Funktionsmorphologie der Wirbeltiere:

  1. Morphologisch disparate Spezies eines engeren Verwandtschaftskreises werden mit Hilfe von statistischer Gestaltanalyse identifiziert (geometrische Morphometrie). Basis sind Oberflächenmodelle, welche mit Hilfe eines transportablen Laserscanners (Skiron, Microscribe) in Sammlungen erstellt werden (bspw. Museum für Naturkunde, Berlin). Es wird überprüft, ob die Gestaltunterschiede mit unterschiedlicher Lebens- bzw. Fortbewegungsweise (bspw. grabend, kletternd, springend, etc.) korrelieren.
  2. Die identifizierten Arten werden einer eingehenden Strukturanalyse unterzogen: Skelettanatomie und –proportionen, Knochenmikrostruktur, Muskeltopographie, 3D-Faszikelrekonstruktion. Mittels beobachteter Strukturunterschiede werden Hypothesen zum Form-Funktionszusammenhang formuliert.
  3. In in-vivo-Experimenten werden die von der Anatomie abgeleiteten Hypothesen überprüft. Dazu werden Bewegungsstudien mittels Hochgeschwindigkeitsvideographie durchgeführt und dreidimensional ausgewertet. Synchron können Bodenreaktionskraftmessungen erhoben werden, die der biomechanischen Beschreibung (bis hin zur inversen Dynamik) dienen.

Bildwissenschaftliche Analyse der in der Funktionsmorphologie verwendeten Bilder:

  1. Um die historische Logik der in der Wirbeltiermorphologie verwendeten Bilder nachzuvollziehen, werden zunächst sämtliche relevanten Abbildungen aus zwei weit zurückreichenden Publikationsorganen (Journal of Morphology, Proceedings of the Royal Society) gesammelt und in einer ‚timeline‘ gegenübergestellt. Diese Aufstellung wird anschließend hinsichtlich der evolutionsbiologischen Ideengeschichte befragt; Konventionen und deren Brüche sowie variable und invariable Bildbestandteile werden identifiziert.  
  2. Aktuelle Forschungsarbeiten werden von der Konzeptionsphase bis zur Abgabe einer Abschlussarbeit hinsichtlich der Rolle bildlicher Darstellungen untersucht. Dabei stehen Stichwörter wie Abstraktion, Schematisierung, Transformation und Löschung im Interesse der bildwissenschaftlichen Untersuchung.
  3. Die Zusammenarbeit zwischen Naturwissenschaftler_innen und professionellen Illustrator_innen hat eine lange Geschichte. Es wird untersucht, unter welchen Bedingungen und bei welchen Zielsetzungen diese Art der Zusammenarbeit heute noch (bzw. wieder) möglich ist.

Ergebnissicherung

Die Arbeit der AG soll durch (interdisziplinäre) Fachpublikationen begleitet werden. Zudem wird eine interdisziplinäre Ausstellung mit Hilfe Studierender entstehen, die u.a. am Tieranatomischen Theater des Helmholtz-Zentrums für Kulturtechnik gezeigt werden soll und das spannungsgeladene Verhältnis von „Science“ und „Fiction“ bei der Fossilrekonstruktion sowohl aus biologisch-paläontologischer als auch aus bildwissenschaftlicher Sicht thematisieren soll.




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Interdisziplinäres Labor Schwerpunktleitung Formprozess & Modellierung, Vorstand Clusterprofessuren, Principal Investigators
Hermann von Helmholtz-Zentrum für Kulturtechnik Professuren
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