Byggingafræði
Byggingarformgerð (úr grísku μορφή, morphé = lögun, form og λόγος, lógos = orð, kenning, skynsemi) er rannsókn á uppbyggingu , formi og sköpun forms auk virkni lífveranna . Það er því of hátt á hagnýtri formgerð að ýmsar niðurstöður hagnýtra formfræðilegra rannsókna (t.d. einstakra líffæra) eru samþættar heildaruppbyggingu lífverunnar í sambandi við byggingarformgerðina. Hugtakið „byggingarformgerð“ var stofnað af Hermann Weber á fimmta áratugnum. [1]
Byggingarformgerð var síðar þróuð áfram af Tübingen fílafræðingnum Adolf Seilacher og líffræðinginum í Frankfurt, Wolfgang Friedrich Gutmann, í sjálfstæðar rannsóknaraðferðir fyrir paleontology og líffræði. Vinsælt afbrigði af byggingarformgerð er bionics , sem notar lögun, uppbyggingu og virkni lífvera til að hvetja tækjatækni, en að lokum leggur lítið af mörkum til að upplýsa frumlegar byggingar-líffræðilegar spurningar.
Hugtakið „byggingarformgerð“ er oft notað sem alhliða hugtak fyrir alls kyns mismunandi rannsóknaraðferðir sem fjalla um uppbyggingu og uppbyggingu lífvera í víðari merkingu. Val á hugtakinu „byggingarformgerð“ er þó ekki alltaf skynsamlegt. Hugmyndirnar Hermann Weber, Wolfgang Friedrich Gutmann og Adolf Seilacher tilheyra byggingarformgerðinni í þrengri merkingu, vegna þess að þau leyfa endurbyggingu þróunarferla í stað þess að halda sig við byggingarlýsingu nýlegra eða jarðefnavera. [2] Tengd hugtök eru mismunandi aðferðir við hagnýtur formgerð , hagnýtur formgerð / líffærafræði og lífverkfræði og nýlega einnig uppbyggingakenning lífvera.
Byggingarformgerð eftir Hermann Weber
Starf Hermann Webers skordýrafræðings í Tübingen hefur lykilstöðu í formfræðilegum hugtökum í dag. Hann var sá fyrsti sem gerði hugtakið byggingarformgerð með því að gagnrýna klassíska formfræði og benda á að formfræði ætti ekki aðeins að vera samanburðaraðferð, heldur ætti hún að fara út fyrir lýsingu og samanburð. Formfræðilegar rannsóknir, ef þær vilja halda gildi sínu sem sjálfstæðri grein, verða að taka mið af gangverki lífveru - það er ontogenetískri og þróunarlegri þróun hennar - sem og hagnýtum tengslum einstakra mannvirkja í heildarkerfi lífveru vera.
Max Hartmann skrifar eftirfarandi athugasemd í formála að Weber 1958 - eftir lífinu :
„Í þessum tveimur hlutum handritsins eru ekki aðeins heimspekilegar (vísindalega-fræðilegar) undirstöður formfræði og tengdra annarra líffræðilegra undirsvæða greind með skýrum og beinum hætti, nauðsynleg hugtök eru orðuð og skilgreind tvímælalaust, margvísleg tvímæli og mótsagnir sem fyrir eru skýrðar og snyrtilegur, heldur á sama tíma, nauðsynleg tengsl við aðrar líffræðilegar greinar, sem ekki má rjúfa, sýna fram á réttan hátt og afmarka greinilega. Ennfremur, frá æðra, hreinu heimspekilegu sjónarmiði, innihalda þessi ummæli að vísu miskunnarlaus, en göfug og réttmæt gagnrýni á hina misvísandi framsetningu hugsjóna- og þróunarfræðilegrar formfræði sem kom fram snemma á 19. og 20. öld.
Rannsóknarhugtak Webers var að mestu hunsað í líffræði og paleontology og kom ekki af stað endurskilgreiningunni sem hann vildi. Aðeins Adolf Seilacher og Wolfgang Friedrich Gutmann tóku tillögur Webers í eigin byggingarformfræðilegu hugtökum. Vegna snemma dauða Webers gat hann ekki þróað rannsóknaraðferðir sínar sjálfur. Í dag gerir brotakennd texti hans einnig erfitt fyrir að skilja fyrirhugaðar vinnubrögð.
Byggingarformgerð eftir Wolfgang Friedrich Gutmann
Byggingarformgerð Wolfgangs Friedrich Gutmanns , einnig þekkt sem „vökvakenning“, er kenningin um lögunina og aðferðirnar við mótun mynda í lifandi verum. Það leiðir til skilnings á lifandi verum sem hagnýtum heilum, nefnilega sem rekstrarlokuðum, orkubreytandi vökvaeiningum. Byggingarformgerð Gutmanns fjallar að lokum um spurningu sem ekki er hægt að svara með klassískum formfræðilegum aðferðum hreinnar lýsingar, þ.e.
Sem afleiðing af byggingarfræðilegri greiningu, er fræðileg líkan framsetning á líffærafræðilegum mannvirkjum fengin í óaðfinnanlegri og aflpassandi uppbyggingu sem tekur tillit til aðferða við myndun lögunar og hreyfigetu. Þetta svokallaða lífverulíkan er hvorki einföldun né ímynd þess lifanda sem verið er að skoða, heldur - í þekkingarfræðilegum skilningi - fyrirmynd til að takast á við mjög sérstakar spurningar.
Að sögn Gutmanns er það aðeins með slíkri fyrirmynd sem vísindaefnið og umfang þess eru ákvörðuð (eða, í þekkingarfræðilegum skilmálum: mynduð). Stjórnun lífvera sem vökva, rekstrarlega lokað orkubreytingarkerfi þjónar til að skoða og tákna samspil líffærafræðilegra mannvirkja í vökvakerfi. Héðan er hægt að koma með fullyrðingar um þróun tilkomu lífverulegra mannvirkja sem eru til skoðunar, þar sem þær geta ekki hafa komið upp á neinn handahófskenndan hátt: Hvert fyrirhugað millistig verður að hafa verið raunhæft, sem hægt er að réttlæta innan byggingar-formgerðar röksemdafærslunnar (t.d. hvernig hreyfðist fyrirhugaða millistærð, hvernig borðuðu þau o.s.frv.).
Í miðju þessarar byggingarfræðilegu nálgunar eru:
- meginreglurnar um líkamsvökva og ákvarðanir um vökvaform
- efnin sem mynda líkamann og líffærafræðileg mannvirki
- líkamsformið og samspil líffærafræðilegra mannvirkja
- aðferðir við orkuskipti
- lífveran sem hagnýt heild.
Byggingarformgerð eftir Adolf Seilacher
Byggingarformfræði Adolf Seilacher er einnig í hefð Herrmanns Webers. Með frekari þróun sinni á uppbyggingu íhugunarinnar, tók Seilacher sérstaklega til óaðlögunarþætti í formfræðilegri greiningu. Þetta fer út fyrir samanburð mannvirkja. Lögun og útlit lifandi veru eða harða hluta sem hún framleiðir eru í meginatriðum undir áhrifum af þremur þáttum: sögulegum- fylogenetískum þáttum, vistfræðilega aðlögunarþætti og uppbyggingarverkfræðilegum þáttum.
Sögulega-fylogenetíska þátturinn (söguleg þvingun) segir að sérhver uppbygging eigi sér langa þróunarsögu að baki. Mögulegar leiðréttingar eru því takmarkaðar. Dæmi getur skýrt þetta: brachiopods og kræklingur hefur hvor um sig tvær skelflikur. Í liðskiptum brachiopods myndast skelfliparnir tveir af einni möttulgrind við brúnir skeljarinnar. Allar þróunarbreytingar verða að byrja á þessari stillingu. Kræklingar mynda aftur á móti skeljar sínar úr tveimur möttulrásum meðfram brún möttlunnar. Öfugt við brachiopods fengu þeir tækifæri til að þróa siphons úr þessari tvöföldu möttulrás. Meira að undanförnu hefur þessi þáttur takmarkaðrar aðlögunarhæfni verið tekinn upp aftur með svokallaðri byggingarkenningu höfundanna Adrian Bejan og James H. Marden og bent á áhrif byggingarreglna á þróun.
Vistfræðilega aðlögunarþátturinn (hagnýtur þvingun eða aðlögunarþvingun) er miðpunktur hverrar aðgerðarfræðilegrar greiningar, sem einnig gegnir lykilhlutverki hjá Seilacher. Þessi þáttur hefur þau áhrif að mannvirki eru hönnuð á þann hátt að hún getur sem best sinnt hlutverki sínu (= verkefni í ákveðnu umhverfissamhengi).
Byggingarþátturinn (byggingarþvingun) tengist loks formfræðilegu mynstri eða mannvirki myndast sem nauðsynleg afleiðing af byggingarefninu sem notað er, eða sem afleiðing af formmyndunarframleiðsluferlum. Seilacher kallaði þetta tilbúnings hávaða . Vaxtarmynstur kræklingsskeljar myndast óhjákvæmilega þegar kalk myndast í lotum frá brún möttlunnar. Þetta má auðveldlega lýsa í hliðstæðu tilraun: Ef þú lætur fljótandi kertavax dreypa hægt í skál af vatni, þá skapast mjög sérstakt mynstur, sem í þessu tiltekna tilfelli líkist jafnvel vaxtarstrimlum á samloka skel. Uppbyggingartæknifræðilegi þátturinn gerir það ljóst að fjöldi af dæmigerðum notuðum eiginleikum framleiðir í raun verkfræðileg nauðsyn. Að hve miklu leyti slík „einkenni“ leyfa þá áreiðanlegar fullyrðingar um skyldleika eða fylgenetísk sambönd virðast meira en vafasöm á bak við þessar forsendur.
Aðal niðurstaða Seilacher er sú að lífverur geta ekki verið ákjósanlegar mannvirki, en - vegna þess að allir fyrrnefndir þættir virka á sama tíma - getur líkamssamsetning aðeins verið eins ákjósanleg í hverju tilfelli og samtímis áhrif hinna ýmsu þátta á formmyndun leyfir.
David M. Raup stækkaði hugmynd Seilacher um byggingarformgerð, sem venjulega er nefnd „Constructional Morphology“ í enskumælandi löndum, með tveimur þáttum, nefnilega tilviljun („tilviljun“) og einstaklingsbundnar aðlögun að sérstökum aðstæðum („svipgerð svörun“) . Aftur, þessir tveir þættir eru hannaðir til að koma í veg fyrir að mannvirki fái besta lögun fyrir framkvæmd verkefnis.
Í heild séð er hugtak Seilachers minna kenning á uppbyggingu líkamans (uppbyggingu) lífveru en kenningu um morfogenetísk áhrif á útlit núverandi mannvirkja lífveru, sérstaklega harða hluta hennar. Þess vegna mótaði Seilacher einnig hugtakið „morpho-dynamics“, sem ætti að draga „framleiðsluþáttinn“ meira til sögunnar. Það er einnig vegna þessa sem hugtakið „lífveruleg bygging“ er oft skilið sem mannvirki byggð af lífverum (kalk undirlag o.s.frv.) En ekki - eins og lagt var til í tengslum við hugmynd Gutmanns, sérstaka, vélrænt samhangandi uppbyggingu lifandi veru. Það er ekkert sjálfstætt lífveruhugtak í formgerð Seilachers. Hann lítur á lífveruna sem „svartan kassa“ sem ofangreindir þættir virka á meðan myndun myndast og að lokum leiða til viðkomandi niðurstaðna, þ.e. uppbyggingar harða hlutans sem finnast. Fyrir paleontological spurningar, í samhengi sem hugtakið var þróað, þessi nálgun er mikils virði, þar sem hún gerir manni kleift að einbeita sér að jarðefnafræðilegum mannvirkjum sem hægt er að finna og til að ákvarða formgerð þeirra. Verkið sem var búið til í samhengi við formgerðaskóla Seilacher veitir útskýringar og rammaaðstæður fyrir þróunarþróunina og hentugleika tiltekinna smíðaaðferða harðra hluta niður á smásjá.
Athugasemdir
Rit
- H. Weber: formgerð byggingar. Í: Zool. Jahrb. Deildarstjóri General Zool. Phys. Dýr. 1958, 68: bls. 1-112.
- N. Schmidt-Kittler, K. Vogel (ritstj.): Byggingarmyndfræði og þróun. Springer-Verlag, Berlín 1991, ISBN 3-540-53279-X .