Was ist das Ganze und was ist Teil?

Überlegungen zum Problem der biologischen Form
Elemente der Naturwissenschaft 72, 2000, S. 1-21 | DOI: 10.18756/edn.72.1

Zusammenfassung:

This study shows that regenerative and formative processes are subordinate to a higher ordering. An attempt is made here to answer the following questions: can formative processes be explained mechanically or physically? Are there any autonomous morphogenetic principles?

Of course, as regards their particulars, formative processes can (potentially) be described but not explained. Material processes have a complementary, albeit indispensable, character because in the development of totality they enable its manifestation. This requires an appropriate conceptual framework. Form as ontological entity represents more than the spatial boundaries of substance. Specific organic qualities like scaling and equifinality are described and their meaning is commented on. However, this creates the problem of finding an exact definition of this field concept. I have used the concept of the morphogenetic field, but approached it primarily from the philosophical angle, i.e. with respect to its status regarding form. What this field is or what it comprises and what properties it has remain unanswered. Thus it remains open as to what role, for instance, the master gene (Gilbert et al., 1966) plays in development and why some developmental processes can be regulated more strongly than others. The interplay between form and substance obeys certain laws which have yet to be discovered.
 

Referenzen
  • Aon, M. und Cortassa, S. (1997): Dynamical biological organisation. New York.
  • Artuchov V.G., Kowaleva, T.A. und Schmelev V.P. (1994): Biofizika. Voronez (Russisch).
  • Belintsev, B.N. (1991): The Physical Foundation of Biological Morphogenesis. Moskau (Russisch).
  • Belintsev, B.N., Beloussov, L. V. und Zaraiski A. G. (1987): Model of Pattern Formation in Epithelial Morphogenesis, J. Theor. Biol. 12, 369-395.
  • Beloussov, L. V. (1987): Die biologische Morphogenese. Moskau (Russisch).
  • Beloussov, L. V. (1989): Dynamical levels in developmental biology. In: Goodwirz B. und Webster G. (Hg.), Dynamical Structures in Biology, Edinburgh.
  • Beloussov, L. V. (1998): The Dynamic Architecture of a Developing Organism. Dordrecht.
  • Beloussov, L. V.‚ Saveliev‚ S.V., Naumidi, I. J.und Novoselov, V.V. (1994): Mechanical Stresses in Embryonic Tissues. Int. Rev. Cyt. 150, 134.
  • Bertalanffy, L. von, Beier W. und von Laue F. (1977): Biophysik des Fließgleichgewichtes. Leipzig.
  • Bockemühl, J. (1996): Wege der Anschauung zum Verständnis der Heilpflanzen und ihres Verhältnisses zum Menschen. In: Goedings, P. (Hg.): Wege zur Erkenntnis der Heilpflanze. Stuttgart.
  • Bode, P. und Bode, H. (1984): Patterning in Hydra. In: Malacinsky GM. (Hg.), Pattern Formation. A Primer in Developmental Biology, New York
  • Breckow, S. und Greinert, R. (1994): Biophysik. Eine Einführung. Berlin.
  • Bryant, P. J., Bryant, SV. und French, V. (1977): Biological Regeneration and Pattern Formation. Sci. Am. 237, 66-81.
  • Campbell, K.H., McWhir, J., Ritchie, W.A. und Wilmnt, J. (1996): Sheep Cloned by Nuclear Transfer from a Cultured Cell Line. Nature, 380, 64-66.
  • Carlson, B.M. (1986): Regeneration. Moskau.
  • Cherdantsev, V.G. und Scobeyeva, V.A. (1994): The Morphological Basis of Self Organisation. Riv. Biol. 87(1), 57-85.
  • Cooke, J. (1984): Morphallaxis and Early Vertebrate Development. In: Malacinsky, G.M. (Hg.), Pattern Formation. A primer in Developmental Biology, New York.
  • Cramer, F. (1989): Chaos und Ordnung. Stuttgart.
  • Cummings, F. (1989): On surface geometry coupled to morphogen. J. Theor. Biol. 144, 215-220.
  • Cammings, F. (1994): Aspects of growth and form. Physica D, 79, 146-163.
  • Driesch, H. (1894): Analytische Theorie der organischen Entwicklung. Leipzig.
  • Driesch, H. (1921): Philosophie des Organischen. Leipzig.
  • Driever, W. und Nüsslein-Vollbara, C. (1988): A gradient of bicoid Protein in Drosophila embryos. Cell 54, 83-93.
  • Dumont, J. N. und Yamada, T. (1972): Dedifferentiation of Iris Epithelial Cells. Dev. Biol. 29, 385401.
  • Eigen, M. und Schaster, P. (1979): The Hyperzycle. Heidelberg.
  • Fatuyma, D. J. (1990): Evolutionsbiologie. Basel.
  • Gierer, A. und M einkardt, H. (1972): A theory of Biological Pattern Formation. Kybernetik 12 (1), 309.
  • Gilbert, S. F. (1994): Developmental Biology. Sunderland, Mass.
  • Gilbert, S. F., Opitz J. M. und Raff RA. (1996): Resynthesizing Evolutionary and Developmental Biology. Dev. Biol. 173 (2), 357-372.
  • Gutmann, W.F. (1991): Constructional Principles and the Quasi-Experimental Approach to Organisms. In: Schmidt-Kittler, N. und Vogel, K. (Hg),:Constructional Morphology and Evolution, Berlin.
  • Goethe, J. W.von (1807): Ein Versuch, die Metamorphose der Pflanze zu erklären. Gotha.
  • Goethe, J. W. von (1975): Brief an den Kanzler Müller vom 19. Mai 1823. In: Steiner, R.: Goethes Naturwissenschaftliche Schriften, Bd. 2, 63f., Dornach.
  • Goodwin, B. (1988): Morphogenesis and Heredity. In: Ho M.W. und Fox S.: Evolutionary processes and methaphors. Chichester.
  • Goodwin, B. (1994): How the Leopard Changed its Spots. London.
  • Gurwitsch, A. (1931): Die histologischen Grundlagen der Biologie. Jena.
  • Haken, H. (1989): Die Entstehung der biologischen Information. Darmstadt.
  • Hall, B.K. (1994): Introduction. In: Hall, B.K. (Hg.), Homology: The Hierarchical Basis of Comparative Biology. San Diego.
  • Heine, H. (1997): Lehrbuch der biologischen Medizin. Stuttgart.
  • Heusser, P. (1994): Über die Versöhnung von Goethes Morphologie rnit der neueren Molekularbiologie in einer modernen Anthropologie. In: Gutmann WF: Morphologie und Evolution, Frankfurt am Main.
  • Hilaire, E. Geoffrey, saint (1828): Sur le principe de l’unité de composition organique. Paris.
  • Iavoice, L. (1992): Morphogenesis and Biological Feature of Hydra. In: Rossomando, E. und Alexander, K. (Hg.), Morphogenesis. New York.
  • Kammerer, P. (1919): Das Gesetz der Serie. Stuttgart.
  • Kauffman, S. A. (1984): Pattern Generation and Regeneration. In: Malacinski, GM. (Hg.), Pattern formation. A primer in Developmental Biology. New York.
  • Kauffman, S. A. (1992): The Origins of Order. Self-Organisation and Selection in Evolution. New York.
  • Kauffman, S. A. (1996): Der Öltropfen im Wasser. München.
  • Kiene, H. (1996): Der Universalienstreit in Biologie und Medizin. In: Goedings, P. (Hg.): Wege zur Erkenntnis der Heilpflanze. Stuttgart.
  • Korochkin, L. J. (1999): Einführung in die Entwicklungsgenetik. Moskau (Russisch).
  • Küppers, B.O. (1988): Ordnung aus dem Chaos. München.
  • Küppers, B.O. (1990): Leben=Physik+Chemie? München.
  • Labas, U. und Beloassov, L. (1993): Über einige Probleme des Meinhardt-Gierer Reaktion-Diffusion Modells bei der Betrachtung der Morphogenese von Hydra. Ontogenez, 27, 305-306.
  • Lehmann H. J. (1992): Die vitalistische Grundfrage und ihr Verhältnis zur Molekularbiologie. Bern.
  • Lönnig, W.G. (1988): Artbegriff und Schöpfung, Köln.
  • MacWilliams, H.K. (1983): Numerical Simulation of Hydra Head Regeneration Using a Proportion Regulating Version of the Gierer-Meinhardt Model. J. Theor. Biol. 99 (4), 681-703.
  • Mahner, M. und Bunge, M. (1996): Foundation of Biophilosophy. Berlin.
  • Malacinski, E. (1984): Pattern Formation. New York.
  • Maynard Smith, J. und Szathrnary, E. (1996): Evolution. Heidelberg.
  • Mayr, E. (1982): The Growth of Biological Thought. Cambridge.
  • Meinhardt, H. (1982): Models of Biological Pattern Formation. London.
  • Müller, W.A. (1997): Developmental Biology. New York.
  • Müller, WA. (1998): Entwicklungsbiologie. Berlin.
  • Murray, ].D. (1990): Developmental Biology, Discussion. Bull. Math. Biol.
  • Nuccitelli, R. (1992): Endegenous ionic currents and DC electric fields in multicellular animal tissues. Bioelectromagnetics, Suppl. 1.
  • Opas, M. (1989): Expression of the Differentiated Phenotype by Epithelial Cells in vitro Is Regulated by Both Biochemistry and Mechanics of Substratum. Dev. Biol. 131, 281-293.
  • Owen, R. (1848): Report on the Archetype and Homologies of the Vertebrate Sceleton. London.
  • Panchen, AL. (1994): Richard Owen and the Concept of Homology. In: Hall, B.K. (Hg.), Homology: The Hierarchical Basis of Comparative Biology, San Diego.
  • Pischinger, A. (1990): Das System der Grundregulation. Heidelberg.
  • Polteva, D.G. (1996): Transdifferenzierung bei Hydroiden. Ontogenez, 27, 17-21.
  • Portmann, A. (1961): Tiergestalt. Freiburg i. Br.
  • Raff, RA. (1996): The Shape of life: Genes, Development, and the Evolution of Animal Form. Chicago.
  • Raff, E. C., Popodi, E.M., Sly, B. J., Turner, FR., Vilinski, J. T. und Raffl RA. (1999): A Novel Ontogenetic Pathway in Hybrid Embryos Between Species With Different Development. Development 126 (9), 1937-1945.
  • Root-Bernstein, R.S., Patrick F., Dillon, P.F. (1997): Molecular complementarity I: the complementarity theory of the origin and evolution of life. J. Theor. Biol. 188(4), 447479.
  • Sachs, L. (1995): The adventures of a biologist: prenatal diagnosis, hematopoesis, leukemia, carcinogenesis and tumor supression. Adv. Cancer Res. 66, 140.
  • Saunders, P. (1989): Mathematical Structuralism and the Formal Cause in Biology. In: Goodwin, B., Wehster, G. und Sihatani, A.(Hg): Dynamical Structures in Biology. Edinburgh.
  • Shapiro, R. (1987): Schöpfung und Zufall. München.
  • Sheldrake, R. (1990): Das Gedächtnis der Natur. München
  • Spemann, H. (1936): Experimentelle Beiträge zu einer Theorie der Entwicklung. Berlin.
  • Spirov, A.V. (1993): Changes of initial symmetry in the pattern-form interaction model of Sea urchin early development. J. Theor. Biol. 161, 491-504.
  • Steiner, R. (1887): Grundlinien einer Erkenntnistheorie der Goetheschen Weltanschauung, GA 2, Dornach 1978.
  • Steiner, R. (1894): Die Philosophie der Freiheit. GA 4, Dofnach 1987.
  • Steiner, R. (1924): Mein Lebensgang, GA 28, Dornach 1983.
  • Tokin, BP. (1974): Somatische Embryogenese und Morphogenese während der regulativen und regenerativen Vorgänge. Leningrad (Russisch).
  • Thom, R. (1975): Structural Stability and Morphogenesis. New York.
  • Thompson D’Arcy, W. (1952): Über Wachstum und Form. Redaktion und Vorwort von Adolf Portmann. Basel.
  • Troll, W. (1937): Eine vergleichende Morphologie der höheren Pflanzen. Berlin.
  • Tsonis, RA. (1996): Limb Regeneration. Cambridge.
  • Turing, A. (1992): Morphogenesis. Amsterdam.
  • Vaviloff, N. (1923): The Law of homological Series. Genetics 12, N1.
  • Verhulst, J. (1994): Der Glanz von Kopenhagen. Stuttgart.
  • Volkenstein, M. (1994): Physical Approach to Biological Evolution. Berlin.
  • Wolpert, L. (1991): Regisseure des Lebens. Heidelberg.
  • Wooley, RG. (1980): Quantum Dynamics of Molecules. New York.
  • Zavarzin, A. (1925): Der Parallelismus der Strukturen als ein Grundprinzip der Morphologie. Zeit schr. Wissensch. Zool., Bd. 124.