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Ingmar Werneburg &
Oliver Betz (Hrsg.)
Phylogenie,
Funktionsmorphologie
und Bionik
Schriften zum 60. Phylogenetischen
Symposium in Tübingen
Scidinge Hall
Ingmar Werneburg &
Oliver Betz (Hrsg.)
Phylogenie,
Funktionsmorphologie
und Bionik
Schriften zum 60. Phylogenetischen
Symposium in Tübingen
Scidinge Hall
2020
ISBN: 978-3-947020-10-2
© 2020 Scidinge Hall Verlag Tübingen
www.scidinge-hall-verlag.de
Alle Rechte bei den Autoren
Das Titelbild zeigt im Hintergrund einen Ausschnitt der Panzerstruktur des Fos-
sils Henodus chelyops (nach Westphal 1975, zitiert von Werneburg 2020: dieses
Buch). Im Vordergrund ist der Panzer des gleichen Tiers als Kunstwerk zu sehen
und wurde von Tomohiro Tachi für den Origami-Kachel-Wettbewerb und den
Wettbewerb für prähistorische Tiere ausgenommen Dinosaurier geschaffen
(Lizenz CC BY-NC 2.0). H. chelyops (Sauropterygia, Placodontia) ist ein einzigarti-
ger obertriassischer Saurier, der – monotypisch – nur in Tübingen-Lustnau ge-
funden wurde. Mit acht Exemplaren stellt er eines der bedeutendsten Fossilien
der Paläontologischen Sammlung in Tübingen dar und wurde auch als Emblem
des 60. Phylogenetischen Symposiums in Tübingen 2018, auf dem dieses Buch
beruht, gewählt. Sein Panzer ist dem der Schildkröten nicht homolog; andere
konstruktive Besonderheiten wurden evolviert, die auch für die Bionik inspirie-
rend wirken können (vgl. Kapitel 17).
7
Aus: Werneburg I., Betz O. (2020). Phylogenie, Funktionsmorphologie und Bionik. Schriften
zum 60. Phylogenetischen Symposium in Tübingen. Scidinge Hall Verlag Tübingen, 332
Seiten. ISBN: 978-3-947020-10-2
INHALT
1. Vorwort:
Funktionsmorphologie und Bionik im Kontext der Phylogenetik 009
Ingmar Werneburg, Oliver Betz
Theoretischer Teil
2. Zur Vorgehensweise bei Natur-Technik-Vergleichen 017
Werner Nachtigall
3. Konstruktionslehre, Bionik und phylogenetische Aspekte 027
Manfred Drack, Oliver Betz, James H. Nebelsick
4. Biomimetik und Funktionsmorphologie: ein unzertrennliches Paar? 039
Anita Roth-Nebelsick
5. Funktionelle Morphologie als Brücke zwischen Bionik- und 063
Phylogenieforschung?
John A. Nyakatura, Jan Wölfer
Spezieller Teil
6. Aus der Vergangenheit für die Zukunft lernen: Fossile Pflanzen als 079
Ideengeber für biomimetische Materialien und Strukturen
Thomas Speck, Tom Masselter
7. Die Epiphyten in den Baumkronen des brasilianischen Küstenregen- 097
waldes als Modelle zur Gewinnung und Einsparung von Wasser
Martin Ebner, Fernando Poli, Rosana Keil, Rainer Radtke, Tatiana Miranda
8. Phylogenie, Biomechanik und Disparität – Auf dem Weg zu einem 119
quantitativen Verständnis makroevolutiver Trends in der
Konstruktionsmorphologie von Insekten
Alexander Blanke
9. Adaptation abgeflachter Seeigel an ihr Habitat und deren 141
strukturelle Interpretation
Tobias B. Grun, James H. Nebelsick
10. Bionik der Färbung bei Wirbeltieren 147
Jindřich Brejcha, Karel Kleisner
Ingmar Werneburg & Oliver Betz
8
11. Das Säugergebiß als morphologisches Paradigma 165
Wolfgang Maier
12. Funktionsmorphologische Forschung mit Hilfe biomechanischer 187
Ansätze im Rahmen der Phylogenie und ontogenetischen
Entwicklung zum Vertebraten
Ulrich Witzel
13. Alte Knochen, neue Methoden – computergestützte Unter- 221
suchungen der Funktionsmorphologie im Laufe der Evolution
Stephan Lautenschlager
14. Der Hals als Bioinspiration für technische Innovationen 237
Christine Böhmer
15. Der Schildkrötenpanzer als Modell für Bionik, 249
Biomechanik und skeletale Plastizität
Gerardo Antonio Cordero
16. Zur funktionellen und evolutionären Morphologie des 259
Atemapparates der Schildkröten
Markus Lambertz
17. Konsequenzen der Panzer-Produktion auf die Radkettenmechanik und 277
deren Wirkung auf terminale Greifarm-Effizienz bei Schildkröten
Ingmar Werneburg
18. Autorenportraits 317
317
Aus: Werneburg I., Betz O. (2020). Phylogenie, Funktionsmorphologie und Bionik. Schriften
zum 60. Phylogenetischen Symposium in Tübingen. Scidinge Hall Verlag Tübingen, 332
Seiten. ISBN: 978-3-947020-10-2
Autorenportraits
Prof. Dr. Oliver Betz
Geb. 1964 in Braunschweig; 1983 bis 1990 Studium
der Biologie an der Technischen Universität Braun-
schweig und der Philipps-Universität Marburg. Pro-
motion 1994 im Fach Zoologie an der Universität
Bayreuth. Zwischen 1995 und 2004 wissenschaftli-
cher (Ober-) Assistent an der Christian-Albrechts-
Universität Kiel; dort Habilitation 2002 in den Fä-
chern Zoologie und Ökologie; 1999-2001 Auslands-
aufenthalt am Field Museum of Natural History
(Chicago, USA) im Rahmen eines DFG-Forschungs-
stipendiums. Seit 2004 Professor für Evolutionsbiologie der Invertebra-
ten an der Eberhard-Karls-Universität Tübingen. Forschungsschwer-
punkte: Morphologie, Ökologie und Evolution der Insekten, insbesonde-
re ökologische und funktionelle Morphologie, Ultrastrukturforschung
und Bionik.
Dr. Alexander Blanke
2001-2007 Studium der Biologie (Diplom) an der
Universität Bonn und am Zoologischen
Forschungsmuseum Alexander Koenig (ZFMK),
Bonn. 2007-2008 Wissenschaftlicher Mitarbeiter am
ZFMK. 2008-2013 Doktorand am ZFMK. 2013-
2014 Wissenschaftlicher Mitarbeiter in der
Arbeitsgruppe von Prof. Misof am Zoologischen
Forschungsmuseum Alexander Koenig (ZFMK),
Bonn. 2014-2015 Wissenschaftlicher Mitarbeiter in
der Arbeitsgruppe von Prof. Machida, University of
Tsukuba, Japan. 2015-2017 Wissenschaftlicher Mitarbeiter in der
Arbeitsgruppe von Prof. Fagan, University of Hull, UK. Seit 2018 Grup-
penleiter eines ERC starting grant an der Universität Köln. Die AG Blanke
ist ausgerichtet auf die morphologische Erforschung der Evolution und
Diversifikation der Insekten unter Anwendung und teilweise auch Ent-
Autorenportraits
318
wicklung moderner Analyseabläufe aus den Bereichen 3D-Modellierung
und Rekonstruktion, Mechanik, und Morphometrie.
Dr. Christine Böhmer
2004 bis 2007 Bachelor of Science Technische Uni-
versität München (Geowissenschaften). 2007 bis
2009 Master of Science Ludwig-Maximilians-Uni-
versität München (Geologische Wissenschaften).
2010 Forschungsaufenthalt (DAAD Stipendium) an
der University of Chicago bei Prof. Neil Shubin.
2011 bis 2013 Doktorandenstipendium der Studien-
stiftung des deutschen Volkes. 2013 Promotion
(summa cum laude) Ludwig-Maximilians-Universität
München (Paläontologie) bei Prof. Oliver Rauhut
und Prof. Gert Wörheide. 2014 Postdoktoranden-Stipendium am RI-
KEN Institut Kobe in Japan (Prof. Shigeru Kuratani). Seit 2015 PostDoc
am Centre National de la Recherche (CNRS) und dem Muséum National
d’Histoire Naturelle Paris in Frankreich (Arbeitsgruppe Dr. Anthony
Herrel). 2019 Forschungsgastprofessorin an der Universität Wien bei
Prof. Jürgen Kriwet. Forschungsschwerpunkte: Evolution der Zähne,
Anatomie und funktionale Morphologie des Bewegungsapparates der
Säugetiere und insbesondere die Evolution und Biomechanik der Wirbel-
säule bei Tetrapoden.
Dr. Jindřich Brejcha
Geb. 1986 in Prag/Tschechien. 2008-2019 Biologi-
estudium and der Fakultät für Wissenschaften, Karls
Universität, Prag. 2016-2019 angestellt als Wissen-
schaftler am Institut für Zoologie am Prager Na-
tionalmuseum. Gegenwärtig ist er angestellt in der
Abteilung für Biophysische Chemie am Jaroslav
Heyrovsky’s Institute for Physical Chemistry in Prag.
Brejcha ist an theoretischer und evolutionärer Biolo-
gie im Allgemeinen interessiert, vor allem am Mecha-
nismus der Farbproduktion bei Tieren und an der
Biologie der Archelosaurier.
Autorenportraits
319
Dr. Gerardo Antonio Cordero
2009 Bachelor in Environmental Sciences an der
Oregon State University/USA. 2015 Promotion in
Ecology and Evolutionary Biology am Department
of Ecology, Evolution, and Organismal Biology der
Iowa State University, USA. Nach einem Postdoc
(2015-2017) am Department of Biology der Lund
Universität in Schweden nahm er 2018 ein Alexan-
der von Humboldt-Stipendium an, um am
Fachbereich Geowissenschaften der Universität Tü-
bingen zu verschiedenen Aspekten der Schildkrö-
tenevolution und -entwicklung zu arbeiten.
Dr. Manfred Drack
Geb. 1972. 1991 Matura an der Höheren Techni-
schen Lehranstalt für Maschinenbau (HTL), Wels.
Erdwissenschaften- und Biologiestudium an den
Universitäten Innsbruck, Salzburg, Wien, Lund und
Reading (UK). 2002 Promotion über „Bionik und
Ecodesign“ an der Universität Wien. 1998-2005
Projektmitarbeiter zu nachwachsenden Rohstoffe
und Ecodesign bei der Gruppe Angepaßte Techno-
logie (GrAT), TU Wien. 2002-2009 selbständige
Tätigkeit. 2005-2007 Projektmitarbeiter und -leiter
zum Thema „Systemtheorie heute“ bei Rupert Riedl, Universität Wien.
2009-2010 Projektmitarbeiter zum Thema „Transformation wissen-
schaftlichen Wissens in den Lebenswissenschaften: Das Verständnis der
lebenden Zelle im Wandel“, Universität Rostock. 2011-2014 Projektleiter
im FWF Projekt „Systeme in der Biologie – Wie können frühe theoreti-
sche Ansätze zu aktuellen Versionen der Systembiologie beitragen?“,
Universität Wien. Seit 2015 Projektmitarbeiter im SFB/TRR 141
„Biological Design and Integrative Structures“, Universität Tübingen.
Lehrtätigkeit im Bereich Bionik an den Universitäten Tübingen und
Wien.
Autorenportraits
320
Dr. Martin Ebner
1992-2000 Studium der Biologie (Diplom) und Geo-
logie (Diplom) an der Eberhardt-Karls Universität
Tübingen. Promotion 2005 im Fach Geoökologie
über Vegetationsdynamik auf dem Araukarienwald-
hochplateau Südbrasiliens. 2005-2008: Dozent und
Koordinator des Studiengangs Geoökologie an der
Universität Tübingen. 2008-2011 Post-Doc beim
BMBF-Projekt „3-D Biofilter“. In dieser Zeit meh-
rere Feldkampagnen in der Wüste Namib und im
brasilianischen Küstenregenwald zur Untersuchung
von Pflanzen als biologische Vorbilder zur Entwicklung effektiver Nebel-
kollektoren. 2011 bis 2019 Wissenschaftler und Dozent an der Universi-
tät Tübingen und Hochschule für Forstwirtschaft Rottenburg. For-
schungsschwerpunkte: Rekonstruktion der Dynamik terrestrischer Öko-
systeme, Partikeltransport durch Wasser und Luft, Wasserhaushalt von
Pflanzen an Extremstandorten, Bionik und Agroforstsysteme.
Dr. Tobias B. Grun
Geb. 1984 in Stuttgart, 2009 bis 2015 Studium der
Biologie an der Universität Konstanz und der Eber-
hard Karls Universität Tübingen. Bachelor und Mas-
ter of Science in Biologie mit dem Fokus auf verglei-
chender Prädation und Taphonomie von irregulären
Seeigeln. Während des Studiums intensive Koopera-
tionen mit Ingenieuren und Architekten der Univer-
sität Stuttgart im Feld der Biomimetik. Promotion
2018 in den Geowissenschaften an der Eberhard Karls Universität Tü-
bingen mit dem Schwerpunkt Strukturmechanik und Biomimetik von
Seeigel-Skeletten. Seit 2019 Post-Doc in dem National Science Foundati-
on geförderten Projekt “Evolutionary Significance of Biotic Interactions”
an der University of Florida (USA). Forschungsschwerpunkte: Evolution
und Ökologie von Seeigel-Gemeinschaften und Prädation, Funktions-
morphologie und Biomimetik.
Autorenportraits
321
Rosana Keil
Geb. 1989 in Arroio do Meio, Brasilien. 2013 bis
2019 Studium der Verwaltungswissenschaften und
Biologie an der Universidade do Vale do Taquari
UNIVATES in Lajeado, Brasilien. Während dieser
Zeit angestellt bei der Gemeinde Estrela. Beteiligt an
verschiedenen Umweltverträglichkeitsstudien und
Feldkampagnen zur Charakterisierung der Gehölz-
flora Südbrasiliens. Morphologische Studien an E-
piphyten im atlantischen Regenwald und in den
Araukarienwäldern Südbrasiliens. Momentan befaßt
mit der Auswirkungen toxischer Agrochemikalien auf die Bienenfauna
Südbrasiliens und Möglichkeiten zur nachhaltigen Nutzung des atlanti-
schen Küstenregenwaldes durch Agroforstsysteme.
Doz. Dr. Karel Kleisner
Geb. 1979 in Brüx (Most)/Tschechien. Karel Kleis-
ner arbeitet am Institut für Philosophie und Ge-
schichte der Wissenschaften, Karls Universität Prag.
Er konzentriert sich v.a. auf die Überschneidung von
evolutionärer und theoretischer Biologie, evolu-
tionärer Psychologie, Morphologie und der Kombi-
nation all dieser Disziplinen – während er in
gewissem Maße auch vom historischen Erbe kontinentalen biologischen
Denkens inspiriert ist. Kleisner promovierte im Bereich der Philosophie
und Geschichte der Wissenschaften an der Karls Universität in Prag,
während er seinen Master-Abschluß in der Biologie erhielt. In den letzten
Jahren beschäftigte sich seine Arbeit mit der äußeren Erscheinung von
Organismen, z.B. der interkulturellen Wahrnehmung von menschlichen
Gesichtern, der Rolle der Augenfarbe in der biologischen und kulturellen
Evolution der Menschen sowie der ökologische Variation des Ultravio-
letts in den Flügelmustern von Schmetterlingen.
Autorenportraits
322
Dr. Markus Lambertz
Geb. 1984 in Stolberg (Rheinland). Lambertz stu-
dierte ab 2004 Biologie in Bonn und schloß sein Stu-
dium 2010 in den Schwerpunktfächern Zoologie,
Paläontologie und Geologie mit einer Diplomarbeit
über die phylogenetische Verwertbarkeit der Lun-
genmorphologie der Schildkröten in der Arbeits-
gruppe von Steven F. Perry ab. Daran schloß sich
ein Forschungsaufenthalt im Labor von Tiana
Kohlsdorf in Ribeirão Preto (Brasilien) an, was den
Grundstein für seine 2015, ebenfalls durch Perry
betreute Promotion mit einer Dissertation zur funktionellen und evoluti-
onären Morphologie des Atemapparates der Amnioten legte. Seitdem ist
er assoziierter Postdoktorand in der Sektion Herpetologie des Zoologi-
schen Forschungsmuseums Alexander Koenig in Bonn. Nach einem kur-
zen Aufenthalt als Gastdozent an der Universidade Federal de Viçosa in
Brasilien kehrte er nach Bonn zurück und trat dort 2016 seine derzeitige
Assistentenstelle in der Arbeitsgruppe von Michael H. Hofmann an.
In seiner Forschung befaßt sich Lambertz weiterhin mit der evolutionä-
ren und funktionellen Morphologie der Schädeltiere. Zu den vergleichen-
den Studien am Atemapparat schließen sich entsprechende Untersuchun-
gen am Integument an. Hinzu kommen verschiedentlich Arbeiten zu
taxonomischen, nomenklatorischen sowie wissenschaftshistorischen
Fragestellungen.
Autorenportraits
323
Dr. Stephan Lautenschlager
Der gebürtige Münchener kommt ursprünglich aus
dem Bereich der Daten- und Informationstechnolo-
gie und arbeitete mehrere Jahre als Softwareentwick-
ler bis er sich 2003 entschloß, seiner Begeisterung
für Paläontologie und Fossilien hauptberuflich nach-
zugehen. Er schloß sein Diplom in Geologie/
Paläontologie 2008 an der Ludwig-Maximilians-
Universität München ab und promovierte von 2010
bis 2013 an der University of Bristol in England über
die Biomechanik pflanzenfressender Dinosaurier.
Seit 2017 ist Stephan Lautenschlager als Dozent für Paläobiologie and der
University of Birmingham tätig. Sein Forschungsschwerpunkt liegt in der
Anwendung computergestützter Methoden zur Untersuchung der Funkti-
onsmorphologie fossiler Wirbeltiere.
Prof. Dr. Wolfgang Maier
Geb. 1942 in Horb am Neckar. 1962 bis 1966 Studi-
um der Biologie, Chemie, Geographie und Anthro-
pologie in Tübingen. 1966 bis 1969 Promotion über
ein primatologisches Thema an der Dr. Senckenber-
gischen Anatomie in Frankfurt am Main (bei Prof.
Dietrich Starck). 1970 Postdoktoranden-Stipendium
am Bernard Price-Institute in Johannesburg (Südafri-
ka); dort Bearbeitung plio-pleistozäner Cercopitheci-
den, dabei auch Kontakt zur Paläanthropologie und
zur Paläontologie der Therapsiden. 1971 Wissen-
schaftlicher Assistent an der Dr. Senckenbergischen Anatomie, 1973 Er-
nennung zum Professor für Humananatomie. 1980 Habilitation im Fach
Anatomie. 1987 Berufung auf den Lehrstuhl für Spezielle Zoologie an der
Universität Tübingen. 2007 Emeritierung. 2009 Ernennung zum Ehren-
mitglied der ‚Society of Vertebrate Paleontology‘. Neben diversen Studien
zur Morphologie der Primaten (Gebiß, Bewegungsapparat, Gesichtsschä-
del und Nasenregion) ab den 80er Jahren neuer Forschungsschwerpunkt
auf vergleichend-ontogenetischen Untersuchungen an Marsupialiern; die-
se führten konsequenterweise zur Beschäftigung mit der Evolutionsbiolo-
Autorenportraits
324
gie der frühen Säugetiere. Dabei wurden insbesondere die anatomischen
Anpassungen der unreifen Jungtiere an das aktive Milchsaugen als Schlüs-
selereignis bei der Entstehung der Säugetiere aufgefaßt. Generelles Inte-
resse an der Wechselbeziehung zwischen ontogenetischer Anpassung und
evolutiver Transformation sowie an einem ganzheitlichen Organismus-
konzept.
Dr. Tom Masselter
Geb. 1975 in Pétange (Luxemburg), studierte Palä-
ontologie an der Universität Wien und promovierte
2006 in Biologie an der Universität Freiburg. Tätig-
keit als Akademischer Rat am Lehrstuhl für
„Botanik: Funktionelle Morphologie und Bionik“
unter der Leitung von Prof. Dr. Thomas Speck an
der Universität Freiburg. Kernaufgaben sind neben
der Lehre die Durchführung und Koordination von
Forschungsprojekten im Bereich funktionelle Mor-
phologie, Biomechanik und insbesondere Bionik.
Tom Masselter ist seit November 2007 Vorstandsmitglied im baden-
württembergischen Kompetenznetz Biomimetik „Pflanzen und Tiere als
Ideengeber für die Entwicklung neuer Materialien und Technologien“.
Für seine Forschungen im Bereich Bionik und Biomechanik wurde er mit
mehreren Wissenschaftspreisen ausgezeichnet.
Autorenportraits
325
Dr. Tatiana Miranda
Geboren in Porto Alegre, Brasilien. 1996-2000 Stu-
dium der Biologie an der Pontificia Universidade
Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS) in Brasilien.
1999-2002 Studienaustausch mit der Eberhard Karls
Universität Tübingen und Beteiligung an der Be-
standsaufnahme epiphytischer Orchideen im Arau-
karienwald Südbrasiliens. 2003-2005 Masterstudium
Zoologie an der PUCRS. 2008-2009 Feldforschung
in der Namib-Wüste zur Untersuchung der Wasser-
beziehungen des Dünengrases Stipagrostis sabulicola.
2009-2013 Dissertation an der Eberhard Karls Universität Tübingen, zum
Thema „Water relations of Lianas“. 2014-2016 Postdoc Projekt in einer
Vereinbarung zwischen der EKUT und der Päpstlichen Katholischen
Universität Rio de Janeiro (PUC-Rio) zum Thema „Bromelien als biologi-
sches Modell in der Biomimetik“. Ab 2017 angestellt von Senckenberg-
HEP an der Universität Tübingen.
Prof. Dr. Werner Nachtigall
Geb. 1934, studierte an der Universität und der
Technischen Universität München Naturwissen-
schaften in der Kombination Biologie, Chemie, Geo-
graphie für das Staatsexamen und Zoologie, Physik
und Humanphysiologie für die Promotion, die er
1959 mit einem bewegungsphysiologischen Thema
abschloß (Biophysik der Schwimmens). Parallel dazu
erfolgte eine Ausbildung in Technischer Physik mit
dem Schwerpunkt Strömungsmechanik an der Tech-
nischen Universität München. Nach Assistentenjah-
ren am Zoologischen Institut (Prof. Autrum) und am Strahlenbiologi-
schen Institut (Prof. Hug) der Uni München habilitierte er sich, ebenfalls
mit einem bewegungsphysiologischen Thema (Tierflug), und verbrachte
als Associate Professor ein Forschungsjahr an der University of Califor-
nia, Campus Berkely (Prof. Wilson). Einen Ruf an die Universität des
Saarlands in Saarbrücken nahm er an, einen weiteren zurück nach Mün-
chen und sonstige Angebote lehnte er ab. Mit mehreren Arbeitsgruppen
Autorenportraits
326
widmete er sich mit neu ausgearbeiteten Methoden der Biophysik des
Insekten- und Vogelflugs, des Schwimmens von Fischen, Quallen und
Wasserkäfern und der Biostatik von Gräsern. Schwerpunkte waren meh-
rere Jahre lang die Energetik und Physik des Langstreckenflugs der Haus-
taube und des Sammelflugs der Honigbiene. Es entstanden etwa 150 Ori-
ginalarbeiten. Über die Technische Biologie kam er zur Bionik. Einer
seiner Interessensschwerpunkte war die Bau-Bionik. Er arbeitete nicht
auf Patente in seinem engeren Fachbereich hin, sondern versuchte in
langjähriger Tätigkeit mit zahlreichen Vorträgen, Büchern und Rundfunk-
und Fernsehsendungen, das gesamte Fach in Wissenschaft und Gesell-
schaft zu verankern. Nach seiner Emeritierung widmete er sich weiter
experimentellen Analysen zum Beispiel der Anemochorie von Pflanzen-
Diasporen und Dokumentationen, zum Beispiel dem Insektenflug in der
freien Natur, sowie der Wissensvermittlung in Wort und Buch. Als Wis-
senschaftsautor war er mit mehreren Dutzend Büchern erfolgreich. Er ist
Träger zahlreicher Auszeichnungen und Mitglied mehrerer Akademien
und Vereinigungen.
Prof. Dr. James H. Nebelsick
Geb. 1960 in Berlin; 1978 bis 1981 Studium der
Geowissenschaften am Queens‘ College, University
of Cambridge, England. 1981 BA (1985 MA). 1982
Postgraduate Worker für Geschichte und Philoso-
phie der Naturwissenschaften, University of Edin-
burgh, Schottland. Diplom (1983-1989) und Disser-
tation (1989-1992) am Institut für Paläontologie,
Universität Wien. 1993-1999 Assistent am Institut
für Geowissenschaften der Universität Tübingen;
Habilitation in Paläontologie und Historischen Ge-
ologie. 1999-2003 Gastprofessor an den Universitäten Wien, Münster,
Innsbruck und Stuttgart. Seit 2003 Professor für Invertebratenpaläonto-
logie und Paläoklimatologie an der Universität Tübingen. Forschungs-
schwerpunkte: Paläoökologie, Taphonomie, Karbonatsedimentologie,
Funktionsmorphologie und Biomimetik.
Autorenportraits
327
Prof. Dr. John A. Nyakatura
John Nyakatura, Jahrgang 1979, ist Juniorprofessor
für Morphologie und Formengeschichte an der
Humboldt-Universität zu Berlin. Nach dem ersten
Staatsexamen für das Lehramt an Gymnasien in den
Fächern Biologie und Geographie (2006) promovier-
te er mit einer Dissertation über die funktionelle
Morphologie und Evolution des Bewegungsappara-
tes der Faultiere in der Arbeitsgruppe von Martin
Fischer am Institut für Spezielle Zoologie und Evo-
lutionsbiologie der Friedrich-Schiller-Universität
Jena (2010). In dieser Zeit führte er auch ein mehrmonatiges Feldfor-
schungsprojekt zum Bewegungsverhalten von Krallenäffchen am Amazo-
nas durch. Nach einer zwischenzeitlichen Beschäftigung in einem DFG-
geförderten Projekt zur Funktion und Biomechanik des Bewegungsappa-
rates der Vögel arbeitete er bis 2014 in einem bei der Volkswagenstiftung
selbst eingeworbenen Projekt zur Rekonstruktion der Fortbewegung ei-
nes Stammgruppenvertreters der Amniota. Seine Forschungen, insbeson-
dere eine interdisziplinäre Zusammenarbeit mit einer Biorobotik-
Arbeitsgruppe, wurden zudem durch ein Postdoktorandenstipendium der
Daimler und Benz Stiftung unterstützt. 2014 erhielt John Nyakatura den
Ruf an den Exzellenzcluster „Bild Wissen Gestaltung: ein interdisziplinä-
res Labor“ der HU Berlin als Brückenjuniorprofessor zwischen Zoologie
und Kunst- und Bildgeschichte. Seit 2019 ist er Principal Investigator am
Exzellenzcluster „Matters of Activity: Image Space Material“. Der For-
schungsschwerpunkt seiner Arbeitsgruppe ist die Evolution der Säugetie-
re, wobei auch neue Analysetechniken und epistemische Grundlagen in
Zusammenarbeit mit den Gestaltungsdisziplinen, der Informatik und den
Geisteswissenschaften erprobt und beforscht werden.
Autorenportraits
328
Fernando Poli
Geboren 1988 in Porto Alegre, Brasilien. 2007-2013
Studium der Biologie an der Universidade do Vale
do Taquari (UNIVATES) in Lajeado, Brasilien.
2009-2010 Studium der Biologie und der Geowissen-
schaften an der Eberhard Karls Universität Tübin-
gen im Rahmen eines Austauschprogramms. 2007-
2008 Projekt zur Analyse von Kohlepartikeln in For-
mationen des oberen Paläozoikums im Paranabe-
cken. 2009-2010 Praktikant im Projekt 3D Biofilter
an der Universität Tübingen. 2012-2014 Charakteri-
sierung der Anurenfauna in der Mata Atlântica. 2004-2014 Ökophysiolo-
gische Studien an Epiphyten im Rahmen von geoökologischen Gelände-
praktika der Universität Tübingen in Südbrasilien. 2103-2015 Biologe bei
der Gemeinde Lajeado. 2015 Gründung der Firma “Sustentare”. Seither
Durchführung einer Vielzahl von Umweltverträglichkeitsprüfungen in
Südbrasilien als selbständiger Biologe. Mein besonderes Interesse gilt
Möglichkeiten der nachhaltigen Nutzung meiner Heimatregion durch
Agroforstsysteme. Dazu führe ich im Projektgebiet “Nossa Terra”
Pflanzversuche und Sukzessionsstudien durch.
Dr. Rainer Radtke
Geb. 1958 in Biberach an der Riß. Radtke studierte
Biologie in Tübingen bis zum Vordiplom, führte
dann sein Studium als Stipendiat an der University of
Oregon in Eugene weiter, bevor er zum Hauptstudi-
um nach Tübingen zurückkehrte. 1985 ging er zur
Datenerhebung für die Diplomarbeit an die Zoolo-
gisch-Botanische Stiftung (FZB) nach Porto Alegre
und schloß das Diplom in Tübingen über eine räu-
berisch lebende Art stachelloser Bienen ab. 1988
kehrte er nach Brasilien als DAAD-Promotions-
stipendiat zurück und setzte die Arbeiten an stachellosen Bienen fort,
dieses Mal an der katholischen PUCRS-Universität, einer Tübinger Part-
neruniversität. In diesem Zeitraum arbeitete er daran mit, eine über das
MWK und der Universität Tübingen finanzierte Forschungsetage in ei-
Autorenportraits
329
nem Biologieneubau an der PUCRS zu konzipieren, einzurichten und
auszustatten. Ab 1992 folgte auf dem Planalto das Araucárias die Planung
eines Schutzgebiets mit der Forschungsstation Pró-Mata, die 1996 einge-
weiht wurde. Zwischen 1994 und 1998 arbeitete Radtke in einer TV-
Filmproduktionsfirma für wissenschaftlichen Film als Biologe. Der Fir-
meninhaber Kurt Hirschel war als Kameramann sieben Jahre mit Hans
Hass auf den Xarifa-Expeditionen unterwegs und für Horst Stern bei
„Sterns Stunde“ aktiv gewesen. Ab 1989 organisiert und leitet Radtke die
zoologische Brasilienexkursion, an die sich ab 2002 das geoökologische
Gelände-Praktikum, ebenfalls in Brasilien, anschließt. Er führt dieses zu-
sammen mit Dr. Martin Ebner durch.
PD Dr. Anita Roth-Nebelsick
Geb. 1962 in Bonn. 1988 Biologie Diplom
(Universität Bonn). 1993 Promotion (Universität
Tübingen, Prof. V. Mosbrugger) zum Thema des
Wasserleitsystems früher Landpflanzen. 2000 Habili-
tation an der Universität Tübingen (Paläontologie,
Paläobiologie und Biomechanik, Fakultäten für Bio-
logie und Geowissenschaften) zum Thema „The
significance of flow processes for evolution and
‘design‘ of organisms“. 2004-2009 Leiter der Projektgruppe „Funktionelle
Morphologie und Biomimetik“ an der Universität Tübingen. Seit 2009
Kurator für Fossile Pflanzen am Staatlichen Museum für Naturkunde
Stuttgart. Forschungsschwerpunkte: pflanzlicher Wasser- und Gastrans-
port, Grenzflächeneffekte an inneren und äußeren pflanzlichen Oberflä-
chen, funktionelle Morphologie fossiler Pflanzen, pflanzenbasierte Palä-
oklima-Proxydaten.
Autorenportraits
330
Prof. Dr. Thomas Speck
Geb. 1957 in Karlsruhe, studierte Diplom-Biologie
an der Universität Freiburg, promovierte 1990 und
habilitierte 1996 im Fach Botanik & Biophysik. Nach
einer Gastprofessur an der Universität Wien wurde
er 2001 auf Professuren an der HU Berlin und der
Universität Freiburg berufen, wo er bis 2006 Profes-
sor für Botanik und Direktor des Botanischen Gar-
tens war. 2006 erhielt er einen Ruf auf einen Lehr-
stuhl an die FU Berlin und als Leitender Direktor des
Botanischen Gartens/Botanischen Museums Berlin-
Dahlem, entschied sich aber als Direktor am Botanischen Garten Frei-
burg zu bleiben und hat seit Oktober 2006 den Lehrstuhl für „Botanik:
Funktionelle Morphologie und Bionik“ inne. Er ist Sprecher des baden-
württembergischen Kompetenznetzes Biomimetik und Vizepräsident von
‚BIOKON international‘, sowie stellvertretender Vorsitzender der Gesell-
schaft für Technische Biologie und Bionik. Außerdem ist er Direktori-
umsmitglied des Freiburger Zentrums für interaktive Werkstoffe und
bioinspirierte Technologien (FIT), wissenschaftliches Mitglied im Frei-
burger Materialforschungszentrum (FMF) und einer der Sprecher des
Exzellenzclusters „Living, Adaptive and Energy-autonomous Materials
Systems (livMatS)“. Für seine Forschungen im Bereich Bionik und Bio-
mechanik sowie für seine Verdienste um Botanische Gärten wurde er mit
mehreren Wissenschaftspreisen ausgezeichnet. Er hat mehr als 270 Publi-
kationen in ‚peer reviewed‘ Zeitschriften und Büchern.
PD Dr. Ingmar Werneburg
Geb. 1981 in Erfurt. Studium der Biologie & Ur-
und Frühgeschichte in Jena, Spezialisierungen in
Evolutionärer Zoologie, Embryologie und Ökologie.
2007 Diplomarbeit zur Kiefermuskulatur Horn-
hechtartiger Fische (AGs Martin S. Fischer, Lennart
Olsson). 2007-2010 Promotion in Zürich bei
Marcelo R. Sánchez-Villagra über die Embryologie
und Kopfanatomie der Schildkröten; Zusammenar-
beit mit Torsten M. Scheyer. 2011 Postdoc in Kōbe/
Autorenportraits
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Japan bei Shigeru Kuratani zur Schädelbildung bei Landwirbeltieren.
2012-2013 Postdoc bei Walter G. Joyce in Tübingen zur Halsbewegung
rezenter und fossiler Schildkröten. 2014-2015 Postdoc in Zürich und Ber-
lin, u.a. Arbeiten zur Evolution embryonaler Rhythmen bei der Organbil-
dung von Säugetieren und Reptilien. Seit 2016 Kurator der Paläontologi-
schen Sammlungen am Senckenberg Centre for Human Evolution and
Palaeoenvironment und Dozent für Zoomorphologie an der Universität
Tübingen, hier 2018 Habilitation im Fach Paläobiologie. Bereits seit 2007
intensiver Kontakt mit Wolfgang Maier in Tübingen. Werneburg er-
forscht evolutionsbiologische Aspekte der organismischen Strukturbil-
dung. Dabei werden zoologische, ontogenetische und paläontologische
Fragen unter einem ganzheitlichen Blickwinkel bearbeitet. Werneburgs
besonderes Interesse gilt der Morphologie der Schläfenregion bei Land-
wirbeltieren. Er ist privat schriftstellerisch und verlegerisch tätig.
Prof. Dr.-Ing. Ulrich Witzel
Geb. 1937 in Wuppertal, kriegsbedingter Aufenthalt
in Ostpreußen und Thüringen, 1961 bis 1966 Studi-
um des Maschinenbaus an der Technischen Univer-
sität Darmstadt mit der Vertiefungsrichtung Aerody-
namik und Flugtriebwerksbau. 1967 bis 1971 Assis-
tent an der Ruhr-Universität Bochum, Fakultät Ma-
schinenbau, ab 1972 Akademischer Rat/Oberrat.
1975 bis 2006 Dozent für Konstruktionslehre, Fa-
kultät Elektrotechnik. 1978 bis 1980 Promotion im
Fach Konstruktionstechnik. 1980 Gründer der For-
schungsgruppe für Biomechanik und deren Leiter bis heute. 1988 bis
2007 Dozent für „Precision Engineering“ im Lehrbereich „Computational En-
gineering“. 1990 bis 1997 Dozent für Biomechanik an den medizinischen
Fakultäten der Universitäten Witten und Bochum. 1996 bis heute Dozent
für Biomechanik (Analyse und Synthese biomechanischer Konstruktio-
nen) für Studierende der Ingenieurwissenschaften, Medizin und Biologie.
1997 Gastprofessur an der Universität Athen. Sachverständiger an Ge-
richten: Deutschland (Oberlandesgerichte), USA (Prime Court). Acht
erteilte Primärpatente für chirurgische Anwendungen. Präparator und
Demonstrator für den Einsatz künstlicher Kreuzbänder in Kursen für
Chirurgen und technische Assistenz während Kniegelenkoperationen.
Autorenportraits
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Entwickler der Finiten Elemente Struktur Synthese (FESS) und der The-
orie der Leichtbaukonstruktion der Knochen unter Biegeminimierung.
Ab 2004 Mitglied der DFG Forschergruppe 533 „Biology of the Sau-
ropod Dinosaurs: The Evolution of Gigantism“. 2007 Gastprofessur für
Biomechanik an der University of Hull (Vereinigtes Königreich) und da-
rauf folgende Honorarprofessur. 2012 Honorarprofessur an der Ruhr-
Universität Bochum. 2007 bis 2019 vier DFG-Projekte mit vier Dokto-
randen.
M.Sc. Jan Wölfer
Geb. 1988, Doktorand an der AG Morphologie und
Formengeschichte der Humboldt-Universität zu
Berlin. Nach dem Bachelorstudium der allgemeinen
Biologie an der Martin-Luther-Universität in Halle
(bis 2012) studierte er ‚Evolution, Ecology and Systema-
tics‘ an der Friedrich-Schiller-Universität in Jena mit
dem Schwerpunkt Funktionelle Morphologie der
Tiere (bis 2014). Darauf folgte ab 2014 eine Tätig-
keit als wissenschaftlicher Mitarbeiter an der AG
Morphologie und Formengeschichte, gefördert
durch das Exzellenzcluster „Bild Wissen Gestaltung: ein interdisziplinä-
res Labor“. Damit verbunden promoviert er seitdem über funktionelle
Anpassungen der proximalen Extremitätenknochen von Hörnchenver-
wandten (Sciuromorpha). Die Dissertation stellt im Speziellen den Ein-
fluß des Bewegungsverhaltens und der Körpergröße auf die Ausprägung
diverser Knochenmerkmale in einen makroevolutiven Kontext. Phyloge-
netisch informierte statistische Methoden (phylogenetic comparative
methods) ermöglichen dabei die Berücksichtigung des phylogenetischen
Erbes sowie homoplastischer Evolutionstendenzen.
Der Bionik liegt die Annahme zugrunde, daß die belebte Natur durch evolu-
tionäre Veränderungen optimierte Strukturen und Prozesse entwickelt, von
denen der Mensch für seine Technik lernen kann. Um die Funktionalität ei-
ner biologischen Struktur für die Bionik umfangreich zu durchschauen und
nutzbar zu machen, ist es notwendig, sowohl die phylogenetischen Zusam-
menhänge als auch die Verflechtung organischer Strukturen und ihrer Funk-
tionen in Zeit und Raum (Ontogenese, Phylogenese) im Sinne eines ganz-
heitlichen Organismuskonzeptes zu ergründen. So können Fehlinterpretatio-
nen in der Bionik umgangen und die Effizienz technischer Umsetzungen
verbessert werden. Umgekehrt ist die technische Seite auch für die Biologie
von größtem Nutzen, indem physikalische Begrifflichkeiten und grundlegen-
de Prinzipien glossarisch in die Biologie eingeführt werden. Solche abstrakt
formulierten Wirkprinzipien zwingen den Biologen zu einem objektivierten
Zugang an seinen Studienorganismus, was dabei helfen kann, neue funkti-
onsmorphologische Zusammenhänge zu erkennen und stammesgeschicht-
lich begründete Ableitungen neu zu überdenken.
Mit Beiträgen von:
Oliver Betz, Alexander Blanke, Christine Böhmer, Jindřich Brejcha, Gerardo
Antonio Cordero, Manfred Drack, Martin Ebner, Tobias B. Grun, Rosana
Keil, Karel Kleisner, Markus Lambertz, Stephan Lautenschlager, Wolfgang
Maier, Tom Masselter, Tatiana Miranda, Werner Nachtigall, James H. Nebel-
sick, John A. Nyakatura, Fernando Poli, Rainer Radtke, Anita Roth-
Nebelsick, Thomas Speck, Ingmar Werneburg, Ulrich Witzel, Jan Wölfer
Scidinge Hall
ISBN: 978-3-947020-10-2
20 €
