Definícia alometrie, rovnice a príklady



alometría, označuje sa tiež ako alometrický rast, označuje rozdielnu rýchlosť rastu v rôznych častiach alebo rozmeroch organizmov počas procesov zúčastňujúcich sa na ontogenéze. Podobne je možné ho chápať vo fylogenetických, intra- a interspecifických kontextoch.

Tieto zmeny v diferenciálnom raste štruktúr sú považované za lokálne heterochróny a majú zásadnú úlohu v evolúcii. Tento fenomén je v prírode veľmi rozšírený, a to tak u zvierat, ako aj u rastlín.

index

  • 1 Základy rastu
  • 2 Definície alometrie
  • 3 Rovnice
    • 3.1 Grafické znázornenie
    • 3.2 Interpretácia rovnice
  • 4 Príklady
    • 4.1 Pazúr na husle
    • 4.2 Krídla netopierov
    • 4.3 Extrémy a hlava u ľudí
  • 5 Referencie

Základy rastu

Pred stanovením definícií a dôsledkov alometrického rastu je potrebné pamätať na kľúčové pojmy geometrie trojrozmerných objektov..

Predstavme si, že máme kocku hrán L. Povrch obrázku bude teda 6L2, kým bude hlasitosť L3. Ak máme kocku, kde hrany sú dvojnásobné oproti predchádzajúcemu prípadu (v zápise by to bolo 2)L) plocha sa zvýši o faktor 4 a objem o 8.

Ak zopakujeme tento logický prístup s guľou, dostaneme rovnaké vzťahy. Môžeme konštatovať, že objem rastie dvakrát viac ako plocha. Ak takto budeme mať 10-násobnú dĺžku, objem sa zvýši 10-krát viac ako povrch.

Tento jav nám umožňuje pozorovať, že keď zväčšíme veľkosť objektu - či už je nažive alebo nie - jeho vlastnosti sú modifikované, pretože povrch sa bude líšiť iným spôsobom ako objem..

Vzťah medzi povrchom a objemom je uvedený v princípe podobnosti: "podobné geometrické obrazce, povrch je úmerný štvorcu lineárneho rozmeru a objem je kockou toho istého"..

Definície alometrie

Slovo „alometria“ navrhol Huxley v roku 1936. Odvtedy sa vyvinula séria definícií zameraných z rôznych uhlov pohľadu. Termín pochádza z koreňov griella Allos čo znamená iné a Metron čo to znamená opatrenie.

Slávny biológ a paleontológ Stephen Jay Gould definoval alometriu ako "štúdium zmien v pomeroch korelovalo s odchýlkami vo veľkosti".

Allometria sa dá chápať ako ontogenéza - keď sa relatívny rast vyskytuje na individuálnej úrovni. Podobne, keď sa diferenciálny rast vyskytuje v niekoľkých líniách, alometria je definovaná pod fylogenetickou perspektívou.

Tento jav sa môže vyskytnúť aj v populáciách (na úrovni vnútrodruhovej) alebo medzi príbuznými druhmi (na medzidruhovej úrovni)..

rovnice

Bolo navrhnutých niekoľko rovníc na vyhodnotenie alometrického rastu rôznych štruktúr tela.

Najobľúbenejšou rovnicou v literatúre na vyjadrenie alometrie je:

y = bxna

Vo výraze, x a a a sú dve merania tela, napríklad hmotnosť a výška alebo dĺžka končatiny a dĺžka tela.

V skutočnosti, vo väčšine štúdií, x je to miera týkajúca sa veľkosti tela, ako je hmotnosť. Cieľom je teda preukázať, že predmetná štruktúra alebo opatrenie má nepomerné zmeny celkovej veľkosti organizmu.

Premenná na v literatúre je známe ako alometrický koeficient a opisuje relatívne rýchlosti rastu. Tento parameter môže mať rôzne hodnoty.

Ak sa rovná 1, rast je izometrický. To znamená, že štruktúry alebo rozmery vyhodnotené v rovnici rastú rovnakou rýchlosťou.

V prípade hodnoty priradenej premennej a Má vyšší rast ako rast x, alometrický koeficient je väčší ako 1 a hovorí sa, že existuje pozitívna alometria.

Na rozdiel od toho, keď je vzťah exponovaný vyššie opačný, alometria je záporná a hodnota na má hodnoty menšie ako 1.

Grafické znázornenie

Ak vezmeme predchádzajúcu rovnicu na reprezentáciu v rovine, dostaneme krivočiary vzťah medzi premennými. Ak chceme získať graf s lineárnym trendom, musíme použiť logaritmus v oboch pozdravoch rovnice.

Pomocou uvedenej matematickej liečby dostaneme riadok s nasledujúcou rovnicou: log y = záznam b + a záznam x.

Interpretácia rovnice

Predpokladajme, že hodnotíme formu predkov. Premenná x predstavuje veľkosť tela organizmu, zatiaľ čo premenná a predstavuje veľkosť alebo veľkosť niektorých charakteristík, ktoré chceme hodnotiť, ktorých vývoj začína vo veku na a prestať rásť b.

Procesy súvisiace s heterochróniami, a to ako s poreomorfózou, tak s peramorfózou vyplývajú z evolučných zmien v oboch uvedených parametroch, buď v rýchlosti vývoja alebo v trvaní vývoja v dôsledku zmien parametrov definovaných ako na alebo b.

Príklady

Pazúr z husľového kraba

Alometria je fenomén, ktorý je v prírode veľmi rozšírený. Klasickým príkladom pozitívnej alometrie je husarský krab. Ide o skupinu kôrovcov, ktorí patria do rodu Uca, najobľúbenejším druhom Uca pugnax.

U mladých mužov zodpovedajú pinzety 2% tela zvieraťa. Ako jednotlivec rastie, svorka rastie disproporčne, vo vzťahu k celkovej veľkosti. Nakoniec môže svorka dosiahnuť až 70% telesnej hmotnosti.

Krídla netopierov

Rovnaká udalosť pozitívnej alometrie sa vyskytuje v falangoch netopierov. Členovia týchto lietajúcich stavovcov sú homológni s našimi hornými končatinami. V netopieroch sú tak falangy neprimerane dlhé.

Aby sa dosiahla štruktúra tejto kategórie, rýchlosť rastu falangov by sa mala zvýšiť v evolučnom vývoji netopierov..

Extrémy a hlava u ľudí

V nás, ľudia, existujú aj alometrie. Myslite na novorodenca a na to, ako sa budú časti tela líšiť z hľadiska rastu. Končatiny sa počas vývoja predlžujú, než iné štruktúry, ako napríklad hlava a trup.

Ako vidíme vo všetkých príkladoch, alometrický rast významne mení proporcie tiel počas vývoja. Keď sa tieto sadzby upravia, forma pre dospelých sa podstatne zmení.

referencie

  1. Alberch, P., Gould, S. J., Oster, G.F., & Wake, D.B. (1979). Veľkosť a tvar ontogenézy a fylogenézy. Paleobiology, 5(3), 296-317.
  2. Audesirk, T., & Audesirk, G. (2003). Biológia 3: evolúcia a ekológia. Pearson.
  3. Curtis, H., & Barnes, N. S. (1994). Pozvánka na biológiu. Macmillan.
  4. Hickman, C.P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Integrované zásady zoológie. McGraw-Hill.
  5. Kardong, K. V. (2006). Stavovce: porovnávacia anatómia, funkcia, evolúcia. McGraw-Hill.
  6. McKinney, M.L., & McNamara, K.J. (2013). Heterochrony: vývoj ontogenézy. Springer Science & Business Media.