Definicija alometrije, jednadžbe i primjeri



alometría, također se naziva alometrijski rast, odnosi se na diferencijalni stupanj rasta u različitim dijelovima ili dimenzijama organizama tijekom procesa uključenih u ontogenezu. Isto tako, može se razumjeti u filogenetskim, intra i međuvrsnim kontekstima.

Ove promjene u diferencijalnom rastu struktura smatraju se lokalnim heterohronijima i imaju temeljnu ulogu u evoluciji. Fenomen je široko rasprostranjen u prirodi, kako u životinjama tako iu biljkama.

indeks

  • 1 Temelji rasta
  • 2 Definicije alometrije
  • 3 Jednadžbe
    • 3.1 Grafički prikaz
    • 3.2 Tumačenje jednadžbe
  • 4 Primjeri
    • 4.1 Kandža violinskog raka
    • 4.2 Krila šišmiša
    • 4.3 Ekstremiteti i glava kod ljudi
  • 5 Reference

Osnove rasta

Prije utvrđivanja definicija i implikacija alometrijskog rasta, potrebno je zapamtiti ključne pojmove geometrije trodimenzionalnih objekata.

Zamislimo da imamo kocku rubova L. Dakle, površina figure će biti 6L2, dok je glasnoća L3. Ako imamo kocku gdje su rubovi dvostruko veći od prethodnog slučaja, (u notaciji to bi bilo 2L) površina će se povećati za faktor 4, a volumen za faktor 8.

Ako ponovimo ovaj logički pristup s kuglom, dobit ćemo iste odnose. Možemo zaključiti da volumen raste dvostruko više nego područje. Na taj način, ako imamo dužinu koja se povećava 10 puta, volumen će se povećati 10 puta više od površine.

Ovaj fenomen dopušta nam da primijetimo da kad povećamo veličinu objekta - bilo da je živ ili ne - njegova se svojstva modificiraju, jer će površina varirati na drugačiji način od volumena.

Odnos između površine i volumena izražen je u načelu sličnosti: "slične geometrijske figure, površina je proporcionalna kvadratu linearne dimenzije, a volumen je kubi iste".

Definicije alometrije

Riječ "alometrija" predložila je Huxley, 1936. godine. Od tada je razvijen niz definicija, fokusiranih s različitih gledišta. Izraz potječe od korijena griella Allos što znači drugo, i Metron što znači mjera.

Poznati biolog i paleontolog Stephen Jay Gould definirao je alometriju kao "proučavanje promjena u omjerima u korelaciji s varijacijama u veličini".

Allometrija se može razumjeti u smislu ontogeneze - kada se relativni rast dogodi na individualnoj razini. Slično tome, kada se diferencijalni rast javlja u nekoliko linija, alometrija se definira pod filogenetskom perspektivom.

Također, fenomen se može pojaviti u populacijama (na intraspecifičnoj razini) ili između srodnih vrsta (na međupredmetnoj razini).

jednadžbe

Predloženo je nekoliko jednadžbi za procjenu alometrijskog rasta različitih struktura tijela.

Najpopularnija jednadžba u literaturi za izražavanje alometrije je:

y = bxu

U izrazu, x i i i su dva mjerenja tijela, na primjer, težina i visina ili dužina ekstremiteta i dužina tijela.

Zapravo, u većini studija, x to je mjera koja se odnosi na veličinu tijela, kao što je težina. Stoga se nastoji pokazati da struktura ili mjera o kojoj je riječ ima nesrazmjerne promjene u ukupnoj veličini organizma.

Varijabla u u literaturi je poznat kao alometrijski koeficijent i opisuje relativne stope rasta. Ovaj parametar može imati različite vrijednosti.

Ako je jednak 1, rast je izometričan. To znači da obje strukture ili dimenzije vrednovane u jednadžbi rastu istom brzinom.

U slučaju da je vrijednost dodijeljena varijabli i Ima veći rast nego on x, alometrijski koeficijent je veći od 1, te se kaže da postoji pozitivna alometrija.

Nasuprot tome, kada je odnos izložen gore suprotan, alometrija je negativna i vrijednost u uzima vrijednosti manje od 1.

Grafički prikaz

Ako uzmemo prethodnu jednadžbu do prikaza u ravnini, dobit ćemo krivuljujuću vezu između varijabli. Ako želimo dobiti graf s linearnim trendom, moramo primijeniti logaritam u oba pozdrava jednadžbe.

Pomoću matematičkog tretmana dobit ćemo liniju sa sljedećom jednadžbom: log y = klada b + a klada x.

Tumačenje jednadžbe

Pretpostavimo da ocjenjujemo predak. Varijabla x predstavlja veličinu tijela organizma, a varijablu i predstavlja veličinu ili veličinu neke karakteristike koju želimo procijeniti, čiji razvoj počinje u dobi u i prestati rasti b.

Procesi povezani s heterohronijima, kako pedomorfozom tako i peramorfozom, rezultat su evolucijskih promjena u bilo kojem od dva navedena parametra, bilo u stupnju razvoja ili u trajanju razvoja zbog promjena u parametrima definiranim kao u ili b.

Primjeri

Kandža violinskog raka

Allometrija je fenomen široko rasprostranjen u prirodi. Klasičan primjer pozitivne alometrije je rak gusara. Riječ je o skupini rakova koji pripadaju rodu Uca, kao najpopularnija vrsta Uca pugnax.

Kod mladih mužjaka pinceta odgovara 2% tijela životinje. Kako pojedinac raste, spona raste neproporcionalno u odnosu na ukupnu veličinu. Na kraju, stezaljka može doseći i do 70% tjelesne težine.

Krila šišmiša

Isti događaj pozitivne alometrije javlja se u falangama šišmiša. Prednji članovi ovih letećih kralješnjaka su homologni našim gornjim ekstremitetima. Dakle, u šišmiša, falange su neproporcionalno duge.

Da bi se postigla struktura ove kategorije, brzina rasta falanga trebala bi se povećati u evolucijskoj evoluciji šišmiša..

Ekstremnosti i glava kod ljudi

U nama, ljudima, postoje i alometrije. Zamislite novorođenče i kako će se dijelovi tijela razlikovati u smislu rasta. Udovi postaju duži tijekom razvoja, od drugih struktura, kao što su glava i trup.

Kao što vidimo u svim primjerima, alometrijski rast značajno mijenja proporcije tijela tijekom razvoja. Kada se te stope modificiraju, obrazac za odrasle bitno se mijenja.

reference

  1. Alberch, P., Gould, S.J., Oster, G.F. i Wake, D.B. (1979). Veličina i oblik u ontogeniji i filogeniji. Paleobiology, 5(3), 296-317.
  2. Audesirk, T., i Audesirk, G. (2003). Biologija 3: evolucija i ekologija. Pearson.
  3. Curtis, H., i Barnes, N.S. (1994). Poziv na biologiju. Macmillan.
  4. Hickman, C.P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Integrirani principi zoologije. McGraw-Hill.
  5. Kardong, K. V. (2006). Kralježnjaci: komparativna anatomija, funkcija, evolucija. McGraw-Hill.
  6. McKinney, M., i McNamara, K.J. (2013). Heterohronija: evolucija ontogeneze. Springer znanost i poslovni mediji.