Alometrie-definitie, vergelijkingen en voorbeelden

de alometría, ook wel aangeduid als allometrische groei, verwijst naar de differentiële groeisnelheid in verschillende delen of dimensies van organismen tijdens de processen die betrokken zijn bij ontogenie. Evenzo kan het worden begrepen in fylogenetische, intra- en interspecifieke contexten.

Deze veranderingen in de differentiële groei van structuren worden beschouwd als lokale heterochronieën en hebben een fundamentele rol in de evolutie. Het fenomeen is wijd verspreid in de natuur, zowel bij dieren als bij planten.

index

• 1 Stichtingen van groei
• 2 Definities van allometrie
• 3 vergelijkingen
  • 3.1 Grafische weergave
  • 3.2 Interpretatie van de vergelijking
• 4 voorbeelden
  • 4.1 De klauw van de vioolkrab
  • 4.2 De vleugels van vleermuizen
  • 4.3 Extremiteiten en hoofd bij de mens
• 5 Referenties

Grondbeginselen van groei

Alvorens de definities en implicaties van allometrische groei vast te stellen, is het noodzakelijk om belangrijke concepten van de geometrie van driedimensionale objecten te onthouden.

Laten we ons voorstellen dat we een kubus van randen hebben L. Zo zal het oppervlak van de figuur zijn 6L², terwijl het volume zal zijn L³. Als we een kubus hebben waarvan de randen twee keer zo groot zijn als die van het voorgaande voorbeeld (in notatie zou dit 2 zijn)L) het gebied neemt met een factor 4 toe en het volume met een factor 8.

Als we deze logische benadering met een bol herhalen, zullen we dezelfde relaties verkrijgen. We kunnen concluderen dat het volume tweemaal zo groot wordt als het gebied. Op deze manier zal, als we dat hebben, de lengte 10 keer toeneemt, het volume 10 keer meer dan het oppervlak zijn toegenomen.

Dit fenomeen stelt ons in staat te observeren dat wanneer we de grootte van een object vergroten - of het nu leeft of niet - de eigenschappen ervan worden gewijzigd, omdat het oppervlak anders zal zijn dan het volume.

De relatie tussen het oppervlak en het volume wordt vermeld in het gelijkheidsbeginsel: "vergelijkbare geometrische figuren, het oppervlak is evenredig met het kwadraat van de lineaire dimensie en het volume is met de kubus van hetzelfde".

Definities van allometrie

Het woord "allometrie" werd voorgesteld door Huxley in 1936. Sindsdien is een reeks definities ontwikkeld, gefocust vanuit verschillende gezichtspunten. De term komt van de roots-griella Allos wat een andere betekent, en Metron wat betekent het meten.

De beroemde bioloog en paleontoloog Stephen Jay Gould definieerde allometrie als "de studie van veranderingen in proporties gecorreleerd met variaties in grootte".

Allometrie kan worden begrepen in termen van ontogenie - wanneer relatieve groei op individueel niveau plaatsvindt. Evenzo wordt, wanneer differentiële groei optreedt in verschillende afstammingslijnen, allometrie gedefinieerd onder een fylogenetisch perspectief.

Ook kan het fenomeen voorkomen in populaties (op het niveau van de intraspecifieke niveaus) of tussen verwante soorten (op interspecifiek niveau)..

vergelijkingen

Verschillende vergelijkingen zijn voorgesteld om de allometrische groei van de verschillende structuren van het lichaam te evalueren.

De populairste vergelijking in de literatuur om alometries uit te drukken is:

y = bx^naar

In de uitdrukking, X en en en zijn twee metingen van het lichaam, bijvoorbeeld gewicht en lengte of lengte van een ledemaat en lichaamslengte.

In feite, in de meeste studies, X het is een maat die gerelateerd is aan lichaamsgrootte, zoals gewicht. Er wordt dus gezocht om aan te tonen dat de structuur of maatregel in kwestie disproportionele veranderingen heeft in de totale grootte van het organisme.

De variabele naar het is in de literatuur bekend als een allometrische coëfficiënt en beschrijft de relatieve groeisnelheden. Deze parameter kan verschillende waarden aannemen.

Als deze gelijk is aan 1, is de groei isometrisch. Dit betekent dat beide structuren of dimensies die in de vergelijking worden geëvalueerd, met hetzelfde tempo groeien.

Ingeval de waarde is toegewezen aan de variabele en Het heeft een hogere groei dan dat van X, de allometrische coëfficiënt is groter dan 1 en er wordt gezegd dat positieve allometrie bestaat.

Wanneer daarentegen de hierboven getoonde relatie tegengesteld is, is de allometrie negatief en de waarde van naar neemt waarden van minder dan 1.

Grafische weergave

Als we de vorige vergelijking nemen naar een representatie in het vlak, krijgen we een kromlijnige relatie tussen de variabelen. Als we een grafiek met lineaire trend willen verkrijgen, moeten we logaritme toepassen in beide begroetingen van de vergelijking.

Met de genoemde wiskundige behandeling krijgen we een regel met de volgende vergelijking: log y = logboek b + a logboek X.

Interpretatie van de vergelijking

Stel dat we een voorouderlijke vorm evalueren. De variabele X vertegenwoordigt de lichaamsgrootte van het organisme, terwijl de variabele en vertegenwoordigt de grootte of grootte van een kenmerk dat we willen evalueren, waarvan de ontwikkeling op de leeftijd begint naar en stop met groeien b.

De processen met betrekking tot heterochronieën, zowel pedomorfose als peramorfose, zijn het gevolg van evolutionaire veranderingen in een van de twee genoemde parameters, hetzij in de ontwikkelingssnelheid, hetzij in de ontwikkelingsduur als gevolg van veranderingen in de parameters gedefinieerd als naar of b.

Voorbeelden

De klauw van de violinietkrab

Allometrie is een fenomeen dat op grote schaal in de natuur wordt verspreid. Het klassieke voorbeeld van positieve allometrie is de fiddler-krab. Dit zijn een groep schaaldieren van het schelpdier die tot het geslacht behoren Uca, de meest populaire soort zijn Uca pugnax.

Bij jonge mannen komt het pincet overeen met 2% van het lichaam van het dier. Naarmate het individu groeit, groeit de klem onevenredig, in verhouding tot de totale grootte. Uiteindelijk kan de klem tot 70% van het lichaamsgewicht bereiken.

De vleugels van vleermuizen

Dezelfde gebeurtenis van positieve allometrie treedt op in de vingerkootjes van vleermuizen. De voorste leden van deze vliegende gewervelde dieren zijn homoloog aan onze bovenste ledematen. Dus, in vleermuizen, de vingerkootjes zijn onevenredig lang.

Om een ​​structuur van deze categorie te bereiken, zou de groeisnelheid van de vingerkootjes toegenomen moeten zijn in de evolutionaire evolutie van vleermuizen..

Extremiteiten en hoofd bij de mens

In ons mensen zijn er ook alometries. Denk aan een pasgeboren baby en hoe de delen van het lichaam zullen variëren in termen van groei. Ledematen worden langer tijdens de ontwikkeling dan andere structuren, zoals het hoofd en de romp.

Zoals we in alle voorbeelden zien, verandert de allometrische groei aanzienlijk de verhoudingen van de lichamen tijdens de ontwikkeling. Wanneer deze tarieven worden gewijzigd, verandert de volwassen vorm aanzienlijk.

referenties

1. Alberch, P., Gould, S. J., Oster, G.F., & Wake, D.B. (1979). Omvang en vorm in ontogenie en fylogenie. Paleobiology, 5(3), 296-317.
2. Audesirk, T., & Audesirk, G. (2003). Biologie 3: evolutie en ecologie. Pearson.
3. Curtis, H., & Barnes, N. S. (1994). Uitnodiging voor biologie. Macmillan.
4. Hickman, C.P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Geïntegreerde principes van zoölogie. McGraw-Hill.
5. Kardong, K. V. (2006). Vertebraten: vergelijkende anatomie, functie, evolutie. McGraw-Hill.
6. McKinney, M.L., & McNamara, K.J. (2013). Heterochronie: de evolutie van ontogenie. Springer Science & Business Media.