Opredelitev alometrije, enačbe in primeri



The alometrija, imenovana tudi alometrična rast, se nanaša na diferencialno stopnjo rasti v različnih delih ali dimenzijah organizmov v procesih, ki so vključeni v ontogenijo. Prav tako ga je mogoče razumeti v filogenetskih, intra in medvrstnih kontekstih.

Te spremembe v diferencialni rasti struktur se obravnavajo kot lokalne heterohronije in imajo temeljno vlogo v evoluciji. Pojav je v naravi zelo razširjen, tako pri živalih kot v rastlinah.

Indeks

  • 1 Temelji rasti
  • 2 Definicije alometrije
  • 3 Enačbe
    • 3.1 Grafični prikaz
    • 3.2 Razlaga enačbe
  • 4 Primeri
    • 4.1 Krempelj violinskega raka
    • 4.2 Krila netopirjev
    • 4.3 Ekstremnosti in glava pri ljudeh
  • 5 Reference

Osnove rasti

Pred določitvijo definicij in implikacij alometrične rasti je potrebno zapomniti ključne koncepte geometrije tridimenzionalnih objektov.

Predstavljajmo si, da imamo kocko robov L. Tako bo površina slike 6L2, medtem ko bo glasnost L3. Če imamo kocko, kjer so robovi dvakrat večji od prejšnjega primera, (v zapisu bi bilo 2L) se bo območje povečalo za faktor 4, obseg pa za faktor 8.

Če ponovimo ta logični pristop s kroglo, bomo dobili iste odnose. Sklepamo lahko, da obseg narašča dvakrat toliko kot območje. Na ta način, če imamo, da se dolžina poveča 10-krat, se bo volumen povečal 10-krat več kot površina.

Ta fenomen nam omogoča, da opazimo, da ko povečamo velikost predmeta - ali je živ ali ne - njegove lastnosti spremenjene, ker se površina spreminja drugače kot volumen.

Razmerje med površino in prostornino je podano v načelu podobnosti: "podobne geometrijske številke, površina je sorazmerna s kvadratom linearne dimenzije, volumen pa je enak kubici istega".

Definicije alometrije

Besedo "allometry" je predlagal Huxley leta 1936. Od takrat je bila razvita vrsta definicij, ki so bile usmerjene z različnih vidikov. Izraz izvira iz korenin griella allos kar pomeni drugo in metron kaj pomeni ukrep.

Slavni biolog in paleontolog Stephen Jay Gould je opredelil alometrijo kot "preučevanje sprememb v razmerjih, povezanih z različnimi velikostmi"..

Allometrijo lahko razumemo v smislu ontogeneze - kadar se relativna rast pojavi na individualni ravni. Podobno, ko se v več rodah pojavi diferencialna rast, je alometrija definirana pod filogenetsko perspektivo.

Pojav se lahko pojavi tudi v populacijah (na intraspecifični ravni) ali med sorodnimi vrstami (na medvrstni ravni)..

Enačbe

Predloženih je bilo več enačb za oceno alometrične rasti različnih struktur telesa.

Najbolj priljubljena enačba v literaturi za izražanje alometrije je:

y = bxa

V izrazu, x in in in sta dve meritvi telesa, na primer teža in višina ali dolžina okončine in dolžine telesa.

Pravzaprav v večini študij, x je ukrep, povezan s telesno velikostjo, kot je teža. Zato naj bi dokazali, da ima zadevna struktura ali ukrep nesorazmerne spremembe skupne velikosti organizma.

Spremenljivka a v literaturi je znan kot alometrični koeficient in opisuje relativne stopnje rasti. Ta parameter ima lahko različne vrednosti.

Če je enak 1, je rast izometrična. To pomeni, da se strukture in dimenzije, ovrednotene v enačbi, povečujejo z isto hitrostjo.

V primeru, da je vrednost dodeljena spremenljivki in Rast je višja od rasti x, alometrični koeficient je večji od 1 in rečeno je, da obstaja pozitivna alometrija.

Nasprotno, ko je razmerje, ki je izpostavljeno zgoraj, nasprotno, je alometrija negativna in vrednost a ima vrednosti manj kot 1.

Grafična predstavitev

Če vzamemo prejšnjo enačbo v reprezentacijo v ravnini, bomo dobili spremenljivo razmerje med spremenljivkami. Če želimo dobiti graf z linearnim trendom, moramo uporabiti logaritem v obeh pozdravih enačbe.

Z omenjeno matematično obdelavo bomo dobili vrstico z naslednjo enačbo: log y = log b + a log x.

Interpretacija enačbe

Recimo, da ocenjujemo obliko prednikov. Spremenljivka x predstavlja velikost telesa organizma, medtem ko je spremenljivka in predstavlja velikost ali velikost neke značilnosti, ki jo želimo oceniti, katere razvoj se začne pri starosti a in nehaj rasti b.

Procesi, povezani s heterohronijami, tako pedomorfozo kot peramorfozo, so posledica evolucijskih sprememb v obeh navedenih parametrih, bodisi v stopnji razvoja bodisi v trajanju razvoja zaradi sprememb v parametrih, opredeljenih kot a o b.

Primeri

Kremplja violinskega raka

Allometry je pojav, ki je široko razširjen v naravi. Klasičen primer pozitivne alometrije je rakovica. To je skupina decapod rakov, ki spadajo v rod Uca, najbolj priljubljena vrsta Uca pugnax.

Pri mladih samcih pinceta ustreza 2% telesu živali. Ko posameznik raste, objemka narašča nesorazmerno glede na celotno velikost. S sponko lahko dosežete do 70% telesne teže.

Krila netopirjev

Enak dogodek pozitivne alometrije se pojavi v prstih netopirjev. Sprednji člani teh letečih vretenčarjev so homologni našim zgornjim okončinam. Tako so pri netopirjih falangi nesorazmerno dolgi.

Da bi dosegli strukturo te kategorije, bi se morala hitrost rasti phalanges povečati v evolucijskem razvoju netopirjev..

Ekstremnosti in glava pri ljudeh

V nas, ljudje, obstajajo tudi alometrije. Pomislite na novorojenega otroka in na to, kako se bodo deli telesa razlikovali glede rasti. Okončine postanejo med razvojem daljše od drugih struktur, kot so glava in trup.

Kot vidimo v vseh primerih, alometrična rast bistveno spreminja deleže teles med razvojem. Ko se te stopnje spremenijo, se odrasla oblika bistveno spremeni.

Reference

  1. Alberch, P., Gould, S.J., Oster, G.F., & Wake, D. B. (1979). Velikost in oblika v ontogeniji in filogeniji. Paleobiologija, 5(3), 296-317.
  2. Audesirk, T., in Audesirk, G. (2003). Biologija 3: evolucija in ekologija. Pearson.
  3. Curtis, H., in Barnes, N.S. (1994). Vabilo na biologijo. Macmillan.
  4. Hickman, C.P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Integrirana načela zoologije. McGraw-Hill.
  5. Kardong, K. V. (2006). Vretenčarji: primerjalna anatomija, funkcija, evolucija. McGraw-Hill.
  6. McKinney, M.L., in McNamara, K.J. (2013). Heterokrona: razvoj ontogeneze. Springer znanost in poslovni mediji.