ALLOMETRIJA: DEFINĪCIJA, VIENĀDOJUMI UN PIEMĒRI - BIOLOĢIJA - 2025

Alometría , ko sauc arī alometriskā pieaugumu, norāda uz atšķirīgu pieauguma temps vairākās daļās vai lielumu organismu iesaistīto attīstību savstarpēji procesos laikā. Tāpat to var saprast filoģenētiskā, intra un starpspecifiskā kontekstā.

Šīs izmaiņas struktūras atšķirīgajā augšanā tiek uzskatītas par lokālām heterohronijām, un tām ir būtiska loma evolūcijā. Šī parādība ir plaši izplatīta dabā gan dzīvniekiem, gan augiem.

Avots: pixabay.com

Izaugsmes pamati

Pirms definīcijas un allometriskās izaugsmes ietekmes noteikšanas ir jāatceras trīsdimensiju objektu ģeometrijas galvenie jēdzieni.

Iedomāsimies, ka mums ir kubs ar malām L. Tādējādi figūras virsma būs 6L ² , bet tilpums - L ³ . Ja mums ir kubs, kura malas ir divreiz lielākas nekā iepriekšējā gadījumā (norakstā tas būtu 2 L), laukums palielināsies par koeficientu 4, bet tilpums - ar koeficientu 8.

Ja mēs atkārtosim šo loģisko pieeju ar sfēru, mēs iegūsim tādas pašas attiecības. Varam secināt, ka apjoms palielinās divreiz vairāk nekā platība. Tādā veidā, ja mums ir, ka garums palielinās 10 reizes, apjoms būs palielinājies 10 reizes vairāk nekā virsma.

Šī parādība ļauj mums novērot, ka, palielinot objekta izmēru - neatkarīgi no tā, vai tas ir dzīvs vai nē, tā īpašības tiek mainītas, jo virsma mainīsies atšķirīgi nekā apjoms.

Attiecība starp virsmu un tilpumu ir norādīta līdzības principā: "līdzīgi ģeometriski attēli, virsma ir proporcionāla lineārās dimensijas kvadrātam, un tilpums ir proporcionāls tās kubam."

Allometrijas definīcijas

Vārdu "allometrija" Hokslijs ierosināja 1936. gadā. Kopš tā laika ir izstrādātas definīciju sērijas, kurām ir pievērsta pieeja no dažādiem skatu punktiem. Termins nāk no saknēm griella allos, kas nozīmē citu, un metron, kas nozīmē mērījumu.

Slavenais biologs un paleontologs Stefans Džejs Goulds definēja allometriju kā "proporciju izmaiņu pētījumu, kas korelē ar lieluma izmaiņām".

Allometriju var saprast pēc ontoģenēzes - kad relatīvā izaugsme notiek indivīda līmenī. Līdzīgi, ja atšķirīga augšana notiek vairākās līnijās, allometrija tiek definēta no filoģenētiskā viedokļa.

Tāpat parādība var rasties populācijās (starpspecifiskā līmenī) vai starp radniecīgām sugām (starpspecifiskā līmenī).

Vienādojumi

Lai novērtētu ķermeņa dažādu struktūru allometrisko augšanu, ir ierosināti vairāki vienādojumi.

Populārākais vienādojums literatūrā, lai izteiktu allometrijas, ir:

Izteicienā x un y ir divi ķermeņa mērījumi, piemēram, svars un augstums vai locekļa garums un ķermeņa garums.

Faktiski lielākajā daļā pētījumu x ir mērs, kas saistīts ar ķermeņa lielumu, piemēram, svars. Tādējādi tā cenšas parādīt, ka attiecīgajai struktūrai vai mēram ir nesamērīgas izmaiņas attiecībā pret kopējo organisma lielumu.

Mainīgais a literatūrā ir pazīstams kā allometriskais koeficients, un tas raksturo relatīvos augšanas ātrumus. Šim parametram var būt dažādas vērtības.

Ja tas ir vienāds ar 1, pieaugums ir izometrisks. Tas nozīmē, ka abas struktūras vai dimensijas, kas novērtētas vienādojumā, aug ar tādu pašu ātrumu.

Gadījumā, ja mainīgajam y piešķirtajai vērtībai ir lielāks pieaugums nekā x, allometriskais koeficients ir lielāks par 1, un tiek teikts, ka ir pozitīva allometrija.

Turpretī, ja iepriekšminētā sakarība ir pretēja, allometrija ir negatīva, un a vērtības vērtība ir mazāka par 1.

Grafisks attēlojums

Ja iepriekšējo vienādojumu ņemsim uz attēlojumu plaknē, mēs iegūsim līknes attiecību starp mainīgajiem. Ja vēlamies iegūt grafiku ar lineāru tendenci, abiem vienādojuma sveicieniem jāpiemēro logaritms.

Izmantojot iepriekš minēto matemātisko apstrādi, mēs iegūsim līniju ar šādu vienādojumu: log y = log b + a log x.

Vienādojuma interpretācija

Pieņemsim, ka mēs novērtējam senču formu. Mainīgais x apzīmē organisma ķermeņa lielumu, savukārt mainīgais y apzīmē kāda raksturlieluma lielumu vai augstumu, kuru mēs vēlamies novērtēt, kura attīstība sākas a vecumā un beidz augt b vecumā.

Procesi, kas saistīti ar heterohronijām, gan ar pedomorfozi, gan ar peramorfozi, rodas evolucionāri mainoties jebkuram no diviem minētajiem parametriem vai nu attīstības ātrumā, vai attīstības laikā, mainoties parametriem, kas definēti kā a vai b.

Piemēri

Vīdera krabja spīle

Allometrija ir plaši izplatīta parādība dabā. Klasisks pozitīvas allometrijas piemērs ir vijolīšu krabis. Tās ir Uca ģints ģints vēžveidīgo grupa, populārākās sugas ir Uca pugnax.

Jauniem tēviņiem spīles atbilst 2% no dzīvnieka ķermeņa. Pieaugot indivīdam, suports palielinās nesamērīgi attiecībā pret kopējo izmēru. Galu galā skava var sasniegt 70% no ķermeņa svara.

Sikspārņu spārni

Tas pats pozitīvs allometrijas notikums notiek sikspārņu falangās. Šo lidojošo mugurkaulnieku priekškāji ir homologiski pret mūsu augšējām ekstremitātēm. Tādējādi sikspārņos falangas ir nesamērīgi garas.

Lai panāktu šīs kategorijas struktūru, sikspārņu evolucionārajā evolūcijā bija jāpalielina falangu augšanas ātrums.

Ekstremitātes un galva cilvēkiem

Mūsos, cilvēkos, ir arī Allometrijas. Padomāsim par jaundzimušo bērnu un to, kā ķermeņa daļas atšķirsies augšanas ziņā. Attīstības laikā ekstremitātes pagarinās vairāk nekā citas struktūras, piemēram, galva un stumbrs.

Kā mēs redzam visos piemēros, allometriskā augšana ievērojami maina ķermeņa proporcijas attīstības laikā. Kad šie rādītāji tiek mainīti, pieaugušā forma būtiski mainās.

Atsauces

1. Alberhs, P., Goulds, SJ, Ostere, GF, & Wake, DB (1979). Izmērs un forma ontoģenēzē un filoģenēzē. Paleobioloģija, 5 (3), 296-317.
2. Audesirk, T., & Audesirk, G. (2003). Bioloģija 3: evolūcija un ekoloģija. Pīrsons.
3. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Ielūgums uz bioloģiju. Makmillans.
4. Hikmans, CP, Roberts, LS, Larsons, A., Obers, WC, & Garrison, C. (2001). Integrēti zooloģijas principi. Makgreivs - kalns.
5. Kardongs, KV (2006). Mugurkaulnieki: salīdzinošā anatomija, funkcijas, evolūcija. Makgreivs.
6. McKinney, ML un McNamara, KJ (2013). Heterohronija: ontoģenēzes evolūcija. Springer Science & Business Media.