Definice alometrie, rovnice a příklady



alometrie, také označovaný jako alometrický růst, označuje rozdílnou míru růstu v různých částech nebo rozměrech organismů během procesů zapojených do ontogeneze. Podobně může být chápán ve fylogenetických, intra a interspecifických kontextech.

Tyto změny v diferenciálním růstu struktur jsou považovány za lokální heterochronie a mají zásadní úlohu v evoluci. Tento jev je v přírodě široce rozšířen, a to jak u zvířat, tak u rostlin.

Index

  • 1 Základy růstu
  • 2 Definice alometrie
  • 3 Rovnice
    • 3.1 Grafické znázornění
    • 3.2 Interpretace rovnice
  • 4 Příklady
    • 4.1 Dráp na houslovém krabi
    • 4.2 Křídla netopýrů
    • 4.3 Extremity a hlava u lidí
  • 5 Odkazy

Základy růstu

Před stanovením definic a důsledků alometrického růstu je nutné si pamatovat na klíčové pojmy geometrie trojrozměrných objektů..

Představme si, že máme kostku hran L. Povrch obrázku tedy bude 6L2, zatímco objem bude L3. Pokud máme krychli, kde jsou hrany dvojnásobné oproti předchozímu případu (v notaci by to bylo 2)L) plocha se zvýší o faktor 4 a objem o 8 faktorů.

Opakujeme-li tento logický přístup s koulí, dostaneme stejné vztahy. Můžeme konstatovat, že objem roste dvakrát více než plocha. Tímto způsobem, pokud budeme mít délku 10krát větší, objem se zvýší desetkrát více než povrch.

Tento jev nám umožňuje pozorovat, že když zvětšíme velikost objektu - ať už je naživu nebo ne - jeho vlastnosti jsou modifikovány, protože povrch se bude lišit jiným způsobem než objem..

Vztah mezi povrchem a objemem je uveden v principu podobnosti: "podobné geometrické útvary, povrch je úměrný čtverci lineárního rozměru, a objem je do kostky téže".

Definice alometrie

Slovo "allometry" bylo navrženo Huxleyem v roce 1936. Od té doby byla vyvinuta řada definic zaměřených z různých úhlů pohledu. Termín pochází z kořenů griella Allos což znamená jiné, a metron co to znamená míra.

Slavný biolog a paleontolog Stephen Jay Gould definoval alometrii jako "studium změn v proporcích korelovalo s odchylkami ve velikosti"..

Allometrii lze chápat v pojmech ontogeneze - když relativní růst nastane na individuální úrovni. Podobně, když se rozdílný růst vyskytuje v několika liniích, alometrie je definována pod fylogenetickou perspektivou.

Tento jev může nastat také v populacích (na úrovni nitrodruhové) nebo mezi příbuznými druhy (na mezidruhové úrovni)..

Rovnice

Bylo navrženo několik rovnic pro vyhodnocení alometrického růstu různých struktur těla.

Nejoblíbenější rovnicí v literatuře k vyjádření alometrie je:

y = bxa

Ve výrazu, x a a jsou dvě rozměry těla, například hmotnost a výška nebo délka končetiny a délka těla.

Ve skutečnosti, ve většině studií, x je to měřítko týkající se velikosti těla, jako je hmotnost. Cílem je tedy prokázat, že dotčená struktura nebo opatření mají nepřiměřené změny v celkové velikosti organismu.

Proměnná a v literatuře je známo jako alometrický koeficient a popisuje relativní rychlosti růstu. Tento parametr může mít různé hodnoty.

Pokud se rovná 1, je růst izometrický. To znamená, že jak struktury, tak rozměry hodnocené v rovnici rostou stejnou rychlostí.

V případě hodnoty přiřazené proměnné a Má vyšší růst než růst x, alometrický koeficient je větší než 1 a říká se, že existuje pozitivní alometrie.

Naproti tomu, když je vztah exponovaný výše opačný, alometrie je záporná a hodnota a má hodnoty menší než 1.

Grafické znázornění

Když vezmeme předchozí rovnici k reprezentaci v rovině, získáme křivočarý vztah mezi proměnnými. Pokud chceme získat graf s lineárním trendem, musíme použít logaritmus v obou pozdravech rovnice.

S uvedeným matematickým zpracováním získáme řádek s následující rovnicí: log y = log b + a log x.

Interpretace rovnice

Předpokládejme, že hodnotíme formu předků. Proměnná x představuje tělesnou velikost organismu, zatímco proměnná a představuje velikost nebo velikost některé charakteristiky, kterou chceme hodnotit, jejíž vývoj začíná ve věku a a přestat růst b.

Procesy související s heterochroniemi, jak s pedomorfózou, tak s peramorfózou, vyplývají z evolučních změn v jednom ze dvou uvedených parametrů, a to buď v rychlosti vývoje, nebo v době trvání vývoje v důsledku změn parametrů definovaných jako a o b.

Příklady

Dráp houslového housla

Alometrie je fenomén široce rozšířený v přírodě. Klasickým příkladem pozitivní alometrie je krab houslisty. Jedná se o skupinu korýšů, kteří patří do rodu Uca, nejoblíbenějším druhem Uca pugnax.

U mladých mužů odpovídají pinzety 2% těla zvířete. Jak jednotlivec roste, svorka roste nepřiměřeně ve vztahu k celkové velikosti. Nakonec může svorka dosáhnout až 70% tělesné hmotnosti.

Křídla netopýrů

Stejná událost pozitivní alometrie se vyskytuje v phalangech netopýrů. Přední členové těchto létajících obratlovců jsou homologní s našimi horními končetinami. Tak, v netopýrech, phalanges je nepřiměřeně dlouhý.

Aby se dosáhlo struktury této kategorie, měla by se rychlost růstu falangů zvýšit v evolučním vývoji netopýrů..

Extremity a hlava u lidí

V nás, lidech, existují také alometrie. Vzpomeňte si na novorozené dítě a na to, jak se budou části těla lišit z hlediska růstu. Končetiny se během vývoje prodlužují, než jiné struktury, jako je hlava a kmen.

Jak vidíme ve všech příkladech, alometrický růst významně mění proporce těl během vývoje. Když jsou tyto sazby modifikovány, forma pro dospělé se podstatně změní.

Odkazy

  1. Alberch, P., Gould, S. J., Oster, G.F., & Wake, D.B. (1979). Velikost a tvar ontogeneze a fylogeneze. Paleobiologie, 5(3), 296-317.
  2. Audesirk, T., & Audesirk, G. (2003). Biologie 3: evoluce a ekologie. Pearson.
  3. Curtis, H., & Barnes, N. S. (1994). Pozvánka na biologii. Macmillan.
  4. Hickman, C. P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Integrované zásady zoologie. McGraw-Hill.
  5. Kardong, K. V. (2006). Obratlovci: srovnávací anatomie, funkce, evoluce. McGraw-Hill.
  6. McKinney, M.L., & McNamara, K.J. (2013). Heterochrony: vývoj ontogeneze. Springer Science & Business Media.