ALLOMETRIA: MÄÄRITELMÄ, YHTÄLÖT JA ESIMERKIT - BIOLOGIA - 2026

Alometría, jota kutsutaan myös allometrisiä kasvu viittaa ero kasvu useissa osissa tai koko organismin aikana prosessien ontogeniaa. Samoin se voidaan ymmärtää fylogeneettisissä, sisäisissä ja erityisissä yhteyksissä.

Näitä muutoksia rakenteiden erilaisessa kasvussa pidetään paikallisina heterokroneina, ja niillä on perustava rooli evoluutiossa. Ilmiö on levinnyt laajalti luonnossa, sekä eläimissä että kasveissa.

Lähde: pixabay.com

Kasvun perusteet

Ennen kuin määritetään allometrisen kasvun määritelmät ja vaikutukset, on muistettava kolmiulotteisten esineiden geometrian keskeiset käsitteet.

Kuvittelemme, että meillä on kuutio, jonka reunat ovat L. Kuvion pinta on siis 6L ², kun taas tilavuus on L ³. Jos meillä on kuutio, jonka reunat ovat kaksinkertaiset edelliseen tapaukseen verrattuna, (merkinnässä se olisi 2 L), pinta-ala kasvaa kertoimella 4 ja tilavuus kertoimella 8.

Jos toistamme tämän loogisen lähestymistavan pallon kanssa, saamme samat suhteet. Voimme päätellä, että tilavuus kasvaa kaksi kertaa niin paljon kuin ala. Tällä tavoin, jos meillä on, että pituus kasvaa 10 kertaa, tilavuus on kasvanut 10 kertaa enemmän kuin pinta.

Tämän ilmiön avulla voimme havaita, että kun suurennamme esineen kokoa - olipa se sitten elävä vai ei - sen ominaisuuksia muutetaan, koska pinta vaihtelee eri tavalla kuin tilavuus.

Pinnan ja tilavuuden välinen suhde todetaan samankaltaisuusperiaatteessa: "samanlaiset geometriset luvut, pinta on verrannollinen lineaarisen ulottuvuuden neliöön ja tilavuus on verrannollinen sen kuutioon".

Allometrian määritelmät

Huxley ehdotti sanaa "allometria" vuonna 1936. Sen jälkeen on kehitetty määritelmäsarja, jota lähestytään eri näkökulmista. Termi tulee juuresta griella allos, jotka tarkoittavat toista, ja metron, joka tarkoittaa mittaa.

Kuuluisa biologi ja paleontologi Stephen Jay Gould määritteli allometrian "tutkimukseksi suhteiden muutoksista, jotka korreloivat koon vaihtelujen kanssa".

Allometria voidaan ymmärtää ontogeneesinä - kun suhteellinen kasvu tapahtuu yksilön tasolla. Samoin, kun erilainen kasvu tapahtuu useilla linjoilla, allometria määritetään fylogeneettisestä näkökulmasta.

Samoin ilmiö voi esiintyä populaatioissa (spesifisellä tasolla) tai sukulaislajien välillä (spesifisellä tasolla).

yhtälöt

Useita yhtälöitä on ehdotettu kehon eri rakenteiden allometrisen kasvun arvioimiseksi.

Kirjallisuuden suosituin yhtälö allometrioiden ilmaisemiseksi on:

Lausekkeessa x ja y ovat kaksi vartalon mittaa, esimerkiksi paino ja korkeus tai raajan pituus ja vartalon pituus.

Itse asiassa useimmissa tutkimuksissa x on mitta, joka liittyy kehon kokoon, kuten paino. Siten se pyrkii osoittamaan, että kyseessä olevalla rakenteella tai mitalla on suhteettomia muutoksia organismin kokonaiskokoon nähden.

Muuttuja a tunnetaan kirjallisuudessa allometrisena kertoimena, ja se kuvaa suhteellisia kasvunopeuksia. Tämä parametri voi ottaa erilaisia ​​arvoja.

Jos se on yhtä kuin 1, kasvu on isometristä. Tämä tarkoittaa, että molemmat yhtälössä arvioidut rakenteet tai mitat kasvavat samalla nopeudella.

Siinä tapauksessa, että muuttujalle y annetulla arvolla on suurempi kasvu kuin x: lla, allometrinen kerroin on suurempi kuin 1, ja sanotaan, että positiivinen allometria on olemassa.

Sitä vastoin, kun yllä mainittu suhde on päinvastainen, allometria on negatiivinen ja a: n arvo on alle 1.

Graafinen esitys

Jos otamme edellisen yhtälön tason esitykseksi, saadaan kaareva suhde muuttujien välillä. Jos haluamme saada kuvaajan, jolla on lineaarinen trendi, meidän on sovellettava logaritmia molemmissa yhtälön tervehdyksissä.

Edellä mainitulla matemaattisella käsittelyllä saadaan rivi seuraavalla yhtälöllä: log y = log b + a log x.

Yhtälön tulkinta

Oletetaan, että arvioimme esi-isän muotoa. Muuttuja x edustaa organismin kehon kokoa, kun taas muuttuja y edustaa joidenkin ominaisuuksien kokoa tai korkeutta, joita haluamme arvioida, joiden kehitys alkaa iästä a ja lopettaa kasvamisen b.

Heterokroneihin, sekä pedomorfoosiin että peramorfoosiin, liittyvät prosessit johtuvat evoluutiomuutoksista missä tahansa kahdessa mainitussa parametrissa, joko kehityksen nopeudessa tai kehityksen kestossa, joka johtuu muutoksista parametreissä, jotka on määritelty a tai b.

esimerkit

Viharapujen kynsi

Allometria on luonnossa laajalti levinnyt ilmiö. Klassinen esimerkki positiivisesta allometriasta on viulurapu. Nämä ovat Uca-sukuun kuuluvia äyriäisiä, joista suosituin on Uca pugnax.

Nuorten uroksissa kynnet vastaavat 2% eläimen kehosta. Yksilön kasvaessa paksuus kasvaa suhteettomasti suhteessa kokonaiskokoon. Lopulta puristin voi saavuttaa jopa 70% kehon painosta.

Lepakoiden siipi

Sama positiivinen allometrian tapahtuma tapahtuu lepakoiden phalangeissa. Näiden lentävien selkärankaisten eturaajat ovat homologisia yläraajoillemme. Siksi lepakoissa falangat ovat suhteettoman pitkät.

Tämän luokan rakenteen saavuttamiseksi phalanien kasvunopeuden piti kasvaa lepakoiden evoluutiovaiheessa.

Ihmisten raajat ja pää

Meissä ihmisissä on myös allometrioita. Ajattelemme vastasyntynyttä lasta ja miten kehon osat vaihtelevat kasvun suhteen. Raajat pitkittyvät kehityksen aikana enemmän kuin muut rakenteet, kuten pää ja tavara.

Kuten näemme kaikissa esimerkeissä, allometrinen kasvu muuttaa merkittävästi kehon osuuksia kehityksen aikana. Kun näitä nopeuksia muutetaan, aikuisen muoto muuttuu olennaisesti.

Viitteet

1. Alberch, P., Gould, SJ, Oster, GF, & Wake, DB (1979). Koko ja muoto ontogeneesissä ja fylogenyissä. Paleobiology, 5 (3), 296-317.
2. Audesirk, T., ja Audesirk, G. (2003). Biologia 3: evoluutio ja ekologia. Pearson.
3. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Kutsu biologiaan. Macmillan.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integroituneet eläintieteen periaatteet. McGraw - Hill.
5. Kardong, KV (2006). Selkärankaiset: vertaileva anatomia, toiminta, evoluutio. McGraw-Hill.
6. McKinney, ML ja McNamara, KJ (2013). Heterochrony: ontogenian kehitys. Springer Science & Business Media.