ALOMETRIE: DEFINIȚIE, ECUAȚII ȘI EXEMPLE - BIOLOGIE - 2025

Alometría , de asemenea , numit de creștere alometrică, se referă la rata de creștere diferențială în mai multe părți sau mărimea organismelor în timpul proceselor implicate în ontologia. De asemenea, poate fi înțeles în contexte filogenetice, intra și interspecifice.

Aceste schimbări în creșterea diferențială a structurilor sunt considerate heterocronii locale și au un rol fundamental în evoluție. Fenomenul este larg distribuit în natură, atât la animale, cât și la plante.

Sursa: pixabay.com

Fundamente de creștere

Înainte de a stabili definițiile și implicațiile creșterii alometrice, este necesar să ne amintim concepte cheie ale geometriei obiectelor tridimensionale.

Să ne imaginăm că avem un cub cu margini L. Astfel, suprafața figurii va fi 6L ² , în timp ce volumul va fi L ³ . Dacă avem un cub în care marginile sunt de două ori mai mari decât cele din cazul precedent (în notație ar fi 2 L) suprafața va crește cu un factor de 4, iar volumul cu un factor de 8.

Dacă repetăm ​​această abordare logică cu o sferă, vom obține aceleași relații. Putem concluziona că volumul crește de două ori mai mult decât suprafața. În acest fel, dacă avem în vedere că lungimea crește de 10 ori, volumul va fi crescut de 10 ori mai mult decât suprafața.

Acest fenomen ne permite să observăm că atunci când creștem dimensiunea unui obiect - indiferent dacă este viu sau nu - proprietățile sale sunt modificate, deoarece suprafața va varia într-un mod diferit decât volumul.

Relația dintre suprafață și volum este menționată în principiul similarității: „figuri geometrice similare, suprafața este proporțională cu pătratul dimensiunii liniare, iar volumul este proporțional cu cubul acestuia”.

Definiții de alometrie

Cuvântul „alometrie” a fost propus de Huxley în 1936. De atunci au fost elaborate o serie de definiții, abordate din diferite puncte de vedere. Termenul provine din rădăcinile griella allos care înseamnă o altă, și metronă care înseamnă măsură.

Celebrul biolog și paleontolog Stephen Jay Gould a definit alometria drept „studiul modificărilor proporțiilor corelate cu variațiile de mărime”.

Alometria poate fi înțeleasă în termeni de ontogenie - atunci când se produce o creștere relativă la nivelul individului. În mod similar, atunci când creșterea diferențială are loc în mai multe linii, alometria este definită dintr-o perspectivă filogenetică.

De asemenea, fenomenul poate avea loc în populații (la nivel intraspecific) sau între specii înrudite (la nivel interspecific).

ecuaţiile

Au fost propuse mai multe ecuații pentru a evalua creșterea alometrică a diferitelor structuri ale corpului.

Cea mai populară ecuație din literatura de specialitate pentru a exprima alometrii este:

În expresie, x și y sunt două măsurători ale corpului, de exemplu, greutatea și înălțimea sau lungimea unui membre și lungimea corpului.

De fapt, în majoritatea studiilor, x este o măsură legată de mărimea corpului, precum greutatea. Astfel, acesta încearcă să arate că structura sau măsura în cauză au modificări disproporționate față de dimensiunea totală a organismului.

Variabila a este cunoscută în literatură drept coeficientul alometric și descrie ratele de creștere relative. Acest parametru poate lua valori diferite.

Dacă este egal cu 1, creșterea este izometrică. Aceasta înseamnă că ambele structuri sau dimensiuni evaluate în ecuație cresc la aceeași rată.

În cazul în care valoarea atribuită variabilei y are o creștere mai mare decât cea a lui x, coeficientul alometric este mai mare de 1 și se spune că există o alometrie pozitivă.

În schimb, atunci când relația menționată mai sus este opusă, alometria este negativă, iar valoarea lui a ia valori mai mici de 1.

Reprezentare grafică

Dacă luăm ecuația anterioară la o reprezentare în plan, vom obține o relație curbilină între variabile. Dacă dorim să obținem un grafic cu o tendință liniară, trebuie să aplicăm un logaritm la ambele saluturi ale ecuației.

Cu tratamentul matematic menționat anterior, vom obține o linie cu următoarea ecuație: log y = log b + a log x.

Interpretarea ecuației

Să presupunem că evaluăm o formă ancestrală. Variabila x reprezintă mărimea corpului organismului, în timp ce variabila y reprezintă mărimea sau înălțimea unor caracteristici pe care dorim să le evaluăm, a căror dezvoltare începe la vârsta a și încetează să crească la b.

Procesele legate de heterocronii, atât pedomorfose, cât și peramorfoză, rezultă din modificări evolutive ale oricăruia dintre cei doi parametri menționați, fie în ritmul dezvoltării, fie în durata dezvoltării datorită modificărilor parametrilor definiți ca a sau b.

Exemple

Gheara crabului cârciumar

Alometria este un fenomen larg distribuit în natură. Exemplul clasic de alometrie pozitivă este crabul cârmuitor. Acestea sunt un grup de crustacee decapod aparținând genului Uca, cea mai populară specie fiind Uca pugnax.

La bărbații tineri, ghearele corespund 2% din corpul animalului. Pe măsură ce individul crește, etrierul crește disproporționat, în raport cu dimensiunea totală. În cele din urmă, clema poate atinge până la 70% din greutatea corpului.

Aripile liliecilor

Același eveniment de alometrie pozitivă are loc în falangele liliecilor. Primele membre ale acestor vertebrate zburătoare sunt omoloage cu membrele noastre superioare. Astfel, în lilieci, falangele sunt disproporționat de lungi.

Pentru a realiza o structură din această categorie, rata de creștere a falangelor a trebuit să crească în evoluția evolutivă a liliecilor.

Membre și cap la om

La noi oamenii, există și alometrii. Să ne gândim la un nou-născut și la modul în care vor varia părțile corpului în ceea ce privește creșterea. Membrele se lungesc mai mult în timpul dezvoltării decât alte structuri, cum ar fi capul și trunchiul.

După cum vedem în toate exemplele, creșterea alometrică modifică semnificativ proporțiile corpurilor în timpul dezvoltării. Când aceste rate sunt modificate, forma adultului se schimbă substanțial.

Referințe

1. Alberch, P., Gould, SJ, Oster, GF și Wake, DB (1979). Mărimea și forma în ontogenie și filogenie. Paleobiologie, 5 (3), 296-317.
2. Audesirk, T., & Audesirk, G. (2003). Biologie 3: evoluție și ecologie. Pearson.
3. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Invitație la biologie. Macmillan.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Principii integrate de zoologie. McGraw - Hill.
5. Kardong, KV (2006). Vertebrate: anatomie comparativă, funcție, evoluție. McGraw-Hill.
6. McKinney, ML, & McNamara, KJ (2013). Heterocronie: evoluția ontogeniei. Springer Media științifică și de afaceri.