Визначення алометрії, рівняння та приклади



The аллометрія, Також називається аллометрическим зростанням, відноситься до диференціальної швидкості росту різних частин або розмірів організмів під час процесів, що беруть участь в онтогенезі. Крім того, його можна зрозуміти у філогенетичних, внутрішньо-і міжвидових контекстах.

Ці зміни в диференціальному зростанні структур розглядаються як локальні гетеротрони і мають фундаментальну роль в еволюції. Явище широко поширене в природі, як у тварин, так і в рослинах.

Індекс

  • 1 Основи зростання
  • 2 Визначення аллометрії
  • 3 Рівняння
    • 3.1 Графічне представлення
    • 3.2 Інтерпретація рівняння
  • 4 Приклади
    • 4.1 Кіготь скрипача краба
    • 4.2 Крила кажанів
    • 4.3 Кінцівки та голова у людей
  • 5 Посилання

Основи зростання

Перед встановленням визначень і наслідків аллометричного зростання необхідно пам'ятати про ключові поняття геометрії тривимірних об'єктів.

Уявімо собі, що ми маємо куб ребер L. Таким чином, поверхня фігури буде 6л2, а гучність буде L3. Якщо ми маємо куб, де ребра вдвічі більше, ніж у попередньому випадку, (у позначеннях це буде 2L- площа збільшиться в 4 рази, а обсяг - у 8 разів.

Якщо ми повторимо цей логічний підхід з сферою, то отримаємо ті ж самі відносини. Можна зробити висновок, що обсяг зростає вдвічі більше, ніж площа. Таким чином, якщо ми маємо, що довжина збільшується в 10 разів, то обсяг збільшиться в 10 разів більше, ніж поверхня.

Це явище, яке дозволяє спостерігати, що в міру збільшення розміру об'єкта - будь то живий чи ні - його властивості змінюються, так як поверхня буде змінюватися по-різному, ніж обсяг.

Залежність між площею поверхні і об'ємом міститься в принципі подоби «аналогічних геометричних форм, поверхня пропорційна квадрату лінійного розміру, а обсяг куба того ж самого».

Визначення аллометрії

Слово «alometría» був запропонований Гекла, в 1936 році З тих пір ми розробили ряд визначень, орієнтований з різних точок зору. Термін походить від коренів гріели allos що означає інше, і metron що це означає міра.

Відомий біолог і палеонтолог Стівен Джей Гулд alometría визначається як «вивчення змін в пропорціях, корелюється з варіаціями в розмірах».

Аллометрію можна зрозуміти в термінах онтогенезу - коли відносне зростання відбувається на індивідуальному рівні. Аналогічно, коли диференційний ріст відбувається в декількох лініях, аллометрія визначається у філогенетичній перспективі.

Крім того, це явище може відбуватися в популяціях (на внутрішньовидовому рівні) або між спорідненими видами (на міжвидовому рівні).

Рівняння

Було запропоновано кілька рівнянь для оцінки аллометричного зростання різних структур організму.

Найбільш популярним рівнянням в літературі для експресії аллометрій є:

y = bxa

У виразі, x і і і два вимірювання тіла, наприклад, вага і висота або довжина кінцівки і довжина тіла.

Насправді, в більшості досліджень, x це міра, пов'язана з розміром тіла, наприклад, вагою. Таким чином, прагнуть показати, що структура або захід, про які йдеться, мають непропорційні зміни загального розміру організму.

Змінна a вона відома в літературі як аллометричний коефіцієнт і описує відносні темпи зростання. Цей параметр може приймати різні значення.

Якщо вона дорівнює 1, то зростання є ізометричним. Це означає, що обидві структури або розміри, оцінені в рівнянні, зростають однаковою швидкістю.

У разі значення присвоюється змінної і Він має більш високе зростання, ніж у x, аллометричний коефіцієнт більше 1, і сказано, що існує позитивна аллометрія.

Навпаки, коли вищезгадане співвідношення виявляється протилежним, алометрія негативна і величина a приймає значення менше 1.

Графічне представлення

Якщо взяти попереднє рівняння до представлення в площині, то отримаємо криволінійну залежність між змінними. Якщо ми хочемо отримати граф з лінійним трендом, ми повинні застосувати логарифм в обох привітаннях рівняння.

З наведеною математичною обробкою ми отримаємо рядок з наступним рівнянням: log y = журнал b + a журнал x.

Інтерпретація рівняння

Припустимо, ми оцінюємо спадкову форму. Змінна x являє собою розмір організму організму, в той час як змінна і являє собою розмір або розмір якоїсь характеристики, яку ми хочемо оцінити, розвиток якої починається у віці a і припинити рости b.

Відповідні процеси гетерохронии обидва paedomorphosis як peramorfosis результаті еволюційних змін або згадані параметри, або швидкість розвитку або час розробки в зв'язку зі зміною параметрів, визначених як a o b.

Приклади

Кіготь скрипача краба

Аллометрія є широко поширеним явищем в природі. Класичним прикладом позитивної аллометрії є краб-скрипач. Це група десапованих ракоподібних, що належать до роду Ука, Будучи найпопулярнішим видом Ука pugnax.

У молодих самців пінцет відповідає 2% тіла тварини. У міру зростання індивідуума затиск зростає непропорційно по відношенню до загального розміру. Зрештою, затиск може досягати до 70% ваги тіла.

Крила кажанів

Така ж подія позитивної аллометрії відбувається і в фалангах кажанів. Передні члени цих літаючих хребетних гомологічні нашим верхнім кінцівкам. Таким чином, у кажанів фаланги непропорційно довгі.

Для досягнення структури цієї категорії швидкість росту фаланги повинна збільшитися в еволюційній еволюції кажанів..

Екстремуми і голова у людей

У нас, у людей, є й alometries. Подумайте про новонародженої дитини і про те, як частини тіла будуть змінюватися з точки зору зростання. Під час розвитку кінцівки стають довшими, ніж інші структури, такі як голова і стовбур.

Як ми бачимо у всіх прикладах, аллометричний ріст суттєво змінює пропорції тіл під час розвитку. Коли ці показники змінюються, форма дорослої людини істотно змінюється.

Список літератури

  1. Alberch, P., Gould, S.J., Oster, G.F. & Wake, D.B. (1979). Розмір і форма в онтогенезі і філогенезі. Палеобіологія, 5(3), 296-317.
  2. Audesirk, T., & Audesirk, G. (2003). Біологія 3: еволюція та екологія. Пірсон.
  3. Curtis, H., & Barnes, N.S. (1994). Запрошення до біології. Макміллан.
  4. Hickman, C.P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Інтегровані принципи зоології. McGraw-Hill.
  5. Kardong, K. V. (2006). Хребетні: порівняльна анатомія, функція, еволюція. McGraw-Hill.
  6. McKinney, M.L., & McNamara, K.J. (2013). Гетерохронія: еволюція онтогенезу. Springer Science & Business Media.