АЛОМЕТРИЯ: ОПРЕДЕЛЕНИЕ, УРАВНЕНИЯ И ПРИМЕРИ - БИОЛОГИЯ - 2025

В alometría, наричан също алометрично растеж, се отнася до диференциална скорост на растеж в няколко части или размера на организми по време на процеси, участващи в онтогенезата. По същия начин, тя може да бъде разбрана във филогенетичен, вътре и междувидов контекст.

Тези промени в диференциалния растеж на структурите се считат за местни хетерохрони и имат основна роля в еволюцията. Явлението е широко разпространено в природата, както при животни, така и при растения.

Източник: pixabay.com

Основи на растежа

Преди да се установят дефинициите и последиците от алометричния растеж, е необходимо да се запомнят ключови понятия за геометрията на триизмерните обекти.

Нека си представим, че имаме куб с ръбове L. По този начин повърхността на фигурата ще бъде 6L ², докато обемът ще бъде L ³. Ако имаме куб, където ръбовете са два пъти по-големи от предишния случай, (в нотация би било 2 L) площта ще се увеличи с коефициент 4, а обемът - с коефициент 8.

Ако повторим този логичен подход със сфера, ще получим същите отношения. Можем да заключим, че обемът нараства два пъти повече от площта. По този начин, ако имаме, че дължината се увеличава 10 пъти, обемът ще се увеличи 10 пъти повече от повърхността.

Това явление ни позволява да наблюдаваме, че когато увеличаваме размера на даден обект - независимо дали е жив или не - неговите свойства се променят, тъй като повърхността ще варира по различен начин от обема.

Връзката между повърхност и обем е посочена в принципа на сходство: „подобни геометрични фигури, повърхността е пропорционална на квадрата на линейното измерение, а обемът е пропорционален на куба на него“.

Определения на алометрията

Думата "алометрия" е предложена от Хъксли през 1936 г. Оттогава са разработени поредица от определения, подхождащи от различни гледни точки. Терминът идва от корените griella allos, които означават друго, и metron, което означава мярка.

Известният биолог и палеонтолог Стивън Джей Гулд определи алометрията като "изследване на промените в пропорциите, корелиращи с вариации в размера".

Алометрията може да бъде разбрана по отношение на онтогенезата - когато относителният растеж настъпи на нивото на индивида. По същия начин, когато диференциалният растеж се осъществява в няколко линии, алометрията се определя от филогенетична перспектива.

По същия начин явлението може да се прояви в популации (на интравидовото ниво) или между сродни видове (на междувидовото ниво).

уравнения

Предложени са няколко уравнения за оценка на алометричния растеж на различните структури на тялото.

Най-популярното уравнение в литературата за изразяване на алометрии е:

В израза х и у са две измервания на тялото, например тегло и височина или дължина на крайник и дължина на тялото.

Всъщност в повечето проучвания х е мярка, свързана с размера на тялото, като тегло. По този начин се стреми да покаже, че въпросната структура или мярка има промени, несъразмерни на общия размер на организма.

Променлива a е известна в литературата като алометричен коефициент и описва относителните темпове на растеж. Този параметър може да приема различни стойности.

Ако е равен на 1, растежът е изометричен. Това означава, че двете структури или размери, оценени в уравнението, растат с една и съща скорост.

В случай, че стойността, присвоена на променливата y, има по-голям ръст от тази на x, алометричният коефициент е по-голям от 1 и се казва, че има положителна алометрия.

За разлика от тях, когато посочената по-горе връзка е обратна, алометрията е отрицателна и стойността на a приема стойности, по-малки от 1.

Графично представяне

Ако вземем предходното уравнение за представяне в равнината, ще получим криволинейна връзка между променливите. Ако искаме да получим графика с линейна тенденция, трябва да приложим логаритъм и към двете поздрави на уравнението.

С гореспоменатата математическа обработка ще получим линия със следното уравнение: log y = log b + a log x.

Тълкуване на уравнението

Да предположим, че оценяваме форма на предците. Променливата x представлява размера на тялото на организма, докато променливата y представлява размера или височината на някаква характеристика, която искаме да оценим, чието развитие започва на възраст a и спира да расте на b.

Процесите, свързани с хетерохрони, както педоморфоза, така и пероморфоза, са резултат от еволюционните промени в който и да е от споменатите два параметъра, или в скоростта на развитие, или в продължителността на развитието поради промени в параметрите, определени като a или b.

Примери

Нокътът на ракообразния рак

Алометрията е широко разпространено явление в природата. Класическият пример за положителна алометрия е ракът на фидерите. Това са група ракообразни ракообразни, принадлежащи към род Uca, като най-популярният вид е Uca pugnax.

При младите мъжки ноктите съответстват на 2% от тялото на животното. С нарастването на индивида, шублерът нараства непропорционално спрямо общия размер. В крайна сметка скобата може да достигне до 70% от телесното тегло.

Крилата на прилепите

Същото положително събитие на алометрията се случва във фалангите на прилепите. Предните крайници на тези летящи гръбначни животни са хомоложни на горните ни крайници. По този начин при прилепите фалангите са непропорционално дълги.

За да се постигне структура от тази категория, темпът на растеж на фалангите трябваше да се увеличи в еволюционната еволюция на прилепите.

Крайници и глава при хората

При нас хората също има алометри. Нека помислим за новородено бебе и как частите на тялото ще се различават по отношение на растежа. Крайниците се удължават по време на развитието в сравнение с други структури, като главата и багажника.

Както виждаме във всички примери, алометричният растеж значително променя пропорциите на телата по време на развитието. Когато тези темпове се променят, формата на възрастния съществено се променя.

Препратки

1. Alberch, P., Gould, SJ, Oster, GF, & Wake, DB (1979). Размер и форма в онтогения и филогения. Палеобиология, 5 (3), 296-317.
2. Audesirk, T., & Audesirk, G. (2003). Биология 3: еволюция и екология. Пиърсън.
3. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Покана за биология. Macmillan.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Интегрирани принципи на зоологията. McGraw - Хил.
5. Kardong, KV (2006). Гръбначни: сравнителна анатомия, функция, еволюция. McGraw-Hill.
6. McKinney, ML, & McNamara, KJ (2013). Хетерохрония: еволюцията на онтогенията. Springer Science & Business Media.