Definisi Alometry, persamaan dan contoh



The allometry, juga disebut sebagai pertumbuhan allometric, merujuk kepada kadar pertumbuhan yang berlainan dalam pelbagai bahagian atau dimensi organisma semasa proses yang terlibat dalam ontogeny. Begitu juga, ia dapat difahami dalam konteks phylogenetic, intra dan interspecific.

Perubahan-perubahan ini dalam pertumbuhan pembezaan struktur dianggap heterokroni tempatan dan mempunyai peranan asas dalam evolusi. Fenomena ini diedarkan secara meluas dalam alam, baik dalam haiwan dan tumbuh-tumbuhan.

Indeks

  • 1 Asas pertumbuhan
  • 2 Definisi allometry
  • 3 Persamaan
    • 3.1 Perwakilan grafik
    • 3.2 Tafsiran persamaan
  • 4 Contoh
    • 4.1 Kuku kepiting biola
    • 4.2 Sayap kelawar
    • 4.3 Ekstrim dan kepala pada manusia
  • 5 Rujukan

Asas pertumbuhan

Sebelum menentukan definisi dan implikasi pertumbuhan alometrik, perlu mengingati konsep utama geometri objek tiga dimensi.

Mari kita bayangkan kita mempunyai kiub tepi L. Oleh itu, permukaan angka akan menjadi 6L2, manakala jumlahnya akan menjadi L3. Sekiranya kita mempunyai kiub di mana tepi dua kali ganda daripada kes sebelumnya, (dalam notasi ia akan menjadi 2L) kawasan akan meningkat dengan faktor 4, dan jumlahnya dengan faktor 8.

Jika kita mengulangi pendekatan logik ini dengan sfera, kita akan mendapat hubungan yang sama. Kita dapat menyimpulkan bahawa jumlahnya tumbuh dua kali lebih tinggi daripada kawasan tersebut. Dengan cara ini, jika kita mempunyai panjang itu meningkat 10 kali, jumlahnya akan meningkat sebanyak 10 kali lebih tinggi daripada permukaan.

Fenomena ini membolehkan kita mengamati bahawa apabila kita meningkatkan saiz objek - sama ada ia masih hidup atau tidak - sifatnya diubah suai, kerana permukaannya akan berubah mengikut cara yang berbeza daripada jumlah.

Hubungan di antara permukaan dan isipadu dinyatakan dalam prinsip persamaan: "angka geometri yang sama, permukaan adalah berkadaran dengan kuadrat dimensi linear, dan jumlahnya adalah kepada kubus yang sama".

Definisi allometry

Perkataan "allometry" dicadangkan oleh Huxley, pada tahun 1936. Sejak itu, satu siri definisi telah dikembangkan, difokuskan dari sudut pandangan yang berbeza. Istilah ini berasal dari akar griella allos yang bermaksud yang lain, dan metron apakah maksudnya ukuran.

Ahli biologi dan ahli paleontologi yang terkenal Stephen Jay Gould menamakan allometry sebagai "kajian perubahan dalam perkadaran yang berkaitan dengan variasi saiz".

Allometry boleh difahami dari segi ontogeny - apabila pertumbuhan relatif terjadi di peringkat individu. Begitu juga, apabila pertumbuhan pembezaan berlaku dalam beberapa keturunan, allometri ditakrifkan di bawah perspektif filogenetik.

Juga, fenomena ini boleh berlaku dalam populasi (pada paras intraspecific) atau di antara spesies yang berkaitan (pada tahap tertentu).

Persamaan

Beberapa persamaan telah dicadangkan untuk menilai pertumbuhan alometrik struktur yang berlainan badan.

Persamaan yang paling popular dalam kesusasteraan untuk mengekspresikan alometri adalah:

y = bxa

Dalam ungkapan itu, x dan dan dan adalah dua ukuran badan, contohnya, berat badan dan ketinggian atau panjang panjang badan dan badan.

Malah, dalam kebanyakan kajian, x ia adalah ukuran yang berkaitan dengan saiz badan, seperti berat badan. Oleh itu, ia bertujuan untuk menunjukkan bahawa struktur atau ukuran yang bersangkutan mempunyai perubahan tidak seimbang terhadap jumlah saiz organisma.

Pembolehubah a ia diketahui dalam sastera sebagai pekali alometrik, dan menggambarkan kadar pertumbuhan relatif. Parameter ini boleh mengambil nilai yang berbeza.

Sekiranya ia sama dengan 1, pertumbuhan adalah isometrik. Ini bermakna kedua-dua struktur atau dimensi yang dinilai dalam persamaan berkembang pada kadar yang sama.

Sekiranya nilai yang diberikan kepada pembolehubah dan Ia mempunyai pertumbuhan yang lebih tinggi daripada yang x, pekali allometrik adalah lebih besar daripada 1, dan dikatakan bahawa allometri positif wujud.

Sebaliknya, apabila hubungan yang terdedah di atas adalah bertentangan, alometri adalah negatif dan nilai a mengambil nilai kurang daripada 1.

Perwakilan grafik

Jika kita mengambil persamaan sebelumnya kepada perwakilan dalam pesawat, kita akan memperoleh hubungan curvilinear antara pembolehubah. Jika kita ingin mendapatkan graf dengan trend linier kita mesti memohon logaritma dalam kedua-dua salam persamaan.

Dengan rawatan matematik yang disebutkan, kita akan memperoleh garis dengan persamaan berikut: log y = log b + a log x.

Tafsiran persamaan

Katakan kita sedang menilai bentuk leluhur. Pembolehubah x mewakili saiz badan organisma, manakala pembolehubah dan mewakili saiz atau saiz beberapa ciri yang ingin kita menilai, yang perkembangannya bermula pada usia a dan berhenti berkembang b.

Proses-proses yang berkaitan dengan heterokroni, kedua-dua pedomorphosis dan peramorfosis hasil daripada perubahan evolusi dalam salah satu daripada dua parameter yang disebutkan, sama ada dalam kadar pembangunan atau dalam tempoh pembangunan disebabkan oleh perubahan dalam parameter yang ditakrifkan sebagai a o b.

Contohnya

Cengkerang ketam biola

Allometry adalah fenomena tersebar luas di alam. Contoh klasik dari allometry positif adalah ketam fiddler. Ini adalah sekumpulan krustasea decapod yang dimiliki oleh genus Uca, menjadi spesies yang paling popular Uma pugnax.

Dalam lelaki muda, penjepit sepadan dengan 2% daripada tubuh haiwan. Apabila individu bertambah, pengapit tumbuh dengan tidak seimbang, berhubung dengan saiz keseluruhannya. Akhirnya, pengapit boleh mencapai sehingga 70% berat badan.

Sayap kelawar

Acara yang sama alom positif terdapat dalam falanges kelawar. Anggota depan vertebrata terbang ini homologus ke bahagian atas kami. Oleh itu, dalam kelawar, phalanges tidak seimbang dengan panjangnya.

Untuk mencapai struktur kategori ini, kelajuan pertumbuhan phalanges sepatutnya meningkat dalam evolusi evolusi kelawar..

Ekstrem dan kepala pada manusia

Di dalam kita, manusia, ada juga alometri. Fikirkan bayi yang baru lahir dan bagaimana bahagian-bahagian badan akan berubah dari segi pertumbuhan. Limbs menjadi lebih panjang semasa pembangunan, daripada struktur lain, seperti kepala dan batang.

Seperti yang kita lihat dalam semua contoh, pertumbuhan allometrik ketara mengubah perkadaran badan semasa pembangunan. Apabila kadar ini diubahsuai, bentuk dewasa berubah dengan ketara.

Rujukan

  1. Alberch, P., Gould, S. J., Oster, G. F., & Wake, D. B. (1979). Saiz dan bentuk pada ontogeny dan phylogeny. Paleobiologi, 5(3), 296-317.
  2. Audesirk, T., & Audesirk, G. (2003). Biologi 3: evolusi dan ekologi. Pearson.
  3. Curtis, H., & Barnes, N. S. (1994). Jemputan kepada biologi. Macmillan.
  4. Hickman, C. P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Prinsip zoologi bersepadu. McGraw-Hill.
  5. Kardong, K. V. (2006). Vertebrat: anatomi komparatif, fungsi, evolusi. McGraw-Hill.
  6. McKinney, M.L., & McNamara, K.J. (2013). Heterochrony: evolusi ontogeny. Sains & Media Perniagaan Springer.