ALLOMETRIE: DEFINITIE, VERGELIJKINGEN EN VOORBEELDEN - BIOLOGIE - 2026

De alometría , ook wel allometrische groei genoemd, verwijst naar de differentiële groeisnelheid in verschillende delen of grootte van de organismen tijdens de processen die betrokken zijn bij de ontogenie. Evenzo kan het worden begrepen in fylogenetische, intra- en interspecifieke contexten.

Deze veranderingen in de differentiële groei van structuren worden beschouwd als lokale heterochronieën en spelen een fundamentele rol in de evolutie. Het fenomeen is wijd verspreid in de natuur, zowel bij dieren als bij planten.

Bron: pixabay.com

Groei fundamentals

Voordat u de definities en implicaties van allometrische groei vaststelt, is het noodzakelijk om de belangrijkste concepten van de geometrie van driedimensionale objecten te onthouden.

Laten we ons voorstellen dat we een kubus hebben met randen L. Het oppervlak van de figuur is dus 6L ² , terwijl het volume L ^{3 is} . Als we een kubus hebben waarvan de randen twee keer zo groot zijn als in het vorige geval (in notatie zou het 2 L zijn), zal het gebied met een factor 4 toenemen en het volume met een factor 8.

Als we deze logische benadering met een bol herhalen, krijgen we dezelfde relaties. We kunnen concluderen dat het volume twee keer zo veel groeit als de oppervlakte. Op deze manier, als we dat hebben, wordt de lengte 10 keer groter, het volume zal 10 keer meer zijn toegenomen dan het oppervlak.

Dit fenomeen stelt ons in staat om waar te nemen dat wanneer we de grootte van een object vergroten - of het nu leeft of niet - de eigenschappen ervan veranderen, aangezien het oppervlak op een andere manier zal variëren dan het volume.

De relatie tussen oppervlakte en volume wordt uitgedrukt in het gelijkenisprincipe: "gelijkaardige geometrische figuren, het oppervlak is evenredig met het kwadraat van de lineaire dimensie, en het volume is evenredig met de kubus ervan".

Allometrie definities

Het woord "allometrie" werd in 1936 door Huxley voorgesteld. Sinds die tijd is een reeks definities ontwikkeld, benaderd vanuit verschillende gezichtspunten. De term komt van de wortels griella allos die een andere betekenen, en metron die meten betekent.

De beroemde bioloog en paleontoloog Stephen Jay Gould definieerde allometrie als 'de studie van veranderingen in verhoudingen gecorreleerd met variaties in grootte'.

Allometrie kan worden begrepen in termen van ontogenie - wanneer relatieve groei plaatsvindt op het niveau van het individu. Evenzo, wanneer differentiële groei plaatsvindt in verschillende lijnen, wordt allometrie gedefinieerd vanuit een fylogenetisch perspectief.

Evenzo kan het fenomeen optreden in populaties (op intraspecifiek niveau) of tussen verwante soorten (op interspecifiek niveau).

Vergelijkingen

Er zijn verschillende vergelijkingen voorgesteld om de allometrische groei van de verschillende structuren van het lichaam te evalueren.

De meest populaire vergelijking in de literatuur om allometrieën uit te drukken is:

In de uitdrukking zijn x en y twee metingen van het lichaam, bijvoorbeeld gewicht en lengte of de lengte van een ledemaat en de lengte van het lichaam.

In de meeste onderzoeken is x in feite een maat die verband houdt met lichaamsgrootte, zoals gewicht. Het probeert dus aan te tonen dat de structuur of maat in kwestie veranderingen heeft die niet in verhouding staan ​​tot de totale grootte van het organisme.

Variabele a is in de literatuur bekend als de allometrische coëfficiënt en beschrijft de relatieve groeisnelheden. Deze parameter kan verschillende waarden aannemen.

Als het gelijk is aan 1, is de groei isometrisch. Dit betekent dat beide structuren of dimensies die in de vergelijking worden geëvalueerd, met dezelfde snelheid groeien.

In het geval dat de waarde die is toegewezen aan de variabele y een grotere groei heeft dan die van x, is de allometrische coëfficiënt groter dan 1, en er wordt gezegd dat er een positieve allometrie is.

Als de hierboven vermelde relatie daarentegen het tegenovergestelde is, is de allometrie negatief en neemt de waarde van a waarden kleiner dan 1.

Grafische voorstelling

Als we de vorige vergelijking meenemen naar een weergave in het vlak, krijgen we een kromlijnig verband tussen de variabelen. Als we een grafiek met een lineaire trend willen krijgen, moeten we een logaritme toepassen op beide groeten van de vergelijking.

Met de bovengenoemde wiskundige behandeling krijgen we een lijn met de volgende vergelijking: log y = log b + a log x.

Interpretatie van de vergelijking

Stel dat we een voorouderlijke vorm evalueren. De variabele x vertegenwoordigt de grootte van het lichaam van het organisme, terwijl de variabele y de grootte of hoogte vertegenwoordigt van een kenmerk dat we willen evalueren, waarvan de ontwikkeling begint op de leeftijd a en stopt met groeien op b.

De processen die verband houden met heterochronieën, zowel pedomorfose als peramorfose, zijn het resultaat van evolutionaire veranderingen in een van de twee genoemde parameters, hetzij in de ontwikkelingssnelheid of in de ontwikkelingsduur als gevolg van veranderingen in de parameters gedefinieerd als a of b.

Voorbeelden

De klauw van de fiddler-krab

Allometrie is een wijdverbreid fenomeen in de natuur. Het klassieke voorbeeld van positieve allometrie is de fiddler-krab. Dit is een groep tienpotige kreeftachtigen die behoren tot het geslacht Uca, de meest populaire soort is Uca pugnax.

Bij jonge mannetjes komen de klauwen overeen met 2% van het lichaam van het dier. Naarmate het individu groeit, groeit de remklauw onevenredig in verhouding tot de totale grootte. Uiteindelijk kan de klem tot 70% van het lichaamsgewicht bereiken.

De vleugels van vleermuizen

Dezelfde positieve allometriegebeurtenis vindt plaats in de vingerkootjes van vleermuizen. De voorpoten van deze vliegende gewervelde dieren zijn homoloog aan onze bovenste ledematen. Bij vleermuizen zijn de vingerkootjes dus onevenredig lang.

Om een ​​structuur van deze categorie te bereiken, moest de groeisnelheid van de vingerkootjes toenemen in de evolutionaire evolutie van de vleermuizen.

Ledematen en hoofd bij mensen

Bij ons mensen zijn er ook allometrieën. Laten we eens kijken naar een pasgeboren baby en hoe de delen van het lichaam qua groei zullen variëren. De ledematen worden tijdens de ontwikkeling meer verlengd dan andere structuren, zoals het hoofd en de romp.

Zoals we in alle voorbeelden zien, verandert allometrische groei de verhoudingen van lichamen tijdens de ontwikkeling aanzienlijk. Wanneer deze tarieven worden gewijzigd, verandert de vorm van de volwassene aanzienlijk.

Referenties

1. Alberch, P., Gould, SJ, Oster, GF, & Wake, DB (1979). Grootte en vorm in ontogenie en fylogenie. Paleobiology, 5 (3), 296-317.
2. Audesirk, T., en Audesirk, G. (2003). Biologie 3: evolutie en ecologie. Pearson.
3. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Uitnodiging voor biologie. Macmillan.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Geïntegreerde principes van zoölogie. McGraw - Hill.
5. Kardong, KV (2006). Gewervelde dieren: vergelijkende anatomie, functie, evolutie. McGraw-Hill.
6. McKinney, ML en McNamara, KJ (2013). Heterochronie: de evolutie van ontogenie. Springer Science & Business Media.