ALOMETRIJA: DEFINICIJA, ENAČBE IN PRIMERI - BIOLOGIJA - 2026

Alometría , imenovan tudi allometric rast, se nanaša na diferencialno rasti v več delov ali veličine organizmov med procesov v zorenjem. Prav tako ga lahko razumemo v filogenetskem, znotraj in medvrstnem kontekstu.

Te spremembe v diferencialni rasti struktur veljajo za lokalne heterohronije in imajo temeljno vlogo v evoluciji. Pojav je v naravi zelo razširjen, tako pri živalih kot rastlinah.

Vir: pixabay.com

Osnove rasti

Preden določimo definicije in posledice alometrične rasti, se je treba spomniti ključnih pojmov geometrije tridimenzionalnih predmetov.

Predstavljajmo si, da imamo kocko z robovi L. Tako bo površina slike 6L ² , prostornina pa L ³ . Če imamo kocko, kjer so robovi dvakrat večji od prejšnjega primera (v notaciji bi to bilo 2 L), se bo površina povečala za faktor 4, prostornina pa za faktor 8.

Če ponovimo ta logični pristop s kroglo, bomo dobili enake odnose. Lahko sklepamo, da prostornina raste dvakrat toliko kot površina. Na ta način, če imamo, da se dolžina poveča 10-krat, se bo prostornina povečala za 10-krat več kot površina.

Ta pojav nam omogoča, da opazujemo, da ko povečamo velikost predmeta - ne glede na to, ali je živ ali ne - njegove lastnosti se spremenijo, saj se bo površina spreminjala drugače kot volumen.

Razmerje med površino in volumnom je navedeno v načelu podobnosti: "podobne geometrijske figure, površina je sorazmerna s kvadratom linearne dimenzije, prostornina pa je sorazmerna s kocko le-te".

Definicije alometrije

Beseda "alometrija" je Huxley predlagal leta 1936. Od takrat je bilo razvitih vrsta definicij, ki so bile pristojne z različnih vidikov. Izraz izvira iz korenin griella allos, kar pomeni drugo, in metron, ki pomeni ukrep.

Slavni biolog in paleontolog Stephen Jay Gould je alometrijo opredelil kot "študijo sprememb razmerij, ki so povezane z variacijami velikosti".

Alometrijo lahko razumemo v smislu ontogeneze - ko se na ravni posameznika pojavi relativna rast. Podobno je, ko se diferencialna rast odvija v več rodovih, alometrija je določena s filogenetske perspektive.

Prav tako se pojav lahko pojavlja v populacijah (na intraspecifični ravni) ali med sorodnimi vrstami (na medfazni ravni).

Enačbe

Za ocenjevanje alometrične rasti različnih struktur telesa je predlagano več enačb.

Najbolj priljubljena enačba v literaturi za izražanje alorij je:

V izrazu sta x in y dve meritvi telesa, na primer teža in višina ali dolžina okončine in dolžina telesa.

Dejansko je v večini študij x merilo, povezano z velikostjo telesa, kot je teža. Tako se želi pokazati, da se zadevna struktura ali ukrep spremeni nesorazmerno s celotno velikostjo organizma.

Spremenljivka a je v literaturi znana kot allometrični koeficient in opisuje relativne stopnje rasti. Ta parameter lahko sprejme različne vrednosti.

Če je enak 1, je rast izometrična. To pomeni, da obe strukturi ali dimenzije, ocenjeni v enačbi, rasteta z isto hitrostjo.

V primeru, da ima vrednost, dodeljena spremenljivki y, večjo rast kot vrednost x, je alometrični koeficient večji od 1 in rečemo, da obstaja pozitivna alometrija.

Kadar je zgoraj navedeno razmerje nasprotno, je alometrija negativna in vrednost a sprejme vrednosti manjše od 1.

Grafična predstavitev

Če prejšnjo enačbo vzamemo za prikaz v ravnini, bomo dobili krivočrtno razmerje med spremenljivkami. Če želimo dobiti graf z linearnim trendom, moramo na oba pozdrava enačbe uporabiti logaritem.

Z zgoraj omenjeno matematično obravnavo bomo dobili črto z naslednjo enačbo: log y = log b + a log x.

Interpretacija enačbe

Recimo, da ocenjujemo obliko prednikov. Spremenljivka x predstavlja velikost organizma, medtem ko spremenljivka y predstavlja velikost ali višino neke značilnosti, ki jo želimo oceniti, katere razvoj se začne v starosti a in preneha rasti pri b.

Procesi, povezani s heterohronijami, tako pedomorfozo kot peramorfozo, so posledica evolucijskih sprememb katerega koli od obeh omenjenih parametrov, bodisi v stopnji razvoja bodisi v trajanju razvoja zaradi sprememb parametrov, opredeljenih kot a ali b.

Primeri

Kremplje spuščene rakovice

Alometrija je v naravi zelo razširjen pojav. Klasičen primer pozitivne alometrije je rakov Fiddler. Gre za skupino rakov, ki spadajo v rod Uca, najbolj priljubljena vrsta pa je Uca pugnax.

Pri mladih samcih kremplji ustrezajo 2% telesa živali. Ko posameznik raste, čeljust raste nesorazmerno glede na celotno velikost. Sčasoma lahko spona doseže do 70% telesne teže.

Krila netopirjev

Enak pozitiven dogodek alometrije se dogaja v falangah netopirjev. Sprednji del teh letečih vretenčarjev je homologen našim zgornjim okončinam. Tako so falange pri netopirjih nesorazmerno dolge.

Da bi dosegli strukturo te kategorije, se je morala stopnja rasti falangov zvišati v evolucijskem razvoju netopirjev.

Okončine in glava pri ljudeh

V nas ljudeh so tudi alometri. Pomislimo na novorojenčka in kako se bodo deli telesa spreminjali glede na rast. Okončine se med razvojem podaljšajo bolj kot druge strukture, kot sta glava in trup.

Kot vidimo v vseh primerih, alometrična rast znatno spremeni deleže teles med razvojem. Ko se te stopnje spremenijo, se oblika odrasle osebe bistveno spremeni.

Reference

1. Alberch, P., Gould, SJ, Oster, GF, & Wake, DB (1979). Velikost in oblika v ontogeniji in filogeniji. Paleobiologija, 5 (3), 296-317.
2. Audesirk, T., in Audesirk, G. (2003). Biologija 3: evolucija in ekologija. Pearson.
3. Curtis, H., in Barnes, NS (1994). Povabilo k biologiji. Macmillan.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integrirana načela zoologije. McGraw - Hill.
5. Kardong, KV (2006). Vretenčarji: primerjalna anatomija, funkcija, evolucija. McGraw-Hill.
6. McKinney, ML, in McNamara, KJ (2013). Heterohronija: evolucija ontogeneze. Springer Science & Business Media.