Allometriedefinition, Gleichungen und Beispiele

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Anthony Golden

Das Allometrie, Auch als allometrisches Wachstum bezeichnet, bezieht es sich auf die unterschiedliche Wachstumsrate in verschiedenen Teilen oder Dimensionen von Organismen während der Prozesse, die an der Ontogenese beteiligt sind. Ebenso kann es in phylogenetischen, intra- und interspezifischen Kontexten verstanden werden..

Diese Veränderungen im unterschiedlichen Wachstum von Strukturen werden als lokale Heterochronien angesehen und spielen eine grundlegende Rolle in der Evolution. Das Phänomen ist in der Natur sowohl bei Tieren als auch bei Pflanzen weit verbreitet.

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Artikelverzeichnis

  • 1 Grundlagen des Wachstums
  • 2 Definitionen der Allometrie
  • 3 Gleichungen
    • 3.1 Grafische Darstellung
    • 3.2 Interpretation der Gleichung
  • 4 Beispiele
    • 4.1 Die Klaue der Geigenkrabbe
    • 4.2 Die Flügel der Fledermäuse
    • 4.3 Gliedmaßen und Kopf beim Menschen
  • 5 Referenzen

Wachstumsgrundlagen

Bevor die Definitionen und Implikationen des allometrischen Wachstums festgelegt werden, müssen Schlüsselkonzepte der Geometrie dreidimensionaler Objekte berücksichtigt werden..

Stellen wir uns vor, wir haben einen Kantenwürfel L.. Somit wird die Oberfläche der Figur sein 6Lzwei, während die Lautstärke sein wird L.3. Wenn wir einen Würfel haben, bei dem die Kanten doppelt so groß sind wie im vorherigen Fall (in Notation wäre es 2L.) Die Fläche wird um den Faktor 4 und das Volumen um den Faktor 8 vergrößert.

Wenn wir diesen logischen Ansatz mit einer Kugel wiederholen, erhalten wir die gleichen Beziehungen. Wir können daraus schließen, dass das Volumen doppelt so groß ist wie die Fläche. Auf diese Weise hat sich das Volumen um das Zehnfache vergrößert als die Oberfläche, wenn sich die Länge um das Zehnfache erhöht.

Dieses Phänomen ermöglicht es uns zu beobachten, dass wenn wir die Größe eines Objekts erhöhen - ob es lebt oder nicht - seine Eigenschaften geändert werden, da die Oberfläche anders als das Volumen variiert..

Die Beziehung zwischen der Oberfläche und dem Volumen wird im Ähnlichkeitsprinzip angegeben: "Bei ähnlichen geometrischen Figuren ist die Oberfläche proportional zum Quadrat der linearen Dimension und das Volumen proportional zum Würfel davon.".

Definitionen der Allometrie

Das Wort "Allometrie" wurde 1936 von Huxley vorgeschlagen. Seitdem wurde eine Reihe von Definitionen entwickelt, die unter verschiedenen Gesichtspunkten betrachtet wurden. Der Begriff stammt von Griella-Wurzeln Allos dass sie einen anderen bedeuten, und Metron Was bedeutet Messen?.

Der berühmte Biologe und Paläontologe Stephen Jay Gould definierte Allometrie als "die Untersuchung von Proportionsänderungen, die mit Größenschwankungen korrelieren"..

Allometrie kann als Ontogenese verstanden werden - wenn relatives Wachstum auf der Ebene des Individuums auftritt. In ähnlicher Weise wird die Allometrie aus phylogenetischer Sicht definiert, wenn das differentielle Wachstum in mehreren Linien stattfindet..

Ebenso kann das Phänomen in Populationen (auf intraspezifischer Ebene) oder zwischen verwandten Arten (auf interspezifischer Ebene) auftreten..

Gleichungen

Es wurden verschiedene Gleichungen vorgeschlagen, um das allometrische Wachstum der verschiedenen Körperstrukturen zu bewerten..

Die beliebteste Gleichung in der Literatur, um Allometrien auszudrücken, lautet:

y = bxzu

Im Ausdruck, x Y. und und sind zwei Messungen des Körpers, zum Beispiel Gewicht und Größe oder die Länge eines Elements und die Länge des Körpers.

In den meisten Studien, x Es ist ein Maß für die Körpergröße, wie z. B. das Gewicht. Damit soll gezeigt werden, dass die fragliche Struktur oder Maßnahme Veränderungen aufweist, die in keinem Verhältnis zur Gesamtgröße des Organismus stehen.

Die Variable zu Es ist in der Literatur als allometrischer Koeffizient bekannt und beschreibt die relativen Wachstumsraten. Dieser Parameter kann unterschiedliche Werte annehmen.

Wenn es gleich 1 ist, ist das Wachstum isometrisch. Dies bedeutet, dass beide in der Gleichung bewerteten Strukturen oder Dimensionen mit der gleichen Geschwindigkeit wachsen.

Falls der der Variablen zugewiesene Wert Y. hat ein größeres Wachstum als das von x, Der allometrische Koeffizient ist größer als 1, und es wird gesagt, dass es eine positive Allometrie gibt.

Wenn im Gegensatz dazu die obige Beziehung entgegengesetzt ist, ist die Allometrie negativ und der Wert von zu nimmt Werte kleiner als 1 an.

Grafische Darstellung

Wenn wir die vorherige Gleichung zu einer Darstellung in der Ebene nehmen, erhalten wir eine krummlinige Beziehung zwischen den Variablen. Wenn wir ein Diagramm mit einem linearen Trend erhalten möchten, müssen wir in beiden Begrüßungen der Gleichung einen Logarithmus anwenden.

Mit der oben erwähnten mathematischen Behandlung erhalten wir eine Linie mit der folgenden Gleichung: log y = Log b + a Log x.

Interpretation der Gleichung

Angenommen, wir bewerten eine Ahnenform. Die Variable x repräsentiert die Körpergröße des Organismus, während die Variable Y. stellt die Größe oder Höhe eines Merkmals dar, das wir bewerten möchten und dessen Entwicklung im Alter beginnt zu und hör auf zu wachsen b.

Die Prozesse im Zusammenhang mit Heterochronien, sowohl Pedomorphose als auch Peramorphose, resultieren aus evolutionären Änderungen in einem der beiden genannten Parameter, entweder in der Entwicklungsrate oder in der Entwicklungsdauer aufgrund von Änderungen in den definierten Parametern als zu oder b.

Beispiele

Die Klaue der Geigenkrabbe

Allometrie ist ein weit verbreitetes Phänomen in der Natur. Das klassische Beispiel für positive Allometrie ist die Geigenkrabbe. Dies ist eine Gruppe von Decapod-Krebstieren, die zur Gattung gehören Uca, ist die beliebteste Art Uca pugnax.

Bei jungen Männern entsprechen die Krallen 2% des Tierkörpers. Wenn das Individuum wächst, wächst der Bremssattel im Verhältnis zur Gesamtgröße überproportional. Schließlich kann die Klammer bis zu 70% des Körpergewichts erreichen.

Die Flügel der Fledermäuse

Das gleiche positive Allometrieereignis tritt bei den Phalangen von Fledermäusen auf. Die Vorderbeine dieser fliegenden Wirbeltiere sind homolog zu unseren oberen Gliedmaßen. So sind bei Fledermäusen die Phalangen unverhältnismäßig lang.

Um eine Struktur dieser Kategorie zu erreichen, musste die Wachstumsrate der Phalangen in der evolutionären Entwicklung der Fledermäuse zunehmen..

Gliedmaßen und Kopf beim Menschen

Bei uns Menschen gibt es auch Allometrien. Lassen Sie uns über ein Neugeborenes nachdenken und wie sich Körperteile in Bezug auf das Wachstum unterscheiden. Die Gliedmaßen verlängern sich während der Entwicklung stärker als andere Strukturen wie Kopf und Rumpf.

Wie wir in allen Beispielen sehen, verändert das allometrische Wachstum die Proportionen der Körper während der Entwicklung erheblich. Wenn diese Raten geändert werden, ändert sich die Form des Erwachsenen erheblich.

Verweise

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