تعريف القياس والمعادلات والأمثلة

ال alometría, يشار إليه أيضًا باسم النمو التبايني ، ويشير إلى معدل النمو التفاضلي في أجزاء أو أبعاد الكائنات الحية المختلفة خلال العمليات التي تنطوي على الجينات. وبالمثل ، يمكن فهمه في السياقات التطورية والداخلية والمتعددة.

هذه التغييرات في النمو التفاضلي للهياكل تعتبر اختلافات محلية ولها دور أساسي في التطور. يتم توزيع هذه الظاهرة على نطاق واسع في الطبيعة ، سواء في الحيوانات والنباتات.

مؤشر

• 1 أسس النمو
• 2 تعاريف اللوميتري
• 3 معادلات
  • 3.1 التمثيل البياني
  • 3.2 تفسير المعادلة
• 4 أمثلة
  • 4.1 مخلب السلطعون الكمان
  • 4.2 أجنحة الخفافيش
  • 4.3 الأطراف والرأس في البشر
• 5 المراجع

أساسيات النمو

قبل تحديد التعاريف والآثار المترتبة على النمو اللوني ، من الضروري أن نتذكر المفاهيم الأساسية لهندسة الأجسام ثلاثية الأبعاد..

دعونا نتخيل أن لدينا مكعب من الحواف L. وبالتالي ، فإن سطح الرقم يكون 6L², في حين أن حجم سيكون L³. إذا كان لدينا مكعب حيث تكون الحواف ضعف تلك الموجودة في الحالة السابقة ، (في التدوين سيكون 2L) ستزداد المساحة بعامل 4 والحجم بعامل 8.

إذا كررنا هذا النهج المنطقي مع كرة ، فسوف نحصل على نفس العلاقات. يمكننا أن نستنتج أن حجم ينمو مرتين بقدر المنطقة. وبهذه الطريقة ، إذا كان لدينا زيادة في الطول 10 مرات ، فسيزيد الحجم بمقدار 10 مرات عن السطح.

تسمح لنا هذه الظاهرة أن نلاحظ أنه عندما نزيد حجم كائن ما - سواء كان حياً أم لا - يتم تعديل خصائصه ، لأن السطح سوف يختلف بطريقة مختلفة عن الحجم.

تم توضيح العلاقة بين السطح والحجم في مبدأ التشابه: "أشكال هندسية متشابهة ، والسطح يتناسب مع مربع البعد الخطي ، والحجم مع مكعب من نفس".

تعاريف allometry

تم اقتراح كلمة "allometry" بواسطة Huxley ، في عام 1936. ومنذ ذلك الحين تم تطوير سلسلة من التعريفات ، ركزت من وجهات نظر مختلفة. المصطلح يأتي من جذور griella ألوس وهو ما يعني آخر ، و METRON ماذا يعني التدبير.

عرف عالم الأحياء الشهير وعالم الحفريات ستيفن جاي جولد اللومتري بأنه "دراسة التغيرات في النسب المرتبطة بالتغيرات في الحجم".

يمكن فهم اللومتري من حيث التوالد - عندما يحدث النمو النسبي على المستوى الفردي. وبالمثل ، عندما يحدث النمو التفاضلي في عدة سلالات ، يتم تعريف اللومتري من منظور نسبي.

أيضًا ، يمكن أن تحدث هذه الظاهرة في المجموعات (على مستوى غير محدد) أو بين الأنواع ذات الصلة (على مستوى متعدد الأنواع).

معادلات

تم اقتراح عدة معادلات لتقييم النمو المتساوي للهياكل المختلفة للجسم.

المعادلة الأكثر شعبية في الأدب للتعبير عن alometries هي:

y = bx^إلى

في التعبير, س و و و هما قياسان للجسم ، على سبيل المثال ، الوزن والطول أو طول الأطراف وطول الجسم.

في الواقع ، في معظم الدراسات, س إنه مقياس يتعلق بحجم الجسم ، مثل الوزن. وبالتالي ، يتم السعي لإظهار أن الهيكل أو التدبير المعني له تغييرات غير متناسبة على الحجم الكلي للكائن الحي.

المتغير إلى ومن المعروف في الأدب بأنه معامل التماثل ، ويصف معدلات النمو النسبية. يمكن أن تأخذ هذه المعلمة قيمًا مختلفة.

إذا كان يساوي 1 ، فإن النمو يكون متساوي القياس. هذا يعني أن كلا التركيبات أو الأبعاد التي تم تقييمها في المعادلة تنمو بنفس المعدل.

في حالة القيمة المعينة للمتغير و لديها نمو أعلى من ذلك س, المعامل اللومتري أكبر من 1 ، ويقال أن القياس اللاحم الموجب موجود.

في المقابل ، عندما تكون العلاقة الموضحة أعلاه معاكسة ، فإن قياس التباين يكون سالبًا وقيمة إلى يأخذ القيم أقل من 1.

التمثيل البياني

إذا أخذنا المعادلة السابقة لتمثيل في المستوى ، فسوف نحصل على علاقة منحنية بين المتغيرات. إذا كنا نريد الحصول على رسم بياني ذو اتجاه خطي ، فيجب أن نطبق اللوغاريتم في تحية المعادلة.

مع العلاج الرياضي المذكور ، سوف نحصل على خط مع المعادلة التالية: log ص = سجل ب + أ سجل س.

تفسير المعادلة

لنفترض أننا نقوم بتقييم نموذج الأجداد. المتغير س يمثل حجم جسم الكائن الحي ، بينما المتغير و يمثل حجم أو حجم بعض الخصائص التي نريد تقييمها ، والتي يبدأ تطورها في العصر إلى والتوقف عن النمو في ب.

تنجم العمليات المتعلقة بالتباين ، كلا من الحاد والشظية عن التغيرات التطورية في أي من المعلمتين المذكورين ، إما في معدل التطور أو في مدة التطور بسبب التغييرات في المعلمات المحددة على أنها إلى أو ب.

أمثلة

مخلب السلطعون الكمان

اللومتري ظاهرة موزعة على نطاق واسع في الطبيعة. المثال الكلاسيكي للبيومتري الإيجابي هو سرطان البحر. هذه هي مجموعة من القشريات decapod تنتمي إلى جنس المتحدة للتأمين, كونها الأنواع الأكثر شعبية Uca pugnax.

في الذكور الشباب ، ملاقط تتوافق مع 2 ٪ من جسم الحيوان. مع نمو الفرد ، ينمو المشبك بشكل غير متناسب ، بالنسبة للحجم الكلي. في النهاية ، يمكن أن يصل المشبك إلى 70٪ من وزن الجسم.

أجنحة الخفافيش

نفس الحدث من اللوميترات الإيجابية يحدث في كتائب الخفافيش. أعضاء الجبهة من هذه الفقاريات الطائرة متماثل إلى الأطراف العليا لدينا. وهكذا ، في الخفافيش ، فإن الكتائب طويلة بشكل غير متناسب.

لتحقيق هيكل من هذه الفئة ، يجب أن زادت سرعة نمو الكتائب في التطور التطوري للخفافيش..

الاطراف والرأس في البشر

فينا ، البشر ، وهناك أيضا alometries. فكر في المولود الجديد وكيف ستختلف أجزاء الجسم من حيث النمو. تصبح الأطراف أطول أثناء التطور ، من الهياكل الأخرى ، مثل الرأس والجذع.

كما نرى في جميع الأمثلة ، فإن النمو المتجانس يغير بشكل كبير نسب الأجسام أثناء التطور. عندما يتم تعديل هذه المعدلات ، يتغير شكل البالغين إلى حد كبير.

مراجع

1. Alberch، P.، Gould، S. J.، Oster، G. F.، & Wake، D. B. (1979). الحجم والشكل في الجينات والنسج. Paleobiology, 5(3) ، 296-317.
2. Audesirk، T.، & Audesirk، G. (2003). علم الأحياء 3: التطور والبيئة. بيرسون.
3. Curtis، H.، & Barnes، N. S. (1994). دعوة إلى علم الأحياء. ماكميلان.
4. Hickman، C. P.، Roberts، L.S.، Larson، A.، Ober، W.C.، & Garrison، C. (2001). مبادئ متكاملة لعلم الحيوان. ماكجرو هيل.
5. Kardong، K. V. (2006). الفقاريات: التشريح المقارن ، الوظيفة ، التطور. ماكجرو هيل.
6. McKinney، M.L. & McNamara، K.J. (2013). غير متجانسة: تطور الجنين. سبرينغر للعلوم ووسائل الإعلام التجارية.