- ปัจจัยพื้นฐานด้านการเติบโต
- นิยาม Allometry
- สมการ
- การแสดงภาพกราฟิก
- การตีความสมการ
- ตัวอย่าง
- ก้ามปูตีนผี
- ปีกของค้างคาว
- แขนขาและศีรษะในมนุษย์
- อ้างอิง
alometríaหรือที่เรียกว่าการเจริญเติบโต allometric หมายถึงอัตราการเติบโตของค่าในหลายส่วนหรือขนาดของสิ่งมีชีวิตในระหว่างกระบวนการที่เกี่ยวข้องในการ ontogeny ในทำนองเดียวกันมันสามารถเข้าใจได้ในบริบททางวิวัฒนาการภายในและบริบทเฉพาะ
การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ในการเติบโตที่แตกต่างกันของโครงสร้างถือเป็นความแตกต่างในท้องถิ่นและมีบทบาทพื้นฐานในวิวัฒนาการ ปรากฏการณ์นี้กระจายอยู่ทั่วไปในธรรมชาติทั้งในสัตว์และพืช
ที่มา: pixabay.com
ปัจจัยพื้นฐานด้านการเติบโต
ก่อนที่จะสร้างคำจำกัดความและผลกระทบของการเติบโตแบบออลโรเมตริกจำเป็นต้องจดจำแนวคิดหลักของรูปทรงเรขาคณิตของวัตถุสามมิติ
ลองจินตนาการว่าเรามีก้อนที่มีขอบลิตรดังนั้นพื้นผิวของรูปจะ 6L 2ในขณะที่ปริมาณจะเป็น L 3 ถ้าเรามีลูกบาศก์ที่ขอบเป็นสองเท่าของกรณีก่อนหน้านี้ (โดยสัญกรณ์จะเป็น 2 L) พื้นที่จะเพิ่มขึ้นโดยมีค่าเท่ากับ 4 และปริมาตรเป็นตัวคูณ 8
ถ้าเราทำซ้ำวิธีการเชิงตรรกะนี้ด้วยทรงกลมเราจะได้รับความสัมพันธ์เดียวกัน เราสามารถสรุปได้ว่าปริมาณเพิ่มขึ้นสองเท่าของพื้นที่ ด้วยวิธีนี้ถ้าเรามีความยาวเพิ่มขึ้น 10 เท่าปริมาตรจะเพิ่มขึ้นมากกว่าพื้นผิว 10 เท่า
ปรากฏการณ์นี้ช่วยให้เราสังเกตได้ว่าเมื่อเราเพิ่มขนาดของวัตถุไม่ว่าจะมีชีวิตอยู่หรือไม่ก็ตามคุณสมบัติของมันจะถูกปรับเปลี่ยนเนื่องจากพื้นผิวจะแตกต่างกันไปในลักษณะที่แตกต่างจากปริมาตร
ความสัมพันธ์ระหว่างพื้นผิวและปริมาตรถูกระบุไว้ในหลักการของความคล้ายคลึง:“ รูปทรงเรขาคณิตที่คล้ายกันพื้นผิวเป็นสัดส่วนกับกำลังสองของมิติเชิงเส้นและปริมาตรเป็นสัดส่วนกับลูกบาศก์ของมัน”
นิยาม Allometry
คำว่า "allometry" ถูกเสนอโดย Huxley ในปีพ. ศ. 2479 ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมาจึงมีการพัฒนาคำจำกัดความแบบต่างๆเข้าหาจากมุมมองที่แตกต่างกัน คำนี้มาจากราก griella allos ที่หมายถึงอีกตัวหนึ่งและ metron ที่หมายถึงการวัด
Stephen Jay Gould นักชีววิทยาและนักบรรพชีวินวิทยาที่มีชื่อเสียงได้ให้คำจำกัดความของ allometry ว่าเป็น "การศึกษาการเปลี่ยนแปลงของสัดส่วนที่สัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงของขนาด"
Allometry สามารถเข้าใจได้ในแง่ของการเกิดมะเร็ง - เมื่อการเติบโตสัมพัทธ์เกิดขึ้นในระดับของแต่ละบุคคล ในทำนองเดียวกันเมื่อการเติบโตที่แตกต่างกันเกิดขึ้นในหลายเชื้อสายอัลโลเมตรีจะถูกกำหนดจากมุมมองของวิวัฒนาการทางวิวัฒนาการ
ในทำนองเดียวกันปรากฏการณ์นี้สามารถเกิดขึ้นได้ในประชากร (ในระดับ intraspecific) หรือระหว่างสิ่งมีชีวิตที่เกี่ยวข้องกัน (ในระดับ interspecific)
สมการ
มีการเสนอสมการหลายอย่างเพื่อประเมินการเติบโตของโครงสร้างที่แตกต่างกันของร่างกาย
สมการที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในวรรณคดีเพื่อแสดงความสัมพันธ์คือ:
ในนิพจน์ x และ y คือการวัดสองครั้งของร่างกายตัวอย่างเช่นน้ำหนักและส่วนสูงหรือความยาวของแขนขาและความยาวของร่างกาย
ในความเป็นจริงในการศึกษาส่วนใหญ่ x เป็นการวัดที่เกี่ยวข้องกับขนาดของร่างกายเช่นน้ำหนัก ดังนั้นจึงพยายามที่จะแสดงให้เห็นว่าโครงสร้างหรือการวัดที่เป็นปัญหามีการเปลี่ยนแปลงที่ไม่ได้สัดส่วนกับขนาดทั้งหมดของสิ่งมีชีวิต
ตัวแปร a เป็นที่รู้จักในวรรณคดีว่าเป็นค่าสัมประสิทธิ์อัลโลเมตริกและอธิบายถึงอัตราการเติบโตสัมพัทธ์ พารามิเตอร์นี้สามารถรับค่าที่แตกต่างกัน
ถ้ามันเท่ากับ 1 การเติบโตจะมีมิติเท่ากัน ซึ่งหมายความว่าทั้งสองโครงสร้างหรือมิติที่ประเมินในสมการจะเติบโตในอัตราเดียวกัน
ในกรณีที่ค่าที่กำหนดให้กับตัวแปร y มีการเติบโตที่มากกว่า x ค่าสัมประสิทธิ์อัลโลเมตริกจะมากกว่า 1 และมีการกล่าวว่ามีอัลโลเมตริกเป็นบวก
ในทางตรงกันข้ามเมื่อความสัมพันธ์ที่ระบุไว้ข้างต้นตรงกันข้าม allometry จะเป็นลบและค่าของค่า take น้อยกว่า 1
การแสดงภาพกราฟิก
ถ้าเรานำสมการก่อนหน้านี้มาเป็นตัวแทนในระนาบเราจะได้ความสัมพันธ์เชิงเส้นโค้งระหว่างตัวแปร ถ้าเราต้องการได้กราฟที่มีแนวโน้มเชิงเส้นเราต้องใช้ลอการิทึมกับคำทักทายทั้งสองของสมการ
ด้วยการคำนวณทางคณิตศาสตร์ดังกล่าวข้างต้นเราจะได้เส้นที่มีสมการต่อไปนี้: log y = log b + a log x
การตีความสมการ
สมมติว่าเรากำลังประเมินรูปแบบบรรพบุรุษ ตัวแปร x แสดงขนาดของร่างกายของสิ่งมีชีวิตในขณะที่ตัวแปร y หมายถึงขนาดหรือความสูงของลักษณะบางอย่างที่เราต้องการประเมินซึ่งพัฒนาการเริ่มต้นเมื่ออายุ a และหยุดเติบโตที่ b
กระบวนการที่เกี่ยวข้องกับ heterochronies ทั้ง pedomorphosis และ peramorphosis เป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงทางวิวัฒนาการของพารามิเตอร์ใด ๆ ทั้งสองที่กล่าวถึงไม่ว่าจะในอัตราการพัฒนาหรือในระยะเวลาของการพัฒนาเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของพารามิเตอร์ที่กำหนดเป็น a หรือ b
ตัวอย่าง
ก้ามปูตีนผี
Allometry เป็นปรากฏการณ์ที่กระจายอยู่ทั่วไปในธรรมชาติ ตัวอย่างคลาสสิกของอัลโลเมทรีเชิงบวกคือปูซอ เหล่านี้เป็นกลุ่มของครัสเตเชียน Decapod ที่อยู่ในสกุล Uca ซึ่งเป็นสายพันธุ์ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดคือ Uca pugnax
ในตัวผู้ที่อายุน้อยกรงเล็บจะสอดคล้องกับ 2% ของร่างกายสัตว์ เมื่อแต่ละคนเติบโตขึ้นคาลิปเปอร์จะโตขึ้นอย่างผิดสัดส่วนเมื่อเทียบกับขนาดโดยรวม ในที่สุดแคลมป์สามารถเข้าถึงได้ถึง 70% ของน้ำหนักตัว
ปีกของค้างคาว
เหตุการณ์อัลโลเมตรีที่เป็นบวกเดียวกันนี้เกิดขึ้นในกลุ่มของค้างคาว ส่วนหน้าของสัตว์มีกระดูกสันหลังที่บินได้เหล่านี้มีความคล้ายคลึงกับแขนขาของเรา ดังนั้นในค้างคาว Phalanges จึงมีความยาวไม่สมส่วน
เพื่อให้ได้โครงสร้างของหมวดหมู่นี้อัตราการเติบโตของ phalanges จะต้องเพิ่มขึ้นตามวิวัฒนาการทางวิวัฒนาการของค้างคาว
แขนขาและศีรษะในมนุษย์
ในมนุษย์เราก็มีอัลโลมิเตอร์เช่นกัน ลองนึกถึงทารกแรกเกิดและส่วนต่างๆของร่างกายจะแตกต่างกันอย่างไรในแง่ของการเจริญเติบโต แขนขายาวขึ้นในระหว่างการพัฒนามากกว่าโครงสร้างอื่น ๆ เช่นศีรษะและลำตัว
ดังที่เราเห็นในตัวอย่างทั้งหมดการเติบโตแบบออลโรเมตริกจะเปลี่ยนแปลงสัดส่วนของร่างกายอย่างมีนัยสำคัญระหว่างการพัฒนา เมื่ออัตราเหล่านี้ถูกปรับเปลี่ยนรูปร่างของผู้ใหญ่จะเปลี่ยนไปอย่างมาก
อ้างอิง
- Alberch, P. , Gould, SJ, Oster, GF, & Wake, DB (1979) ขนาดและรูปร่างในการกำเนิดและวิวัฒนาการ บรรพชีวินวิทยา, 5 (3), 296-317.
- Audesirk, T. , & Audesirk, G. (2003). ชีววิทยา 3: วิวัฒนาการและนิเวศวิทยา. เพียร์สัน
- Curtis, H. , & Barnes, NS (1994). ขอเชิญเข้าร่วมชีววิทยา Macmillan
- Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A. , Ober, WC, & Garrison, C. (2001). หลักการบูรณาการของสัตววิทยา McGraw - ฮิลล์
- การ์ดอง, KV (2549). สัตว์มีกระดูกสันหลัง: กายวิภาคเปรียบเทียบฟังก์ชันวิวัฒนาการ McGraw-Hill
- McKinney, ML, & McNamara, KJ (2013). Heterochrony: วิวัฒนาการของ ontogeny Springer Science & Business Media