القياس: التعريف والمعادلات والأمثلة

تشير اللوميترية ، والتي تسمى أيضًا النمو اللومتري ، 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.

أساسيات النمو

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

تخيل أن لدينا حافة مكعب L. وبالتالي ، فإن سطح الشكل سيكون 6L2 ، في حين أن حجم سيكون L3 . إذا كان لدينا مكعب حيث تكون الحواف ضعف تلك الموجودة في الحالة السابقة ، (في التدوين سيكون 2 لتر ) ، ستزيد المساحة بمعامل 4 ، والحجم بمعامل 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 حجم الصوت بمقدار 10 مرات أكثر من السطح.

تتيح لنا هذه الظاهرة ملاحظة أنه عندما نزيد حجم كائن ما - سواء كان حياً أم لا - تتغير خصائصه ، لأن السطح سوف يختلف بطريقة مختلفة عن الحجم.

تم توضيح العلاقة بين السطح والحجم في مبدأ التشابه: "الأشكال الهندسية المتشابهة ، والسطح يتناسب مع مربع البعد الخطي ، والحجم هو مكعب من نفسه".

تعاريف allometry

اقترح Huxley كلمة "allometry" ، في عام 1936. ومنذ ذلك الحين تم تطوير سلسلة من التعريفات ، ركزت من وجهات نظر مختلفة. المصطلح يأتي من جذور griella allos التي تعني أخرى ، و metron وهو ما 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 الجنين - عندما يحدث النمو النسبي على المستوى الفردي. وبالمثل ، عندما يحدث النمو التفاضلي في عدة سلالات ، يتم تعريف اللومتري من منظور نسبي.

أيضا ، يمكن أن تحدث هذه الظاهرة في السكان (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 = bxa

في التعبير ، x و yy هما قياسان للجسم ، على سبيل المثال ، الوزن والطول أو طول الطرف وطول الجسم.

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

يُعرف المتغير a في الأدب بالمعامل التماثلي ، 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 نمو القيمة المعينة للمتغير y أكبر من x ، يكون المعامل allometric أكبر من 1 ، ويقال أن هناك تباين إيجابي.

في المقابل ، عندما تكون العلاقة الموضحة أعلاه معاكسة ، فإن قياس التباين يكون سالبًا وقيمة a تأخذ قيمًا 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 علينا تطبيق اللوغاريتم في كل من تحيات المعادلة.

باستخدام المعالجة الرياضية المذكورة أعلاه ، نحصل على خط بالمعادلة التالية: log y = log b + a log x.

تفسير المعادلة

لنفترض أننا نقوم بتقييم نموذج الأجداد. يمثل المتغير x حجم جسم الكائن الحي ، بينما يمثل المتغير y حجم أو حجم بعض الخصائص التي نريد تقييمها ، والتي يبدأ نموها في عمر a وتتوقف عن النمو ب.

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

أمثلة

مخلب السلطعون الكمان

اللومتري ظاهرة موزعة على نطاق واسع في الطبيعة. المثال الكلاسيكي للبيومت الإيجابي هو السلطعون كمان. هذه هي مجموعة من القشريات decapod التي تنتمي إلى جنس Uca ، 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

يحدث الحدث نفسه من allometry إيجابية في الكتائب من 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 ، كان من المفترض أن تزيد سرعة نمو الكتائب في التطور التطوري للخفافيش.

الاطراف والرأس في البشر

فينا ، البشر ، وهناك أيضا allometries. فكر في المولود الجديد وكيف ستختلف أجزاء الجسم من حيث النمو. 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 الشخص بشكل كبير.