Alometria: definição, equações e exemplos

O alometría , também chamado de crescimento alométrico, refere-se à taxa de crescimento diferencial em várias partes ou tamanho dos organismos durante os processos envolvidos na ontogenia. Da mesma forma, pode ser entendido em contextos filogenéticos, intra e interespecíficos.

Essas mudanças no crescimento diferencial de estruturas são consideradas heterocrônias locais e têm papel fundamental na evolução. O fenômeno é amplamente distribuído na natureza, tanto em animais quanto em plantas.

Alometria: definição, equações e exemplos 1

Fonte: pixabay.com

Noções básicas de crescimento

Antes de estabelecer as definições e implicações do crescimento alométrico, é necessário lembrar os principais conceitos da geometria de objetos tridimensionais.

Imagine que temos um cubo de arestas L. Assim, a superfície da figura será 6L 2 , enquanto o volume será L 3 . Se temos um cubo em que as arestas são duas vezes as do caso anterior (em notação seria 2 L ), a área aumentará em um fator de 4 e o volume em um fator de 8.

Se repetirmos essa abordagem lógica com uma esfera, obteremos os mesmos relacionamentos. Podemos concluir que o volume cresce duas vezes mais que a área. Dessa forma, se o comprimento aumentar 10 vezes, o volume aumentará 10 vezes mais que a superfície.

Esse fenômeno nos permite observar que quando aumentamos o tamanho de um objeto – vivo ou não – suas propriedades são modificadas, pois a superfície varia de forma diferente do volume.

A relação entre a superfície e o volume é declarada no princípio da similaridade: “figuras geométricas semelhantes, a superfície é proporcional ao quadrado da dimensão linear e o volume é o cubo da mesma”.

Definições de alometria

A palavra “alometria” foi proposta por Huxley, em 1936. Desde o momento em que uma série de definições foi desenvolvida, focada em diferentes pontos de vista. O termo vem das Griella raízes allos outro significado e metron medida significado.

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O famoso biólogo e paleontólogo Stephen Jay Gould definiu alometria como “o estudo de mudanças de proporções correlacionadas com variações de tamanho”.

A alometria pode ser entendida em termos de ontogenia – quando o crescimento relativo ocorre no nível do indivíduo. Da mesma forma, quando o crescimento diferencial ocorre em várias linhagens, a alometria é definida sob uma perspectiva filogenética.

Da mesma forma, o fenômeno pode ocorrer em populações (no nível intraespecífico) ou entre espécies relacionadas (no nível interespecífico).

Equações

Várias equações foram propostas para avaliar o crescimento alométrico das diferentes estruturas do corpo.

A equação mais popular na literatura para expressar alometria é:

y = bx a

Na expressão, x e y são duas medidas do corpo, por exemplo, peso e altura ou o comprimento de um membro e o comprimento do corpo.

De fato, na maioria dos estudos, x é uma medida relacionada ao tamanho corporal, como o peso. Assim, procura-se mostrar que a estrutura ou medida em questão tem alterações desproporcionais ao tamanho total do organismo.

A variável a é conhecida na literatura como coeficiente alométrico e descreve as taxas de crescimento relativas. Este parâmetro pode assumir valores diferentes.

Se for igual a 1, o crescimento é isométrico. Isso significa que ambas as estruturas ou dimensões avaliadas na equação crescem na mesma taxa.

Se o valor atribuído a variável e tem um crescimento maior do que X, o coeficiente alométrico é maior do que 1, e é dito que existe alometria positiva.

Por outro lado, quando a relação mencionada acima é oposta, a alometria é negativa e o valor de a assume valores inferiores a 1.

Representação gráfica

Se levarmos a equação anterior para uma representação no plano, obteremos uma relação curvilínea entre as variáveis. Se queremos obter um gráfico com tendência linear, devemos aplicar o logaritmo nos dois cumprimentos da equação.

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Com o tratamento matemático mencionado, obteremos uma linha com a seguinte equação: log y = log b + a log x.

Interpretação da equação

Suponha que estamos avaliando uma forma ancestral. A variável x representa o tamanho do corpo do organismo, enquanto a variável y representa o tamanho ou o tamanho de alguma característica que queremos avaliar, cujo desenvolvimento começa na idade a e para de crescer em b.

Os processos relacionados às heterocronias, tanto a pedomorfose quanto a peramorfose, resultam de alterações evolutivas em qualquer um dos dois parâmetros mencionados, seja na taxa de desenvolvimento ou na duração do desenvolvimento devido a alterações nos parâmetros definidos como a ou b.

Exemplos

A braçadeira de caranguejo violinita

A alometria é um fenômeno amplamente distribuído na natureza. O exemplo clássico de alometria positiva é o caranguejo violinista. Estes são um grupo de crustáceos decápodes pertencentes ao gênero Uca, sendo as espécies mais populares o Uca pugnax.

Nos machos jovens, as pinças correspondem a 2% do corpo do animal. À medida que o indivíduo cresce, o grampo cresce desproporcionalmente, em relação ao tamanho total. Eventualmente, o grampo pode atingir até 70% do peso corporal.

As asas dos morcegos

O mesmo evento positivo de alometria ocorre nas falanges dos morcegos. Os membros da frente desses vertebrados voadores são homólogos de nossas extremidades superiores. Assim, em morcegos, as falanges são desproporcionalmente longas.

Para alcançar uma estrutura desta categoria, a taxa de crescimento das falanges teve que aumentar na evolução evolutiva dos quirópteros.

Membros e cabeça em humanos

Em nós, humanos, também existem alometria. Pense em um bebê recém-nascido e em como as partes do corpo variarão em termos de crescimento. As extremidades se alongam mais durante o desenvolvimento do que outras estruturas, como a cabeça e o tronco.

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Como vemos em todos os exemplos, o crescimento alométrico altera significativamente as proporções de corpos durante o desenvolvimento. Quando essas taxas são modificadas, a forma do adulto muda substancialmente.

Referências

  1. Alberch, P., Gould, SJ, Oster, GF e Wake, DB (1979). Tamanho e forma na ontogenia e na filogenia.Paleobiology , 5 (3), 296-317.
  2. Audesirk, T. e Audesirk, G. (2003).Biologia 3: evolução e ecologia . Pearson
  3. Curtis, H. & Barnes, NS (1994). Convite para biologia . Macmillan
  4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC e Garrison, C. (2001). Princípios integrados de zoologia . McGraw – Hill.
  5. Kardong, KV (2006). Vertebrados: anatomia comparada, função, evolução . McGraw-Hill
  6. McKinney, ML; McNamara, KJ (2013).Heterocronia: a evolução da ontogenia . Springer Science & Business Media.

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