Alometri: definisi, persamaan dan contoh

alometría , juga disebut pertumbuhan alometrik, mengacu pada tingkat pertumbuhan diferensial di beberapa bagian atau ukuran organisme selama proses yang terlibat dalam ontogeni tersebut. Demikian juga, dapat dipahami dalam konteks filogenetik, intra dan interspesifik.

Perubahan dalam pertumbuhan diferensial struktur ini dianggap sebagai heterokroni lokal dan memiliki peran mendasar dalam evolusi. Fenomena tersebut tersebar luas di alam, baik pada hewan maupun pada tumbuhan .

Sumber: pixabay.com

Indeks artikel

Dasar-dasar pertumbuhan

Sebelum menetapkan definisi dan implikasi pertumbuhan alometrik, perlu diingat konsep-konsep kunci geometri benda tiga dimensi.

Mari kita bayangkan bahwa kita memiliki sebuah kubus dengan rusuk L. Jadi, permukaan gambar akan menjadi 6L 2 , sedangkan volumenya adalah L 3 . Jika kita memiliki sebuah kubus yang rusuknya dua kali rusuk dari kasus sebelumnya, (dalam notasi itu akan menjadi 2 L ) luasnya akan bertambah dengan faktor 4, dan volumenya dengan faktor 8.

Jika kita mengulangi pendekatan logis ini dengan bola, kita akan mendapatkan hubungan yang sama. Kita dapat menyimpulkan bahwa volume bertambah dua kali luasnya. Dengan cara ini, jika panjangnya bertambah 10 kali, volumenya akan bertambah 10 kali lipat dari permukaannya.

Fenomena ini memungkinkan kita untuk mengamati bahwa ketika kita memperbesar ukuran suatu objek – apakah itu hidup atau tidak – sifat-sifatnya diubah, karena permukaannya akan bervariasi dengan cara yang berbeda dari volume.

Hubungan antara permukaan dan volume dinyatakan dalam prinsip kesamaan: “bentuk geometris serupa, permukaan sebanding dengan kuadrat dari dimensi linier, dan volume sebanding dengan pangkat tiga.”

Definisi alometri

Kata “alometri” diusulkan oleh Huxley pada tahun 1936. Sejak saat itu serangkaian definisi telah dikembangkan, didekati dari sudut pandang yang berbeda. Istilah ini berasal dari akar kata griella allos, yang berarti lain, dan metron, yang berarti ukuran.

Ahli biologi dan paleontologi terkenal Stephen Jay Gould mendefinisikan alometri sebagai “studi tentang perubahan proporsi yang berkorelasi dengan variasi ukuran.”

Alometri dapat dipahami dalam istilah ontogeni – ketika pertumbuhan relatif terjadi pada tingkat individu. Demikian pula, ketika pertumbuhan diferensial terjadi di beberapa garis keturunan, alometri didefinisikan dari perspektif filogenetik.

Demikian pula, fenomena tersebut dapat terjadi pada populasi (pada tingkat intraspesifik) atau, antar spesies yang berkerabat (pada tingkat interspesifik).

persamaan

Beberapa persamaan telah diusulkan untuk mengevaluasi pertumbuhan alometrik dari berbagai struktur tubuh.

Persamaan yang paling populer dalam literatur untuk menyatakan alometri adalah:

y = bx a

Dalam ekspresi, x dan yy adalah dua ukuran tubuh, misalnya, berat dan tinggi badan atau panjang anggota badan dan panjang tubuh.

Faktanya, dalam kebanyakan penelitian, x adalah ukuran yang berhubungan dengan ukuran tubuh, seperti berat badan. Dengan demikian, ia berusaha menunjukkan bahwa struktur atau ukuran yang dimaksud memiliki perubahan yang tidak proporsional dengan ukuran total organisme.

Variabel a dikenal dalam literatur sebagai koefisien alometrik, dan menggambarkan tingkat pertumbuhan relatif. Parameter ini dapat mengambil nilai yang berbeda.

Jika sama dengan 1, pertumbuhannya isometrik. Ini berarti bahwa kedua struktur atau dimensi yang dievaluasi dalam persamaan tumbuh pada tingkat yang sama.

Dalam hal nilai yang diberikan pada variabel y memiliki pertumbuhan yang lebih besar daripada nilai x, maka koefisien alometrik lebih besar dari 1, dan dikatakan terdapat alometri positif.

Sebaliknya, ketika hubungan yang disebutkan di atas adalah kebalikannya, alometrinya negatif dan nilai a mengambil nilai kurang dari 1.

Representasi grafis

Jika kita mengambil persamaan sebelumnya ke representasi di pesawat, kita akan mendapatkan hubungan lengkung antara variabel. Jika kita ingin mendapatkan grafik dengan tren linier, kita harus menerapkan logaritma untuk kedua salam persamaan.

Dengan perlakuan matematis tersebut di atas, kita akan memperoleh garis dengan persamaan berikut: log y = log b + a log x.

Interpretasi persamaan

Misalkan kita sedang mengevaluasi bentuk leluhur. Variabel x mewakili ukuran tubuh organisme, sedangkan variabel y mewakili ukuran atau tinggi dari beberapa karakteristik yang ingin kita evaluasi, yang perkembangannya dimulai pada usia a dan berhenti tumbuh pada usia b.

Proses yang terkait dengan heterokroni, baik pedomorfosis maupun peramorfosis, dihasilkan dari perubahan evolusioner pada salah satu dari dua parameter yang disebutkan, baik dalam laju perkembangan atau dalam durasi perkembangan karena perubahan parameter yang didefinisikan sebagai a atau b.

Contoh

Cakar kepiting fiddly

Alometri adalah fenomena yang tersebar luas di alam. Contoh klasik dari alometri positif adalah kepiting fiddler. Ini adalah kelompok krustasea berkaki sepuluh yang termasuk dalam genus Uca, spesies yang paling populer adalah Uca pugnax.

Pada jantan muda, cakar sesuai dengan 2% dari tubuh hewan. Saat individu tumbuh, caliper tumbuh secara tidak proporsional, dalam kaitannya dengan ukuran keseluruhan. Akhirnya, penjepit bisa mencapai hingga 70% dari berat badan.

Sayap kelelawar

Peristiwa alometri positif yang sama terjadi pada falang kelelawar. Kaki depan vertebrata terbang ini homolog dengan tungkai atas kita. Jadi, pada kelelawar, panjang falang tidak proporsional.

Untuk mencapai struktur kategori ini, tingkat pertumbuhan falang harus meningkat dalam evolusi evolusioner kelelawar.

Anggota badan dan kepala pada manusia

Dalam diri kita manusia, ada juga alometri. Mari kita pikirkan tentang bayi yang baru lahir dan bagaimana bagian-bagian tubuh akan bervariasi dalam hal pertumbuhan. Ekstremitas lebih memanjang selama perkembangan daripada struktur lain, seperti kepala dan badan.

Seperti yang kita lihat dalam semua contoh, pertumbuhan alometrik secara signifikan mengubah proporsi tubuh selama perkembangan. Ketika tingkat ini diubah, bentuk orang dewasa berubah secara substansial.

Referensi

  1. Alberch, P., Gould, SJ, Oster, GF, & Wake, DB (1979). Ukuran dan bentuk dalam ontogeni dan filogeni. Paleobiologi , 5 (3), 296-317.
  2. Audesirk, T., & Audesirk, G. (2003). Biologi 3: evolusi dan ekologi . Pearson.
  3. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Undangan biologi . Macmillan.
  4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Prinsip terintegrasi zoologi . McGraw – Bukit.
  5. Kardong, KV (2006). Vertebrata: anatomi komparatif, fungsi, evolusi . McGraw-Hill.
  6. McKinney, ML, & McNamara, KJ (2013). Heterochrony: evolusi ontogeni . Ilmu Pengetahuan & Media Bisnis Springer.