Définition d'allométrie, équations et exemples

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Abraham McLaughlin

La allométrie, Également appelée croissance allométrique, elle fait référence au taux de croissance différentiel dans diverses parties ou dimensions d'organismes au cours des processus impliqués dans l'ontogénie. De même, il peut être compris dans des contextes phylogénétiques, intra et interspécifiques..

Ces changements dans la croissance différentielle des structures sont considérés comme des hétérochronies locales et jouent un rôle fondamental dans l'évolution. Le phénomène est largement répandu dans la nature, tant chez les animaux que chez les végétaux.

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Index des articles

  • 1 Fondamentaux de la croissance
  • 2 Définitions de l'allométrie
  • 3 équations
    • 3.1 Représentation graphique
    • 3.2 Interprétation de l'équation
  • 4 exemples
    • 4.1 La griffe du crabe violoniste
    • 4.2 Les ailes des chauves-souris
    • 4.3 Membres et tête chez l'homme
  • 5 Références

Fondamentaux de la croissance

Avant d'établir les définitions et les implications de la croissance allométrique, il est nécessaire de se souvenir des concepts clés de la géométrie des objets tridimensionnels..

Imaginons que nous ayons un cube d'arêtes L. Ainsi, la surface de la figure sera 6 Ldeux, tandis que le volume sera L3. Si nous avons un cube dont les arêtes sont deux fois celles du cas précédent, (en notation ce serait 2L) la surface augmentera d'un facteur 4 et le volume d'un facteur 8.

Si nous répétons cette approche logique avec une sphère, nous obtiendrons les mêmes relations. Nous pouvons conclure que le volume augmente deux fois la surface. De cette façon, si nous avons que la longueur augmente 10 fois, le volume aura augmenté 10 fois plus que la surface.

Ce phénomène nous permet d'observer que lorsque l'on augmente la taille d'un objet - qu'il soit vivant ou non - ses propriétés sont modifiées, puisque la surface variera différemment du volume..

La relation entre la surface et le volume est énoncée dans le principe de similitude: "figures géométriques similaires, la surface est proportionnelle au carré de la dimension linéaire et le volume est proportionnel au cube de celle-ci".

Définitions de l'allométrie

Le mot «allométrie» a été proposé par Huxley en 1936. Depuis, une série de définitions ont été élaborées, abordées de différents points de vue. Le terme vient des racines de griella allos qu'ils veulent dire un autre, et métron que signifie mesurer.

Le célèbre biologiste et paléontologue Stephen Jay Gould a défini l'allométrie comme «l'étude des changements de proportions corrélés aux variations de taille»..

L'allométrie peut être comprise en termes d'ontogénie - lorsque la croissance relative se produit au niveau de l'individu. De même, lorsque la croissance différentielle a lieu dans plusieurs lignées, l'allométrie est définie d'un point de vue phylogénétique..

De même, le phénomène peut se produire dans des populations (au niveau intraspécifique) ou, entre espèces apparentées (au niveau interspécifique)..

Équations

Plusieurs équations ont été proposées pour évaluer la croissance allométrique des différentes structures du corps..

L'équation la plus populaire dans la littérature pour exprimer les allométries est:

y = bxà

Dans l'expression, X Oui et et sont deux mesures du corps, par exemple, le poids et la taille ou la longueur d'un membre et la longueur du corps.

En fait, dans la plupart des études, X c'est une mesure liée à la taille du corps, comme le poids. Ainsi, il cherche à montrer que la structure ou la mesure en question a des changements disproportionnés par rapport à la taille totale de l'organisme.

La variable à Il est connu dans la littérature sous le nom de coefficient allométrique et décrit les taux de croissance relatifs. Ce paramètre peut prendre différentes valeurs.

S'il est égal à 1, la croissance est isométrique. Cela signifie que les deux structures ou dimensions évaluées dans l'équation croissent au même rythme.

Dans le cas où la valeur affectée à la variable Oui a une croissance supérieure à celle de X, le coefficient allométrique est supérieur à 1, et on dit qu'il y a allométrie positive.

En revanche, lorsque la relation ci-dessus est opposée, l'allométrie est négative et la valeur de à prend des valeurs inférieures à 1.

Représentation graphique

Si nous prenons l'équation précédente à une représentation dans le plan, nous obtiendrons une relation curviligne entre les variables. Si nous voulons obtenir un graphique avec une tendance linéaire, nous devons appliquer un logarithme dans les deux salutations de l'équation.

Avec le traitement mathématique susmentionné, nous obtiendrons une droite avec l'équation suivante: log y = Journal b + a Journal X.

Interprétation de l'équation

Supposons que nous évaluions une forme ancestrale. La variable X représente la taille corporelle de l'organisme, tandis que la variable Oui représente la taille ou la hauteur d'une caractéristique que nous voulons évaluer, dont le développement commence à l'âge à et arrête de grandir b.

Les processus liés aux hétérochronies, à la fois la podorphose et la peramorphose résultent de changements évolutifs dans l'un des deux paramètres mentionnés, soit dans le taux de développement, soit dans la durée du développement en raison de changements dans les paramètres définis comme à ou alors b.

Exemples

La griffe du crabe violoniste

L'allométrie est un phénomène largement répandu dans la nature. L'exemple classique d'allométrie positive est le crabe violoniste. Ce sont un groupe de crustacés décapodes appartenant au genre Uca, étant l'espèce la plus populaire Uca pugnax.

Chez les jeunes mâles, les griffes correspondent à 2% du corps de l'animal. Au fur et à mesure que l'individu grandit, l'épaisseur augmente de manière disproportionnée par rapport à la taille globale. Finalement, la pince peut atteindre jusqu'à 70% du poids corporel.

Les ailes des chauves-souris

Le même événement d'allométrie positive se produit dans les phalanges des chauves-souris. Les membres antérieurs de ces vertébrés volants sont homologues de nos membres supérieurs. Ainsi, chez les chauves-souris, les phalanges sont disproportionnellement longues.

Pour obtenir une structure de cette catégorie, le taux de croissance des phalanges a dû augmenter dans l'évolution évolutive des chauves-souris..

Membres et tête chez l'homme

Chez nous, humains, il y a aussi des allométries. Pensons à un nouveau-né et à la manière dont les parties du corps varieront en termes de croissance. Les membres s'allongent plus au cours du développement que les autres structures, telles que la tête et le tronc.

Comme nous le voyons dans tous les exemples, la croissance allométrique modifie considérablement les proportions des corps au cours du développement. Lorsque ces taux sont modifiés, la forme de l'adulte change considérablement.

Les références

  1. Alberch, P., Gould, S. J., Oster, G. F. et Wake, D. B. (1979). Taille et forme en ontogénie et phylogénie. Paléobiologie5(3), 296-317.
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  3. Curtis, H., et Barnes, N. S. (1994). Invitation à la biologie. Macmillan.
  4. Hickman, C. P., Roberts, L. S., Larson, A., Ober, W. C. et Garrison, C. (2001). Principes intégrés de zoologie. McGraw-Hill.
  5. Kardong, K. V. (2006). Les vertébrés: anatomie comparée, fonction, évolution. McGraw-Hill.
  6. McKinney, M. L. et McNamara, K. J. (2013). Hétérochronie: l'évolution de l'ontogénie. Springer Science & Business Media.

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