ALLOMETRIA: DEFINIZIONE, EQUAZIONI ED ESEMPI - BIOLOGIA - 2025

L' alometria , chiamata anche crescita allometrica, si riferisce a tassi di crescita differenziali in diverse parti o dimensioni degli organismi durante i processi coinvolti nell'ontogenesi. Allo stesso modo, può essere compreso in contesti filogenetici, intra e interspecifici.

Questi cambiamenti nella crescita differenziale delle strutture sono considerati eterocronie locali e hanno un ruolo fondamentale nell'evoluzione. Il fenomeno è ampiamente distribuito in natura, sia negli animali che nelle piante.

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Fondamenti di crescita

Prima di stabilire le definizioni e le implicazioni della crescita allometrica, è necessario ricordare i concetti chiave della geometria degli oggetti tridimensionali.

Immaginiamo di avere un cubo con bordi L. Quindi, la superficie della figura sarà 6L ² , mentre il volume sarà L ³ . Se abbiamo un cubo dove i bordi sono il doppio di quelli del caso precedente, (in notazione sarebbe 2 L) l'area aumenterà di un fattore 4 e il volume di un fattore 8.

Se ripetiamo questo approccio logico con una sfera, otterremo le stesse relazioni. Possiamo concludere che il volume cresce il doppio dell'area. In questo modo, se abbiamo che la lunghezza aumenta di 10 volte, il volume sarà aumentato di 10 volte di più della superficie.

Questo fenomeno ci permette di osservare che quando aumentiamo le dimensioni di un oggetto - che sia vivo o no - le sue proprietà vengono modificate, poiché la superficie varierà in modo diverso dal volume.

La relazione tra superficie e volume è enunciata nel principio di similarità: “figure geometriche simili, la superficie è proporzionale al quadrato della dimensione lineare, e il volume è proporzionale al cubo di essa”.

Definizioni di allometria

La parola "allometria" è stata proposta da Huxley nel 1936. Da allora sono state sviluppate una serie di definizioni, focalizzate da diversi punti di vista. Il termine deriva dalle radici griella allos che significa altro e metron che significa misura.

Il famoso biologo e paleontologo Stephen Jay Gould definì l'allometria come "lo studio dei cambiamenti di proporzioni correlati alle variazioni di dimensione".

L'allometria può essere intesa in termini di ontogenesi, quando la crescita relativa si verifica a livello dell'individuo. Allo stesso modo, quando la crescita differenziale avviene in diversi lignaggi, l'allometria è definita da una prospettiva filogenetica.

Allo stesso modo, il fenomeno può verificarsi nelle popolazioni (a livello intraspecifico) o tra specie correlate (a livello interspecifico).

equazioni

Sono state proposte diverse equazioni per valutare la crescita allometrica delle diverse strutture del corpo.

L'equazione più popolare in letteratura per esprimere allometrie è:

Nell'espressione, x e y sono due misurazioni del corpo, ad esempio, peso e altezza o la lunghezza di un arto e la lunghezza del corpo.

In effetti, nella maggior parte degli studi, x è una misura correlata alla dimensione del corpo, come il peso. Pertanto, cerca di dimostrare che la struttura o la misura in questione ha cambiamenti sproporzionati rispetto alla dimensione totale dell'organismo.

La variabile a è nota in letteratura come coefficiente allometrico e descrive i tassi di crescita relativi. Questo parametro può assumere valori diversi.

Se è uguale a 1, la crescita è isometrica. Ciò significa che entrambe le strutture o le dimensioni valutate nell'equazione crescono alla stessa velocità.

Nel caso in cui il valore assegnato alla variabile y abbia una crescita maggiore di quella di x, il coefficiente allometrico è maggiore di 1, e si dice che c'è allometria positiva.

Al contrario, quando la relazione sopra indicata è opposta, l'allometria è negativa e il valore di a assume valori inferiori a 1.

Rappresentazione grafica

Se portiamo l'equazione precedente a una rappresentazione nel piano, otterremo una relazione curvilinea tra le variabili. Se vogliamo ottenere un grafico con andamento lineare dobbiamo applicare un logaritmo ad entrambi i saluti dell'equazione.

Con il suddetto trattamento matematico, otterremo una linea con la seguente equazione: log y = log b + a log x.

Interpretazione dell'equazione

Supponiamo di valutare una forma ancestrale. La variabile x rappresenta la dimensione del corpo dell'organismo, mentre la variabile y rappresenta la dimensione o l'altezza di alcune caratteristiche che vogliamo valutare, il cui sviluppo inizia all'età a e smette di crescere in b.

I processi relativi alle eterocronie, sia pedomorfosi che peramorfosi, derivano da cambiamenti evolutivi in ​​uno qualsiasi dei due parametri menzionati, sia nella velocità di sviluppo che nella durata dello sviluppo a causa di cambiamenti nei parametri definiti come a o b.

Esempi

L'artiglio del granchio violinista

L'allometria è un fenomeno ampiamente distribuito in natura. Il classico esempio di allometria positiva è il granchio violinista. Si tratta di un gruppo di crostacei decapodi appartenenti al genere Uca, la specie più apprezzata è l'Uca pugnax.

Nei maschi giovani, gli artigli corrispondono al 2% del corpo dell'animale. Man mano che l'individuo cresce, il calibro cresce in modo sproporzionato, rispetto alla dimensione complessiva. Alla fine, la pinza può raggiungere fino al 70% del peso corporeo.

Le ali dei pipistrelli

Lo stesso evento allometrico positivo si verifica nelle falangi dei pipistrelli. Gli arti anteriori di questi vertebrati volanti sono omologhi ai nostri arti superiori. Pertanto, nei pipistrelli, le falangi sono sproporzionatamente lunghe.

Per ottenere una struttura di questa categoria, il tasso di crescita delle falangi doveva aumentare nell'evoluzione evolutiva dei pipistrelli.

Arti e testa negli esseri umani

In noi umani ci sono anche allometrie. Pensiamo a un neonato e come varieranno le parti del corpo in termini di crescita. Gli arti si allungano maggiormente durante lo sviluppo rispetto ad altre strutture, come la testa e il tronco.

Come vediamo in tutti gli esempi, la crescita allometrica altera in modo significativo le proporzioni dei corpi durante lo sviluppo. Quando questi tassi vengono modificati, la forma dell'adulto cambia sostanzialmente.

Riferimenti

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