Alometría

La alometría es el estudio de la relación entre el tamaño y la forma del cuerpo, la anatomía, la fisiología y el comportamiento esbozado por Otto Snell en 1892, por D'Arcy Thompson en 1917 en on Growth and Form y por Julian Huxley en 1932.

Una aplicación es en el estudio de varias especies de insectos (por ejemplo, escarabajos, Hércules), en el que un pequeño cambio en el tamaño del cuerpo, el total puede conducir a un enorme aumento en la carga desproporcionada de las dimensiones de los apéndices como patas, antenas o cuernos, la relación entre las dos cantidades medidas a menudo se expresa como una ley de potencia, que expresa una notable simetría de escala en la forma logarítmica: donde a {\displaystyle a} es el exponente en escala de la ley La alometría es un campo de estudio bien conocido, especialmente en el análisis estadístico de la forma, por sus desarrollos teóricos, así como en la biología para aplicaciones prácticas a las tasas de crecimiento diferenciales de las partes del cuerpo de un organismo vivo. Los métodos para estimar este exponente a partir de los datos pueden usar regresiones de tipo 2, como la regresión de eje mayor o la regresión de eje mayor reducido, ya que estos explican la variación en ambas variables, A diferencia de la regresión de mínimos cuadrados, que no tiene en cuenta la varianza de error en la variable independiente (por ejemplo, masa del tronco). Otros métodos incluyen modelos de error de medición y un tipo particular de análisis de los componentes principales. La alometría a menudo estudia las diferencias en la forma en términos de proporciones del tamaño de los objetos. Dos objetos de diferentes tamaños, pero de forma común, tendrán sus dimensiones en la misma proporción. Tomemos, por ejemplo, un objeto biológico que crece a medida que madura. Su tamaño cambia con la edad, pero las formas son similares. Los estudios de alometría ontogenética a menudo usan lagartos o serpientes como organismos modelo, tanto porque carecen de cuidado parental después del nacimiento o la eclosión, como porque tienen una amplia gama de tamaños corporales entre las etapas juvenil y adulta. Los lagartos a menudo muestran cambios alométricos durante su ontogénesis. Además de los estudios centrados en el crecimiento, la alometría también examina la variación en la forma entre individuos de una determinada edad (y sexo), lo que se denomina alometría estática. Las comparaciones de especies se utilizan para examinar la alometría interespecífica o evolutiva.

El escalado isométrico ocurre cuando las relaciones proporcionales se conservan cuando las dimensiones cambian durante el crecimiento o en el tiempo evolutivo. Un ejemplo se encuentra en las ranas: aparte de un corto período durante las pocas semanas después de la metamorfosis, las ranas crecen isométricamente. Por lo tanto, una rana con patas tan largas como su cuerpo mantendrá esa relación durante toda la vida, incluso si la rana misma aumenta de tamaño enormemente. El escalado isométrico está regulado por la ley del cubo cuadrado. Un organismo que duplica en longitud isométrica encontrará que el área disponible aumentará en cuatro veces, mientras que su volumen y masa aumentarán en un factor de ocho. Esto puede presentar problemas para los organismos. En el caso anterior, ahora el animal tiene ocho veces el tejido biológicamente activo para soportar, pero la superficie de sus órganos respiratorios solo se cuadruplica, creando una discrepancia entre la descamación y las necesidades físicas. Del mismo modo, el organismo en el ejemplo anterior ahora tiene ocho veces la masa para soportar las piernas, pero la fuerza de sus huesos y músculos depende de su área de sección transversal, que ha aumentado solo cuatro veces. Por lo tanto, este organismo hipotético experimentaría el doble de las cargas óseas y musculares de su versión más pequeña. Esta discrepancia se puede evitar ya sea "sobrecargando" cuando es pequeño o cambiando las proporciones durante el crecimiento, llamado alometría. El escalado isométrico se usa a menudo como hipótesis nula en estudios de escalado, con "desviaciones de isometría" consideradas evidencia de factores fisiológicos que fuerzan el crecimiento alométrico.

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