Alometría: qué es, definición, ecuaciones y ejemplos
¿Qué es la alometría?
La alometría se refiere a la tasa diferencial de crecimiento en varias partes o dimensiones de los organismos durante los procesos involucrados en el crecimiento embrionario.
Estos cambios en el crecimiento diferencial de las estructuras son considerados heterocronías locales y tienen un papel fundamental en la evolución. El fenómeno se encuentra ampliamente distribuido en la naturaleza, tanto en los animales como en las plantas.
Definiciones de alometría
La palabra “alometría” fue propuesto por Julian Huxley, en 1936. Desde la época se han desarrollado una serie de definiciones, enfocadas desde diferentes puntos de vista. El término viene de las raíces griegas allos que significa otro, y metron, que quiere decir medida.
El famoso biólogo y paleontólogo Stephen Jay Gould definió alometría como “el estudio de los cambios en las proporciones correlacionados con variaciones en la talla”.
La alometría se puede entender en términos de la ontogenia –cuando el crecimiento relativo ocurre a nivel del individuo–. Del mismo modo, cuando el crecimiento diferencial tiene lugar en varios linajes, la alometría se define bajo una perspectiva filogenética.
Asimismo, el fenómeno puede ocurrir en poblaciones (a nivel intraespecífico), o bien, entre especies relacionadas (a nivel interespecífico).
Ecuaciones
Hay varias ecuaciones propuestas para evaluar el crecimiento alométrico de las distintas estructuras del cuerpo.
La ecuación más popular en la literatura para expresar alometrías es:
y = bxa
En la expresión, x e y y son dos medidas del cuerpo, por ejemplo, peso y altura o la longitud de un miembro y la longitud del cuerpo.
De hecho, en la mayoría de los estudios, x es una medida relacionada con el tamaño corporal, como el peso. Así, se busca evidenciar que la estructura o la medida en cuestión tiene cambios desproporcionales al tamaño total del organismo.
La variable a es conocida en la literatura como coeficiente alométrico, y describe las tasas de crecimiento relativo. Este parámetro puede tomar distintos valores.
Si es igual a 1, el crecimiento es isométrico. Esto quiere decir que ambas estructuras o dimensiones evaluadas en la ecuación crecen a la misma tasa.
En caso de que el valor asignado a la variable y posea un crecimiento mayor que el de x, el coeficiente alométrico es mayor a 1, y se dice que existe alometría positiva.
En contraste, cuando la relación expuesta arriba es opuesta, la alometría es negativa y el valor de a toma valores menores a 1.
Representación gráfica
Si llevamos la ecuación anterior a una representación en el plano, obtendremos una relación curvilínea entre las variables. Si queremos obtener una gráfica con tendencia lineal debemos aplicar logaritmo en ambos saludos de la ecuación.
Con el tratamiento matemático mencionado, obtendremos una recta con la siguiente ecuación: log y = log b + a log x.
Interpretación de la ecuación
Supongamos que estamos evaluando una forma ancestral. La variable x representa el tamaño del cuerpo del organismo, mientras que la variable y representa el tamaño o la talla de alguna característica que queremos evaluar, cuyo desarrollo empieza a la edad a y para de crecer en b.
Los procesos relacionados con las heterocronías, tanto la pedomorfosis como la peramorfosis, resultan de cambios evolutivos en cualquiera de los dos parámetros mencionados, ya sea en la tasa del desarrollo o en la duración del desarrollo debido a cambios en los parámetros definidos como a o b.
Ejemplos de alometría
La pinza del cangrejo violinista
La alometría es un fenómeno ampliamente distribuido en la naturaleza. El ejemplo clásico de la alometría positiva es el cangrejo violinista. Estos son un grupo de crustáceos decápodos pertenecientes al género Uca, siendo la especie más popular Uca pugnax.
En los machos jóvenes, las pinzas corresponden a un 2% del cuerpo del animal. A medida que el individuo crece, la pinza crece de manera desproporcionada, en relación con la talla general. Eventualmente, la pinza puede alcanzar hasta un 70% del peso corporal.
Las alas de los murciélagos
El mismo evento de alometría positiva ocurre en las falanges de los murciélagos. Los miembros delanteros de estos vertebrados voladores son homólogos a nuestras extremidades superiores. Así, en los murciélagos, las falanges son desproporcionadamente largas.
Para lograr una estructura de esta categoría, la velocidad de crecimiento de las falanges debió aumentar en el devenir evolutivo de los quirópteros.
Extremidades y cabeza en humanos
En nosotros, los humanos, también existen alometrías. Pensemos en un bebé recién nacido y en cómo variarán las partes del cuerpo en términos del crecimiento. Las extremidades se alargan más durante el desarrollo, que otras estructuras, como la cabeza y el tronco.
Como vemos en todos los ejemplos, el crecimiento alométrico altera de manera significativa las proporciones de los cuerpos durante el desarrollo. Cuando estas tasas se ven modificadas, la forma del adulto cambia substancialmente.
Referencias
- Hickman, C. P., Roberts, L. S., Larson, A., Ober, W. C., & Garrison, C. Integrated principles of zoology. McGraw–Hill.
- Kardong, K. V. Vertebrates: comparative anatomy, function, evolution. McGraw-Hill.
- McKinney, M. L., & McNamara, K. J. Heterochrony: the evolution of ontogeny. Springer Science & Business Media.