Alometrické inženýrství - Allometric engineering

Původní populace je znázorněna bíle a nové upravené populace jsou zobrazeny šedě. Alometrické posuny zvýší celkovou variabilitu jednoho znaku ve srovnání s druhým, čímž dojde k porušení jejich typické korelace

Alometrické inženýrství je proces experimentálního posunu škálování vztahů, pokud jde o velikost nebo tvar těla, v populaci organismů. Přesněji řečeno, proces experimentálního překonávání překážek kovariance evidentní mezi komponentními vlastnostmi komplexu fenotyp změnou rozptyl jednoho vlastnost ve vztahu k druhému. Typicky je velikost těla jednou ze dvou vlastností. Měření těchto dvou vlastností jsou vynesena proti sobě a měřítkový vztah lze vyjádřit jako: . Manipulace tohoto druhu mění měřítkové vztahy buď posunutím průsečíku (b), sklon (m) nebo obojí k vytvoření nových variant (viz: Alometrie, Více podrobností). Tyto nové varianty pak mohou být testovány na rozdíly ve výkonu nebo kondici. Pečlivým testováním bylo možné postupně otestovat každou komponentu sady vlastností, aby bylo možné zjistit, jak každá část přispívá k funkci celého komplexní fenotyp, a nakonec kondice organismu. Tato technika umožňuje srovnání uvnitř nebo mezi biologickými skupinami lišícími se velikostí úpravou morfologie tak, aby odpovídaly jeden druhému, a porovnáním jejich výkonů.[1]

Příklady a použití

Nedostatek hypotézy

K testování bylo použito alometrické inženýrství David Lack Hypotéza ještěrky Sceloporus occidentalis.[1] V této studii byly „vytvořeny“ dvě populace tak, aby odpovídaly morfologii druhé, manipulací s množstvím vaječného žloutku, čímž byl odstraněn účinek rozdílu velikostí mezi skupinami. Po manipulaci zjistili, že rychlost byla nepřímo úměrná velikosti těla.

Příroda versus výchova

Investice do mateřství byla „alometricky vytvořena“ chirurgickým odstraněním vaječníku u švábů (Diploptera punctata ).[2] To účinně snížilo počet potomků a zvýšilo přidělování zdrojů každému potomkovi. Spojili tuto manipulaci se skupinovými efekty (rychlejší vývoj ve velkých skupinách) a zjistili, že mateřské investice mohou překonat skupinový efekt.

Sexuální výběr

Muž dlouhoocasý vdovec (Euplectes progne) má výjimečně dlouhé ocasní peří o délce zhruba půl metru.[3] Mužské ocasní peří bylo oříznuto a slepeno a ti s uměle zvětšenými délkami ocasu zajistili nejvíce páření, což dokazuje ženské preference.

Přírodní výběr

Moucha Zonosemata vittigera má na křídlech pruhovaný vzor, ​​u kterého bylo zjištěno, že napodobuje pohyby skákajícího pavouka. Greene et al. vytvořené nové fenotypy, narušující korelaci mezi chováním a morfologií, řezáním a přesazováním křídel této mouchy se společným moucha.[4] Tato manipulace prokázala, že to bylo chování spojené s pruhovým vzorem, které odradilo skákající pavouky od útoku, i když ne jiných predátorů.

Metody

Současné použití zahrnovalo zkrácení nebo oříznutí, manipulaci s žloutkem, hormonální léčbu, alokaci matek, manipulaci s teplotou nebo změnu výživových stavů.[5] Každá metoda má nepochybně své výhody a úskalí, které je třeba zvážit před vytvořením experimentu, ale tyto techniky otevírají nové cesty výzkumu ve srovnávací a evoluční biologii.

Viz také

Reference

  1. ^ A b Sinervo, B .; Huey, R. (1990). „Allometrické inženýrství: experimentální test příčin interpopulačních rozdílů ve výkonu“ (PDF). Věda. 248 (4959): 1106–1109. Bibcode:1990Sci ... 248.1106S. doi:10.1126 / science.248.4959.1106. PMID  17733374. S2CID  3068221.
  2. ^ Holbrook, G .; Schal, C. (2004). „Mateřská investice ovlivňuje fenotypovou plasticitu potomků viviparního švába“. PNAS. 101 (15): 5595–5597. Bibcode:2004PNAS..101,5595H. doi:10.1073 / pnas.0400209101. PMC  397435. PMID  15064397.
  3. ^ Andersson, Malte (1982). . Příroda. 299 (5886): 818–820. Bibcode:1982Natur.299..818A. doi:10.1038 / 299818a0. S2CID  4334275.
  4. ^ Greene, E .; Orsak, L. a Whitman, D. (1987). „Moucha tephritida napodobuje územní zobrazení svých skákajících pavoučích dravců“. Věda. 236 (4799): 310–312. Bibcode:1987Sci ... 236..310G. doi:10.1126 / science.236.4799.310. PMID  17755555. S2CID  17023853. vidět: Tephritid létat.
  5. ^ Sinervo, B. (1993). "Vliv velikosti potomstva na fyziologii a historii života". BioScience. 43 (4): 210–218. doi:10.2307/1312121. JSTOR  1312121.

Další čtení