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Ingeniería alométrica

La población original se representa en blanco y las nuevas poblaciones diseñadas se muestran en gris. Los cambios alométricos aumentarán la variación general de un rasgo en relación con el otro, rompiendo su correlación típica.

La ingeniería alométrica es el proceso de cambiar experimentalmente las relaciones de escala , para el tamaño o la forma del cuerpo, en una población de organismos. Más específicamente, el proceso de romper experimentalmente la estrecha covarianza evidente entre los rasgos componentes de un fenotipo complejo alterando la varianza de un rasgo en relación con otro. Normalmente, el tamaño corporal es uno de los dos rasgos. Las mediciones de los dos rasgos se grafican una contra la otra y la relación de escala se puede representar como: . Las manipulaciones de este tipo alteran las relaciones de escala ya sea desplazando la intersección ( b ), la pendiente ( m ) o ambas para crear nuevas variantes (ver: Alometría , para más detalles). Estas nuevas variantes pueden luego probarse para detectar diferencias en el rendimiento o la aptitud. A través de pruebas cuidadosas, uno podría probar secuencialmente cada componente de un conjunto de rasgos para determinar cómo cada parte contribuye a la función de todo el fenotipo complejo y, en última instancia, a la aptitud del organismo. Esta técnica permite la comparación dentro o entre grupos biológicos que difieren en tamaño, ajustando la morfología para que coincida entre sí y comparando sus desempeños. [1]

Ejemplos y aplicaciones

Hipótesis de Lack

La ingeniería alométrica se ha utilizado para probar la hipótesis de David Lack en el lagarto Sceloporus occidentalis . [1] En este estudio, se "diseñaron" dos poblaciones para que se ajustaran a la morfología de la otra manipulando la cantidad de yema de huevo, eliminando el efecto de la diferencia de tamaño entre los grupos. Después de la manipulación, descubrieron que la velocidad era inversamente proporcional al tamaño corporal.

Naturaleza versus crianza

La inversión materna se "manipuló alométricamente" mediante la extirpación quirúrgica de un ovario en cucarachas ( Diploptera punctata ). [2] Esto redujo eficazmente el número de crías y aumentó la asignación de recursos a cada cría. Combinando esta manipulación con los efectos de grupo (desarrollo más rápido en grupos grandes), descubrieron que la inversión materna puede superar el efecto de grupo.

Selección sexual

El macho de Euplectes progne tiene plumas de cola excepcionalmente largas, de aproximadamente medio metro de largo. [3] Las plumas de la cola de los machos fueron recortadas y pegadas, y aquellos con longitudes de cola mejoradas artificialmente aseguraron la mayoría de los apareamientos, lo que demuestra la preferencia de las hembras.

Selección natural

La mosca Zonosemata vittigera tiene un patrón de bandas en sus alas que imita los movimientos de una araña saltadora. Greene et al. diseñaron fenotipos novedosos, rompiendo la correlación entre un comportamiento y la morfología, cortando y trasplantando las alas de esta mosca con las de la mosca doméstica común . [4] Esta manipulación demostró que era el comportamiento acoplado con el patrón de bandas lo que disuadía a las arañas saltadoras de atacar, aunque no a otros depredadores.

Métodos

Los usos actuales han involucrado el truncamiento o recorte, la manipulación de la yema, los tratamientos hormonales, la asignación materna, la manipulación de la temperatura o la alteración de los estados nutricionales. [5] Sin duda, cada método tiene sus méritos y desventajas que se deben considerar antes de diseñar un experimento, pero estas técnicas están abriendo nuevas vías de investigación en biología comparativa y evolutiva.

Véase también

Referencias

  1. ^ ab Sinervo, B.; Huey, R. (1990). "Ingeniería alométrica: una prueba experimental de las causas de las diferencias interpoblacionales en el rendimiento" (PDF) . Science . 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). "La inversión materna afecta la plasticidad fenotípica de la descendencia en una cucaracha vivípara". PNAS . 101 (15): 5595–5597. Bibcode :2004PNAS..101.5595H. doi : 10.1073/pnas.0400209101 . PMC 397435 . PMID  15064397. 
  3. ^ Andersson, Malte (1982). "La elección femenina determina la longitud extrema de la cola en un pájaro viudo". Nature . 299 (5886): 818–820. Bibcode :1982Natur.299..818A. doi :10.1038/299818a0. S2CID  4334275.
  4. ^ Greene, E.; Orsak, L. y Whitman, D. (1987). "Una mosca tefrítida imita las exhibiciones territoriales de sus depredadores arañas saltadoras". Science . 236 (4799): 310–312. Bibcode :1987Sci...236..310G. doi :10.1126/science.236.4799.310. PMID  17755555. S2CID  17023853.ver: Mosca tefrítida .
  5. ^ Sinervo, B. (1993). "El efecto del tamaño de la descendencia en la fisiología y la historia de vida". BioScience . 43 (4): 210–218. doi :10.2307/1312121. JSTOR  1312121.