Аллометрическая инженерия — это процесс экспериментального изменения масштабных соотношений размера или формы тела в популяции организмов. Точнее, процесс экспериментального нарушения жесткой ковариации , очевидной среди составляющих признаков сложного фенотипа, путем изменения дисперсии одного признака относительно другого. Обычно размер тела является одним из двух признаков. Измерения двух характеристик нанесены на график друг против друга, а соотношение масштабирования можно представить как: . Манипуляции такого рода изменяют отношения масштабирования либо путем смещения точки пересечения ( b ), наклона ( m ) или того и другого, чтобы создать новые варианты ( более подробную информацию см. в разделе «Аллометрия »). Эти новые варианты затем можно протестировать на предмет различий в производительности или физической форме. Путем тщательного тестирования можно последовательно протестировать каждый компонент набора признаков, чтобы определить, как каждая часть способствует функционированию всего сложного фенотипа и, в конечном итоге, приспособленности организма. Этот метод позволяет сравнивать внутри или между биологическими группами, различающимися по размеру, путем приведения морфологии в соответствие друг с другом и сравнения их характеристик. [1]
Аллометрическая инженерия использовалась для проверки гипотезы Дэвида Лэка на ящерице Sceloporus occidentalis . [1] В этом исследовании две популяции были «сконструированы» так, чтобы соответствовать морфологии другой, путем манипулирования количеством яичного желтка, устраняя эффект разницы в размерах между группами. После манипуляций они обнаружили, что скорость обратно пропорциональна размеру тела.
Материнские вложения были «аллометрически сконструированы» путем хирургического удаления яичников у тараканов ( Diploptera punctata ). [2] Это эффективно сократило количество потомков и увеличило распределение ресурсов для каждого потомка. Они соединили эту манипуляцию с групповым эффектом (более быстрое развитие в больших группах) и обнаружили, что материнские инвестиции могут преодолеть групповой эффект.
Самец длиннохвостой вдовы ( Euplectes progne ) имеет исключительно длинные рулевые перья, примерно полметра в длину. [3] Хвостовые перья самцов были обрезаны и склеены, а перья с искусственно увеличенной длиной хвоста обеспечили наибольшее количество спариваний, демонстрируя предпочтение самок.
У мухи Zonosemata vittigera на крыльях имеется полосатый рисунок, который, как было обнаружено, имитирует движения прыгающего паука. Грин и др. разработали новые фенотипы, нарушив корреляцию между поведением и морфологией, разрезав и пересадив крылья этой мухи обыкновенной комнатной мухе . [4] Эта манипуляция продемонстрировала, что именно поведение в сочетании с рисунком полос удерживает пауков-прыгунов от нападения, но не других хищников.
Текущие виды использования включают усечение или обрезку, манипуляции с желтком, гормональное лечение, материнское выделение, манипуляции с температурой или изменение состояния питания. [5] Каждый метод, несомненно, имеет свои преимущества и недостатки, которые следует учитывать перед планированием эксперимента, но эти методы открывают новые возможности исследований в сравнительной и эволюционной биологии.
