Une hétérométrie est une modification de l' ou de son , qui entraîne une différence quantitative chez l'individu, c'est-à-dire au niveau du phénome. C’est le résultat d’une mutation (biais intrinsèque) au niveau du génome qui va entrainer une modification au niveau du phénome. Il s'agit donc d'une modification de la morphologie d’un individu au cours de l'évolution liée à une mutation des gènes du développement, et se retrouve donc soit au niveau moléculaire ou au niveau morphologique.

Cela s’exprime par la modification de la taille, du nombre ou de la concentration d'un élément qui peut se comparer ensuite entre différentes lignées ou entre les différentes parties d’un même organisme. L’augmentation ou la diminution de la taille d’un organe par rapport au reste du corps représente un exemple d’hétérométrie. Souvent, l’hétérométrie sera liée de façon plus ou moins directe avec d’autres types de modifications comme l’hétérochronie ou l’hétérotopie, car si un organe augmente en taille, alors il occupera plus d'espace et peut également prendre plus de temps pour se développer.

C'est un terme relativement récent contrairement à hétérochronie et hétérotopie, et il est relativement difficile de trouver des ouvrages traitant de ce sujet précisément. Cependant, des exemples de l'hétérométrie sont recensés dans de nombreuses études parlant d'évolution, simplement le terme ne fût pas encore utilisé.

Gène Manx Chez le chat vignette|gauche|alt=Absence de queue chez le chat de race Manx|Absence de queue chez le chat de race Manx.

Les chordés se distinguent des autres animaux par une corde nerveuse dorsale creuse et une notochorde, qui définissent l'axe d’une symétrie bilatérale. Ces caractéristiques du plan du corps des chordés se développent pendant l'embryogenèse et sont contrôlés par l’activité des différentes régions organisatrices A multigene locus containing the Manx and bobcat genes is required for development of chordate features in the ascidian tadpole larva. Billie J. Swalla, Margaret A. Just, Erica L. Pederson, et William R. Jeffery. (1999)..

Le gène Manx est nécessaire pour le développement de la queue et a été étudié dans le cas d’anomalie morphologique comme dans le cas du chat de race Manx, qui a la particularité de naître sans queue (agénésie caudale), ou avec une queue extrêmement courte. L’anomalie est due à un mutant, gène autosomique dominant M qui provoque un développement anormal du coccyx et des vertèbres sacrées. Tous les chats Manx sont hétérozygotes pour le gène Manx (c’est-à-dire M/m), ce qui signifie qu'ils ont un gène mutant de M et un gène normal m chacun hérité d'un parent. Le gène M est une forme mutante du gène normal m et est dominant. Les homozygotes (porteur des deux gènes responsable de l'absence de queue) sont si affectés qu’ils meurent au cours du développement précoce du fœtus dans l’utérus, donc le gène Manx est décrit comme étant un gène létal : Londres (page 18).. L’expression variable du gène mutant M dans les individus hétérozygotes (M/m) est due à l'action d'autres gènes qui modulent ses effets. Ces gènes modificateurs sont actuellement non identifiés. Robinson Expressivity of the Manx Gene in Cats'. Journal of Heredity'. 84, 170-172. Robinson R (1993) suggère que la variation de l'expression est seulement en partie d'origine génétique et que le reste serait lié à d'autres facteurs, sans doute, des facteurs environnementaux. L'élevage du Manx est délicat, d'une part parce qu'une chatte donne naissance à peu de chatons, et d'autre part par l'aspect génétique car un Manx homozygote n'est pas viable puisque la moelle épinière ne se développe pas complètement. Tous ces chatons meurent dans l'utérus et ceux qui naissent sont donc forcément hétérozygote.

Lors d'une étude, Deforest et Basrur. M. E. DeForest and P. K. Basrur, The Canadian Veterinary Journal, 1979 ont démontré plusieurs anomalies dues au degré d'agénésie caudale. Beaucoup de chats examinés au cours de la présente étude ont montré des preuves des problèmes cliniques et développementaux, qui sont tous censés être associés à cette malformation. Bien que l'absence de queue soit la modification la plus visible chez le chat Manx, des autopsies effectuées au cours de cette étude indiquent que la moelle épinière est hautement anormale et que ces animaux sont atteints de problèmes comme le spina bifida, l'incontinence, la perte sensorielle périnéale et la démarche postérieure anormale. Dans ces cas, la moelle épinière prend fin prématurément avec une absence de certains nerfs rachidiens qui fournissent une innervation au niveau du côlon, de la vessie, des membres postérieurs et de la région du périnée.

Le mécanisme le plus simple qui puisse être envisagé est celui d’un avantage sélectif de l’hétérozygote dû à une intervention humaine : les habitants de l’île de Man auraient une préférence pour les chats sans queue Mutant allele frequencies in domestic cats of the Isle of Man. Carnivore Genetique Newsletter, 3, 388-407. Todd N.B., Garrad L.S., Blumenberg B., 1979.. Cependant, dans un plus récent travail, Adalsteinsson Establishment of equilibrium for the dominant lethal gene for Manx taillessness in Cats. Theorie application Genetic, 58, 49-53.Adalsteinsson S., 1980. suggère une autre hypothèse, fondée sur l’analyse des distinctions observées parmi les progénitures des trois catégories de couples M/m x M/m. Deux mécanismes sont proposés : une sélection gamétique agissant sur les spermatozoïdes et une dérive méiotique lors de la gamétogenèse femelle (pour un ovule formé par une femelle M/m, la probabilité de recevoir l’allèle M ne serait pas obligatoirement 1/2, mais dépendrait du génotype du spermatozoïde fécondant, dont la pénétration a lieu alors que la méiose n’est pas encore terminée). Il est bien connu que l’absence (ou plutôt la très forte réduction) de la queue est accompagnée d’anomalies graves : il ne serait pas étonnant que ces anomalies entraînent une faible compétitivité des animaux M/m vis-à-vis des m/m. Ce défaut de compétitivité naturelle pourrait être compensé par une intervention humaine visant à conserver préférentiellement un phénotype exceptionnel. Un tel mécanisme ne pourrait être mis en évidence que par une étude précise des aptitudes des génotypes M/m et m/m (comparaison des espérances de vie par exemple) ainsi que du comportement des propriétaires de chats de l’Île de Man.

À savoir que cette anomalie est également visible chez certains chiens, et que comme pour le chat, l'homozygote est létal en raison de défauts de développement graves.. Cependant, les terriers de Boston et les bulldogs anglais n'ont pas de queue ou ont des queues très courtes et crépues, indiquant que le phénotype est fixe et est devenu une caractéristique de la race. Les propriétaires de chien à la queue courte chien ont besoin d'un certificat vétérinaire pour prouver que la queue courte est naturelle s'ils veulent participer à des expositions canines. Dans les races porteuses de la mutation, les inspections vétérinaires peuvent maintenant être remplacées par un simple test génétique.

Chez l'ascidie

Le gène Manx a également été étudié chez l'ascidie, un animal marin dont la larve ressemble à un petit têtard de grenouille, composé d'une grosse « tête » et d'une queue nageuse contenant un tube nerveux et une corde dorsale. La corde et le tube neural, caractéristique des cordés, disparaissent quand l'animal se fixe sur son substrat à l'âge adulte. La présence et l'importance du gène Manx a été mis en lumière par différentes études dont celle publiée par une équipe de chercheurs en 1999, qui montre bien le rôle de ce gène dans le développement de la queue et d'autres caractéristiques des chordés. Le gène bobcat est également cité comme essentiel à ce développement durant l’embryogenèse. La découverte du locus du gène Manx-bobcat, dans lequel au moins deux gènes sont nécessaires pour le développement de caractéristiques des chordés, ouvre la possibilité que des modifications de ce complexe de gènes peuvent être responsables des variations de l'évolution rapide de développement, tels que ceux qui peuvent surgir dans les ascidies sans queue. Ainsi, il sera important de déterminer l'organisation du locus du gène Manx-bobcat dans les espèces sans queue.

Autres types d'hétérométrie Chez l’homme

L’augmentation de la taille du cerveau humain est également une marque d’hétérométrie unidirectionnelle. En comparaison avec le cerveau d’un chimpanzé, le cerveau de l’homme est plus grand alors que leur dernier ancêtre commun avait plutôt un cerveau de la taille de celui du chimpanzé. Cela implique donc une augmentation de la taille du cerveau au cours du temps et de l’évolution. (2011).

Les hypothèses à ce sujet seraient les deux suivantes : Un plus grand cerveau permettrait l’utilisation d’outils ou d’une langue parlée et augmenterait la survie potentielle. La sélection sexuelle aurait entraîné une tendance du choix pour des partenaires ayant des caractéristiques associées avec une taille de cerveau plus grande, et de ce fait une plus grande reproduction de ceux-là.

Dans le cas d’une hétérométrie décroissante, et donc d'une disparition majeure ou totale d’une partie, on parle là de remodelage du patron de développement (). Cela peut par exemple concerner des structures vestigiales dans l’organisme. Chez la baleine par exemple, on peut trouver des os de pattes vestigiales dans le squelette. Ce sont là les marques d'anciennes pattes de leurs ancêtres terrestres. Chez l'homme également, il existe des structures de ce type, par exemple le coccyx qui serait un vestige d'une queue passée, ou l'appendice servant dans la digestion d'une diète différente de celle que nous avons actuellement. Ce sont là des considérations importantes pour la théorie de l'évolution.

Chez le papillon alt=Ocelles Bicyclus anynana|left|thumb|Ocelles sur les ailes du papillon Bicyclus anynana

Lorsque l'on observe un changement dans deux directions, surtout dans le cas d’une longue période de temps d’évolution, il s'agit alors d’hétérométrie bidirectionnelle. En observant les variations des ocelles sur les ailes du papillon du genre Bicyclus, on remarque un polyphénisme saisonnier dans la taille et le nombre des motifs en forme d’œil. Un gène impliqué dans cette formation d'ocelle est le gène ., qui fut d'abord découvert pour son rôle dans la formation des pattes chez la mouche Drosophile.

Les lépidoptères, comme les diptères, sont des insectes holométaboles chez lesquels l'adulte se développe à partir d'une série de disques imaginaux intégrés dans la larve. Les cellules de ces disques prolifèrent au cours de la métamorphose afin de donner naissance aux structures adultes.

Des régions d'expression de peuvent être trouvées dans les disques de développement tardif larvaire des ailes, et plus ces disques sont grands, plus les ocelles le seront également. Il est donc possible de relier une expression différentielle de ce gène dans les disques imaginaux à une taille des ailes et un nombre de motifs différentiels chez l’adulte.

Bien que cela soit plutôt lié à la plasticité phénotypique, il y a également une composante héréditaire de ces motifs.

Chez les oiseaux vignette|Comparaison des queues des différents dinosaures Théropodes aviaires|alt=