ФРАГМЕНТАЦІЯ (БІОЛОГІЯ): У ТВАРИН, У РОСЛИН ТА ПРИКЛАДІВ - БІОЛОГІЯ

Фрагментації є тип безстатевого розмноження в спонтанному розриві організму відбувається в двох або більше фрагментів. Кожен з цих фрагментів має здатність до регенерації повноцінного індивіда, таким чином збільшуючи кількість клонів у популяції.

Хоча цей тип розмноження спостерігався як у колоніальних бактерій, так і у багатоклітинних організмів тварин і рослин, він все ще залишається суперечливим фокусом у світі науки, оскільки багато дослідників сперечаються з приводу еволюційної актуальності цього репродуктивного методу.

Фотографія блакитної зірки (Linckia laevigata) (Джерело: Frédéric Ducarme через Wikimedia Commons)

Деякі автори вважають, що способи фрагментації в природі включають як бінарне ділення бактерій, так і колективну фрагментацію, а також виробництво одноклітинних пропагулів у багатоклітинних організмах.

Якою б не була думка цього процесу, фрагментація - це тип безстатевого розмноження, який може відбутися «навмисно» або який може бути опосередкований стресовими середовищами навколишнього середовища, а також антропологічним втручанням.

Цьому типу відтворення не передує подія мейотичного поділу, тобто воно не передбачає сингамії чи гаметичного злиття, але отримані фрагменти все ще можуть відродити нову особину, ідентичну тій, що була фрагментована.

Розмір і кількість фрагментів, які організм може утворити шляхом фрагментації, сильно змінюються, як і розмір потомства. Одна відмінність між фрагментацією та іншими видами безстатевого розмноження полягає в тому, що воно не потребує вкладення енергії, на відміну, наприклад, від поділу або розпускання бруньок.

Фрагментація у тварин

Фрагментація була описана як репродуктивна стратегія для багатьох безхребетних тварин, серед яких плоскі черви (плоскі черви), кольчатки (дощові черви), деякі ехінодерми (морські зірки) та кнідаріани (корали та анемони).

Дощові черв'яки також розмножуються фрагментацією (Джерело: Fir0002, через Wikimedia Commons)

Зазвичай поділ одного з цих безхребетних на один або декілька фрагментів закінчується регенерацією "відсутніх частин" у кожній. На цій ілюстрації зображена зірка, яка роздробилася:

Фрагментація vs. Регенерація

Морська зірка може фрагментуватися, але фрагментація відрізняється від регенерації. Як правило, плутати процес фрагментації з процесом регенерації, і чіткий приклад цього стосується морських зірок, які є типом ехінодерми.

Як і багато інших організмів, морські зірки можуть регенерувати руки за короткий проміжок часу, коли вони втрачають їх через різні обставини (біотичні або абіотичні). На жаль, багато загальних текстів описують цей процес як подію фрагментації, факт, який не обов'язково відповідає дійсності.

Коли фрагменти морської зірки правда, що вона може регенерувати втрачені частини, але насправді втрачені фрагменти гинуть перед повторним формуванням тіла тварини.

Тільки морські зірки, що належать до роду Lickia, такі як блакитна морська зірка Lickia laevigata, можуть відроджувати нових особин із порцій, що виникають у результаті випадкового процесу фрагментації, природного походження чи ні.

У рослинах

Рослини можуть також розмножуватися вегетативно шляхом фрагментації та представляти, мабуть, найбільш релевантний приклад асерологічного розмноження, що підтримується антропологічно, або, що саме, спрямоване втручанням людини.

Багато рослинних організмів можуть розмножуватися клонально, фрагментуючи деякі ділянки свого тіла на «порції», що може породити нового генетично ідентичного батьківського.

Однією з властивостей рослин, що сприяє цьому процесу, є здатність деяких їх клітин «перезапустити» свій геном, де-диференціюватися і розділитися, щоб породжувати нові клітинні лінії, які будуть диференціюватися в конкретні органи і тканини нового клону.

Найпоширеніші приклади садівничих методів розмноження рослин, які покладаються на безстатеву репродуктивну здатність шляхом фрагментації, включають використання "живців" або "живців", а також розмноження через частини резервних структур, таких як бульби та цибулини.

У природному середовищі багато папороті, дерева, чагарники та інші багаторічні не деревні рослини можуть розмножуватися шляхом роздроблення кореневищ, які виробили нові пагони.

Як відбувається роздрібнення у рослин?

Коли рослина розмножується фрагментацією, природною чи штучною (спричиненою людиною), у кожному фрагменті спостерігається ріст і диференціація примхливих коренів (які знаходяться в інших місцях, ніж там, де вони повинні бути).

Виробництво цих коренів дозволяє приєднати нову рослину при формуванні до субстрату, звідки вона отримує гідратацію та мінеральні поживні речовини. Пізніше з «укоріненого» фрагмента виходить новий пагон з апікальною меристемою, його гілками та листовими лезами (залежно від випадку).

Конкретні приклади видів, що розмножуються фрагментацією

Корал

Кораловий вид Palythoa caribaeorum, що належить до типу Cnidaria, до класу Anthozoa та до ордену Zoantharia, є хорошим прикладом безхребетних тварин, які розмножуються фрагментацією.

У дослідженні, проведеному у двох прибережних районах Бразилії, Acosta et al. (2001) показало, що розмноження фрагментацією у цього виду залежить не від внутрішніх сигналів чи подразників, а від великої кількості екзогенних факторів.

За своєю природою цей автор класифікує такі фактори, як «біотичні» та «абіотичні». Біотики - це ті, що викликають виділення фрагментів тканини через травми, часто пов’язані із випадками часткової смертності колоній.

Натомість екзогенні абіотичні фактори пов'язані з фізичною роздробленістю, що призводить до «розбиття» особи на один або кілька фрагментів за рахунок фізичних сил, таких як шторми, течії, хвилі або сильні припливи. До цих сил можна також віднести деякі, спричинені втручанням людини, такі як закріплення, маніпуляції водолазами тощо.

Рослина

Plectranthus scutellarioides, в народі відомий як «колеус», є рослиною Magnoliophyta, що належить до родини Lamiaceae. Він характеризується різними кольоровими варіаціями і дуже затребуваний в садовому дизайні.

Ця рослина зазвичай розмножується «живцями» або «фрагментами» його стебел або листя, з яких отримують нових особин. Поява примхливих коренів і «відростання» цих рослин відносно швидко, і їх можна спостерігати за лічені дні.

Список літератури

Acosta, A., Sammarco, PW, & Duarte, LF (2001). Безстатеве розмноження в зоантиді шляхом фрагментації: роль екзогенних факторів. Вісник морської науки, 68 (3), 363-381.
Brusca, RC, & Brusca, GJ (2003). Безхребетні (№ QL 362. B78 2003). Basingstoke.
Еггер, Б. (2008). Регенерація: нагорода, але потенційно ризикована. Дослідження вроджених вад, частина С: Ембріон сьогодні: огляди, 84 (4), 257-264.
Хікман, К.П., Робертс, Л.С. та Ларсон, А. (1997). Комплексні принципи зоології. 10-е вип. Бостон: WCB.
Highsmith, RC (1982). Розмноження фрагментацією в коралах. Серія прогресу морської екології. Ольдендорф, 7 (2), 207-226.
Пічугін, Ю., Пенья, Дж., Рейні, PB, & Traulsen, A. (2017). Режими фрагментації та еволюція життєвих циклів. Обчислювальна біологія PLoS, 13 (11), e1005860.
Solomon, EP, Berg, LR, & Martin, DW (2011). Біологія (9 вип.) Брукс / Коул, Cengage Learning: США.

ФРАГМЕНТАЦІЯ (БІОЛОГІЯ): У ТВАРИН, У РОСЛИН ТА ПРИКЛАДІВ - БІОЛОГІЯ - 2025