РАЗДРОБЯВАНЕ (БИОЛОГИЯ): ПРИ ЖИВОТНИ, В РАСТЕНИЯ И ПРИМЕРИ - БИОЛОГИЯ - 2025

На фрагментацията е вид безполово размножаване в спонтанната руптура на организъм се среща в две или повече фрагменти. Всеки от тези фрагменти има способността да регенерира цялостен индивид, като по този начин увеличава броя на клонингите в популация.

Въпреки че този вид размножаване е наблюдаван при колониални бактерии и в многоклетъчни организми на животни и растения, той продължава да бъде спорен фокус в света на науката, тъй като много изследователи спорят за еволюционната значимост на този репродуктивен метод.

Снимка на синя звезда (Linckia laevigata) (Източник: Frédéric Ducarme чрез Wikimedia Commons)

Някои автори считат, че начините на фрагментация в природата включват както бинарно делене на бактерии, така и колективна фрагментация и производство на едноклетъчни пропагули в многоклетъчни организми.

Какъвто и да е възгледът на този процес, фрагментацията е вид асексуално възпроизвеждане, което може да се случи „умишлено“ или което може да бъде опосредствано от екологични стресори, както и антропологична интервенция.

Този тип възпроизвеждане не се предхожда от мейотично разделяне, тоест не предполага сингамия или гаметично сливане, но получените фрагменти все още могат да регенерират нов индивид, идентичен на този, който е фрагментиран.

Размерът и броят на фрагментите, които организмът може да произведе чрез фрагментация, е силно променлив, както и размерът на потомството. Една от разликите между фрагментацията и други видове асексуално възпроизвеждане е, че тя не изисква инвестиране на енергия, за разлика от деленето или разпръскването например.

Раздробяване при животни

Фрагментацията е описана като репродуктивна стратегия за много безгръбначни животни, сред които са плоски червеи (плоски червеи), анелиди (земни червеи), някои ихинодерми (морски звезди) и cnidarians (корали и анемони).

Земните червеи също се размножават чрез фрагментация (Източник: Fir0002, чрез Wikimedia Commons)

Обикновено разделянето на един от тези безгръбначни на един или повече фрагменти завършва с регенерацията на "липсващите части" във всяка от тях. Тази илюстрация показва морска звезда, която е разпокъсана:

Фрагментация vs. регенерация

Морската звезда може да се фрагментира, но фрагментацията е различна от регенерацията. Обичайно е да се обърка процесът на фрагментиране с процеса на регенерация и ясен пример за това е свързан със звезди, които са вид ехинодерма.

Подобно на много други организми, морските звезди могат да регенерират ръцете си за кратки периоди от време, когато ги загубят поради различни обстоятелства (биотични или абиотични). За съжаление, много общи текстове описват този процес като фрагментарно събитие, факт, който не е непременно истина.

Когато фрагменти от морска звезда е вярно, че тя може да регенерира загубените части, но в действителност загубените фрагменти умират, преди да формират отново тялото на животното.

Само морски звезди, принадлежащи към род Lickia, като синята морска звезда Lickia laevigata, могат да регенерират нови индивиди от частите, получени в резултат на случаен процес на фрагментиране, независимо дали е от естествен произход или не.

В растенията

Растенията също могат да се размножават вегетативно чрез фрагментация и представляват може би най-релевантният пример за антропологично подпомагано асексуално възпроизвеждане или, което е същото, насочено от човешка намеса.

Много растителни организми могат да се размножават клонално чрез фрагментиране на някои от техните области на тялото на „части“, които могат да доведат до нов генетично идентичен на родителя индивид.

Едно от свойствата на растенията, което благоприятства този процес, е способността на някои от техните клетки да "рестартират" генома си, да се разделят и разделят, за да се получат нови клетъчни линии, които ще се диференцират в специфичните органи и тъкани на новия клон.

Най-често срещаните примери на градинарски техники за размножаване на растения, които разчитат на асексуален репродуктивен капацитет чрез фрагментиране, включват използването на "резници" или "резници", както и размножаване чрез части от резервни структури като грудки и електрически крушки.

В естествената среда много папрати, дървета, храсти и други многогодишни недървесни растения могат да се размножават чрез фрагментиране на коренищата, които са развили нови издънки.

Как се среща разпокъсаността в растенията?

Когато растението се възпроизвежда чрез фрагментация, естествена или изкуствена (причинена от човек), във всеки фрагмент има растеж и диференциране на авантюристични корени (които са на различни места, отколкото там, където трябва да бъдат).

Производството на тези корени позволява прикрепването на новото растение в образуване към субстрата, откъдето той получава хидратация и минерални хранителни вещества. По-късно от „вкоренения“ фрагмент възниква нова издънка с апикалната меристема, нейните клони и листни остриета (в зависимост от случая).

Конкретни примери за видове, които се размножават чрез фрагментиране

Корал

Кораловите видове Palythoa caribaeorum, принадлежащи към тила Cnidaria, класа Anthozoa и ордена Zoantharia, са добър пример за безгръбначни животни, които се размножават чрез фрагментиране.

В проучване, проведено в два крайбрежни района на Бразилия, Acosta et al. (2001) показа, че възпроизвеждането чрез фрагментиране при този вид не зависи от вътрешните сигнали или стимули, а от голям брой екзогенни фактори.

Според тяхната природа този автор класифицира такива фактори като „биотични“ и „абиотични“. Биотиците са тези, които причиняват изолирането на тъканни фрагменти чрез наранявания, често свързани с случаи на частична смъртност на колониите.

Вместо това екзогенните абиотични фактори имат общо с физическата фрагментация, която води до „разпадане“ на индивид на един или повече фрагменти поради физически сили като бури, течения, вълни или силни приливи и отливи. Тези сили могат да включват и някои, причинени от човешка намеса, като закотвяне, манипулация от водолази и т.н.

Растение

Plectranthus scutellarioides, популярно известен като "колеус", е растение Magnoliophyta, принадлежащо към семейство Lamiaceae. Характеризира се с различните си цветови вариации и е много търсен в градинския дизайн.

Това растение обикновено се възпроизвежда от „резници“ или „фрагменти“ от неговите стъбла или листа, от които се получават нови индивиди. Появата на авантюристични корени и "повторният растеж" на тези растения е сравнително бърза и може да се наблюдава за няколко дни.

Препратки

1. Acosta, A., Sammarco, PW, & Duarte, LF (2001). Асексуално възпроизвеждане в зоантид чрез фрагментация: ролята на екзогенни фактори. Бюлетин на морската наука, 68 (3), 363-381.
2. Brusca, RC, & Brusca, GJ (2003). Безгръбначни (№ QL 362. B78 2003). Бейсингстоук.
3. Егер, Б. (2008). Регенерация: Възнаграждаване, но потенциално рисковано. Изследване на вродени дефекти Част В: Ембрион днес: Отзиви, 84 (4), 257-264.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, & Larson, A. (1997). Интегрирани принципи на зоологията. 10-ти изд. Бостън: WCB.
5. Highsmith, RC (1982). Възпроизвеждане чрез фрагментиране в корали. Серия за напредък в морската екология. Олдендорф, 7 (2), 207-226.
6. Pichugin, Y., Peña, J., Rainey, PB, & Traulsen, A. (2017). Режимите на фрагментация и еволюцията на жизнените цикли. PLoS изчислителна биология, 13 (11), e1005860.
7. Solomon, EP, Berg, LR, & Martin, DW (2011). Биология (9-ти изд.). Брукс / Коул, Cengage Learning: САЩ.