Фрагментация (воспроизведение)

Форма бесполого размножения

Фрагментация у многоклеточных или колониальных организмов — это форма бесполого размножения или клонирования, при которой организм при созревании разделяется на фрагменты , а выброшенная часть становится новой особью.

В организме могут развиться определенные органы или зоны, которые можно легко отбросить или отломить. Если расщепление происходит без предварительной подготовки организма, оба фрагмента должны быть способны регенерировать весь организм, чтобы он мог функционировать как размножение.

Фрагментация как метод размножения наблюдается у таких организмов, как спирогира , нитчатые цианобактерии , плесени , лишайники , губки , плоские черви acoel , некоторые кольчатые черви и морские звезды .

Фрагментация в различных организмах

Плесень, дрожжи и грибы , принадлежащие к царству грибов , производят крошечные нити, называемые гифами . Эти гифы получают пищу и питательные вещества из тела других организмов для роста и оплодотворения. Затем кусочек гифы отрывается и вырастает в новую особь, и цикл продолжается.

Многие лишайники образуют специализированные структуры, которые могут легко отделиться и рассеяться. Эти структуры содержат как гифы микобионта , так и водоросли ( фикобионта ) (см. соредии и изидии ). Более крупные фрагменты слоевища могут оторваться при высыхании лишайника или вследствие механических нарушений (см. раздел о размножении лишайников ).

Растения

Фрагментация — весьма распространенный тип вегетативного размножения растений . Многие деревья , кустарники , недревесные многолетники и папоротники образуют клональные колонии, образуя новые укорененные побеги с помощью корневищ или столонов , что увеличивает диаметр колонии. Если от колонии отделился укоренившийся побег , значит, произошло фрагментирование. Существует несколько других механизмов естественной фрагментации у растений.

• Образование специализированных репродуктивных структур: у некоторых растений на листьях образуются придаточные ростки, которые опадают и образуют независимые растения, например Tolmiea menziesii и Kalanchoe daigremontiana . Другие производят такие органы, как луковицы и турионы .
• Легко теряются части, которые имеют высокий потенциал для превращения в целое растение: некоторые древесные растения, такие как ива, естественным образом сбрасывают ветки. Это называется кладоптозом . Потерянные ветки могут образовать корни в подходящей среде для создания нового растения. Речные течения часто отрывают фрагменты ветвей некоторых видов тополя, растущих по берегам рек. Фрагменты, попадающие в подходящую среду, могут укорениться и дать начало новым растениям. ^[1] Некоторые кактусы и другие растения имеют сочлененные стебли. Когда сегмент стебля, называемый подушечкой, отпадает, он может укорениться и образовать новое растение. Листья некоторых растений легко укореняются, когда опадают, например, Sedum и Echeveria .
• Фрагментация наблюдается и у несосудистых растений , например у печеночников и мхов. Небольшие кусочки «стеблей» или «листьев» мха часто разбрасываются ветром, водой или животными. Если фрагмент мха попадает в подходящую среду, из него может вырасти новое растение. ^[2] Они также производят геммы , например, в чашечках Marchantia polymorpha , ^[3] которые легко отрываются и распределяются.

Люди используют фрагментацию для искусственного размножения многих растений посредством деления , отводков , черенков , прививок , микроразмножения и использования органов хранения , таких как луковицы , клубнелуковицы , клубни и корневища .

Животные

Губки и колонии кораллов естественным образом фрагментируются и размножаются. Многие виды кольчатых червей и плоских червей производят этим методом. Когда расщепление происходит из-за специфических изменений развития, используются термины орхиэктомия, лапаротомия и почкование . При « архитомии » животное расщепляется в определенной точке, и два фрагмента регенерируют недостающие органы и ткани. Расщеплению не предшествует развитие тканей, подлежащих утрате. Перед расщеплением у животного в зоне расщепления могут образовываться борозды. Обезглавленный фрагмент должен регенерировать совершенно новую голову. При « паратомии » раскол происходит перпендикулярно передне-задней оси , и расколу предшествует «прегенерация» передних структур в задней части. У этих двух организмов ось тела выровнена, т. е. они развиваются по принципу «голова к хвосту». Почкование похоже на паратомию, за исключением того, что оси тела не обязательно должны быть выровнены: новая головка может расти в сторону или даже указывать назад (например, Convolutriloba Retrogemma, плоский червь acoel ). ^{[4] [5]}

Коралл

Кораллы можно размножать в аквариумах, прикрепляя «фрагменты» материнской колонии к подходящему субстрату, например, керамической пробке или куску живого камня . Этот аквариум создан специально для выращивания колоний кораллов из фрагментов.

Численность многих типов коралловых колоний может увеличиваться за счет фрагментации, происходящей естественным путем ^[6] или искусственно. Любители рифовых аквариумов фрагментируют кораллы для различных целей, включая контроль формы; делиться с другими; эксперименты по возобновлению роста; и сведение к минимуму ущерба естественным коралловым рифам. Как твердые, так и мягкие кораллы могут быть фрагментированы. Роды, очень толерантные к фрагментации, включают Acropora , Montipora , Pocillopora , Euphyllia и Caulastraea и другие. ^[7] Большинство морских анемонов размножаются путем фрагментации различными методами, включая продольное деление , когда исходный анемон расщепляется посередине, образуя два анемона одинакового размера, и базальное разрывание , при котором небольшие части животного отделяются от основания, образуя новые анемоны. ^[8]

Иглокожие

У иглокожих этот процесс обычно известен как расщепление (термин, также нечасто используемый для биологического деления в целом). Некоторые виды могут намеренно размножаться таким образом посредством автотомии . Этот метод чаще встречается на стадиях личиночного редактирования. ^[9]

Недостаток этого процесса размножения

Поскольку этот процесс является формой бесполого размножения, он не приводит к генетическому разнообразию потомства. Следовательно, они более уязвимы к изменению окружающей среды, паразитам и болезням.

Смотрите также

• Деление (биология)
• зарождающийся
• Микроразмножение

Рекомендации

1. Руд С.Б., Калищук М.Л. и Браатне Дж.Х. 2003. Размножение ветвями, а не кладоптоз, позволяет дисперсионное клональное размножение прибрежных тополей. Лесная экология и управление 186: 227–242. [1] Архивировано 28 сентября 2007 г. в Wayback Machine.
2. «Бесполое размножение мха». Архивировано из оригинала 27 сентября 2006 г. Проверено 6 августа 2006 г.
3. Экихуа, Клементина (1987). «Распространение йемаса в Marchantia полиморфа L. (Hepaticae)». Cryptogamie, Bryologie, Lichénologie (на испанском языке). 8 (3): 199–217.
4. Окессон, Бертил; Роберт Гшвентнер; Ян Хендельберг; Питер Ладурнер; Иоганн Мюллер; Райнхард Ригер (1 декабря 2001 г.). «Деление Convolutriloba longifissura: новый взгляд на бесполое размножение бесцветных турбеллярий» (PDF) . Акта Зоология . 82 (3): 231–239. дои : 10.1046/j.1463-6395.2001.00084.x. ISSN  1463-6395. Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 г. Проверено 13 июля 2011 г.
5. Эггер, Бернхард (декабрь 2008 г.). «Восстановление: полезно, но потенциально рискованно» (PDF) . Исследование врожденных дефектов, часть C: Эмбрион сегодня: обзоры . 84 (4): 257–264. дои : 10.1002/bdrc.20135. ISSN  1542-9768. PMID  19067421. Архивировано из оригинала (PDF) 11 августа 2011 г. Проверено 13 июля 2011 г.
6. Лирман, Диего (23 августа 2000 г.). «Фрагментация ветвящегося коралла Acropora palmata (Ламарк): рост, выживаемость и размножение колоний и фрагментов» (PDF) . Журнал экспериментальной морской биологии и экологии . 251 (1): 41–57. дои : 10.1016/s0022-0981(00)00205-7. ISSN  0022-0981. ПМИД  10958900 . Проверено 13 июля 2011 г.
7. Кальфо, Энтони (2008). «Дробление кораллов: не только для новичков». Журнал «Рифоводство» . Риф Центральный . Проверено 03 мая 2015 г.
8. «Информационный бюллетень: Морские анемоны». Морская биологическая ассоциация . Архивировано из оригинала 24 декабря 2019 года . Проверено 3 сентября 2018 г.
9. Хелен Нильссон Скёльд; Матиас Обст; Маттиас Скёльд; Бертил Окессон (2009). «Стволовые клетки в бесполом размножении морских беспозвоночных». У Баруха Ринкевича; Валерия Матранга (ред.). Стволовые клетки в морских организмах . Спрингер. п. 125. ИСБН 978-90-481-2766-5.