FRAGMENTÁCIÓ (BIOLÓGIA): ÁLLATOKBAN, NÖVÉNYEKBEN ÉS PÉLDÁK - BIOLÓGIA - 2026

A fragmentáció az aszexuális reprodukció egyfajta organizmus spontán repedése, amely két vagy több fragmentumban fordul elő. Ezen fragmentumok mindegyike képes teljes egyed regenerálódására, ezáltal növeli a klónok számát a populációban.

Noha ezt a szaporodást megfigyelték a gyarmati baktériumokban és az állati és növényi többsejtű szervezetekben, továbbra is ellentmondásos hangsúly a tudomány világában, mivel sok kutató vitatja ennek a szaporodási módszernek az evolúciós relevanciáját.

Fénykép egy kék tengeri csillagról (Linckia laevigata) (Forrás: Frédéric Ducarme a Wikimedia Commons segítségével)

Egyes szerzők úgy vélik, hogy a természetben a fragmentáció módozata magában foglalja a baktériumok bináris hasadását és a kollektív fragmentációt, valamint az egysejtű szaporodások előállítását a többsejtű szervezetekben.

Bármi is legyen ennek a folyamatnak a nézete, a fragmentáció az aszexuális reprodukció egyfajta típusa, amely "szándékosan" megtörténhet, vagy amelyet környezeti stresszorok közvetíthetnek, valamint az antropológiai beavatkozás.

Az ilyen típusú reprodukciót nem meiotikus megosztási esemény előzi meg, vagyis nem jelenti a szintagmát vagy a gametikus fúziót, ám a kapott fragmensek mégis regenerálhatnak egy új egyedet, amely megegyezik a fragmentáltakkal.

A fragmensek mérete és száma, amelyeket egy organizmus a fragmentációval képes előállítani, nagyban változik, csakúgy, mint az utódok mérete. Az egyik különbség a fragmentáció és az asexualis reprodukció más típusai között az, hogy az nem igényel energiabefektetést, szemben például a hasadással vagy a bimbózóval.

Az állatok töredezettsége

A széttöredezettséget számos gerinctelen állat reprodukciós stratégiájaként írták le, köztük a laposférgeket (laposférgeket), az annelideket (földigiliszták), néhány tüskésbőrűeket (tengeri csillagok) és cnidariákat (korallok és kökörcsinök).

A földigiliszták széttagolódással is szaporodnak (Forrás: Fir0002, a Wikimedia Commons segítségével)

Általában ezeknek a gerincteleneknek egy vagy több fragmentumra történő felosztása az egyes részekben a "hiányzó részek" regenerálásával végződik. Ez az ábra egy tengeri csillagot mutat, amely feloszlott:

Töredezettség vs. regenerálás

A tengeri csillag fragmentálódhat, de a fragmentáció eltér a regenerációtól. Gyakran összekeverik a széttagolódási folyamatot a regenerációs folyamattal, és ennek egyértelmű példája a tengeri csillaggal kapcsolatos, amely a tüskésbőrű típusa.

Sok más organizmushoz hasonlóan a tengeri csillag rövid idő alatt is regenerálhatja karját, amikor különféle körülmények miatt (biotikus vagy abiotikus) elveszíti őket. Sajnos sok általános szöveg ezt a folyamatot fragmentációs eseményként írja le, és ez a tény nem feltétlenül igaz.

Amikor a tengeri csillag fragmentálódik, igaz, hogy képes regenerálni az elveszett részeket, de a valóságban az elveszett fragmensek meghalnak, mielőtt az állat testét újra formálnák.

Csak a Lickia nemhez tartozó tengeri csillagok, például a kék tengeri csillag, a Lickia laevigata, regenerálhatják új egyedeket a véletlen, természetes eredetű vagy nem széttagolódás eredményeként bekövetkező részekből.

Növényekben

A növények vegetatív módon is szaporodhatnak széttagolódással, és az antropológiailag támogatott aszexuális szaporodás valószínűleg a legrelevánsabb példája, vagy pedig ugyanez az, emberi beavatkozás útján.

Számos növényi organizmus klónozva szaporodhat úgy, hogy testrégióikat egyes részekre bontja, amelyek új, a szülővel genetikailag azonos egyént eredményezhetnek.

A növények egyik olyan tulajdonsága, amely kedveli ezt a folyamatot, egyes sejtjeinek azon képessége, hogy „újraindítsák” genomjukat, differenciálódjanak és megosszanak, és olyan új sejtvonalakat generálnak, amelyek differenciálódnak az új klón sajátos szerveibe és szöveteibe.

A növényszaporítás kertészeti technikáinak leggyakoribb példái, amelyek széttagolódás útján támaszkodnak az aszexuális szaporodási képességre, a "dugványok" vagy "dugványok" felhasználása, valamint a tartalékszerkezetek, például gumók és részek szaporítása. izzók.

A természetes környezetben sok páfrány, fák, cserjék és más évelő, nem fás szárú növények szaporodhatnak az új hajtások kialakult rizóma széttöredezésével.

Hogyan történik a fragmentáció a növényekben?

Amikor egy növény fragmentációval szaporodik, akár természetes, akár mesterségesen (egy ember által okozott), minden egyes fragmensben megtörténik a véletlenszerű gyökerek növekedése és differenciálódása (amelyek különböző helyeken vannak, ahová nem kellene lenniük).

Ezeknek a gyökereknek az előállítása lehetővé teszi, hogy az új növény a kialakuláskor a szubsztrátumhoz kapcsolódjon, ahonnan hidratálódást és ásványi tápanyagokat nyer. Később a „gyökerező” töredékből új hajtás merül fel, apikális merisztémájával, ágain és levélpengéin (az esettől függően).

Különleges példák a fragmentáció útján szaporodó fajokra

Egy korall

A Palnhoa caribaeorum korallfaj, amely a Cnidaria, az Anthozoa osztályba és a Zoantharia rendbe tartozik, jó példa a gerinctelen állatokra, amelyek szétdarabolódással szaporodnak.

Egy Brazília két part menti területén elvégzett vizsgálatban Acosta és munkatársai (2001) kimutatták, hogy ezen fajban a fragmentáció általi szaporodás nem a belső jelektől vagy ingerektől, hanem sok exogén tényezőtől függ.

Természetük szerint ez a szerző ezeket a tényezõket „biotikus” és „abiotikus” kategóriákba sorolja. A biotikumok azok, amelyek sérülésekkel okozzák a szöveti fragmentumok elkülönülését, gyakran a kolóniák részleges elhalálozásához kapcsolódó esetekkel.

Ehelyett az exogén abiotikus tényezőknek a fizikai széttöredezettséggel kell kapcsolatba lépniük, amelynek eredményeként az egyén fizikai erők, például viharok, áramlatok, hullámok vagy erős árapályok következtében egy vagy több részre "felbomlik". Ezek az erők tartalmazhatnak olyanokat is, amelyeket emberi beavatkozás okozott, mint például horgonyzás, búvárok manipulálása stb.

Egy növény

A Plectranthus scutellarioides, közismert nevén "coleus", a Magnoliaphyta növény, amely a Lamiaceae családhoz tartozik. Különböző színváltozatokkal jellemzi, és nagyon igényes a kerttervezésben.

Ezt a növényet általában szaporodásaik vagy száruk vagy levelek "dugványai" vagy "darabjai" által szaporítják, amelyekből új egyedeket nyernek. Ezeknek a növényeknek a véletlenszerű gyökerei és "újratelepítése" jelentkeznek viszonylag gyorsan, és néhány nap alatt megfigyelhetők.

Irodalom

1. Acosta, A., Sammarco, PW és Duarte, LF (2001). Asexuális szaporodás egy zoanthidban fragmentációval: az exogén tényezők szerepe. Bulletin of Marine Science, 68 (3), 363-381.
2. Brusca, RC és Brusca, GJ (2003). Gerinctelenek (QL 362. szám: B78, 2003). Basingstoke.
3. Egger, B. (2008). Regeneráció: Jutalmazó, de potenciálisan kockázatos. Születési rendellenességek kutatása C. rész: Az embrió ma: áttekintés, 84 (4), 257–264.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, és Larson, A. (1997). Az állattan integrált alapelvei. 10. edn. Boston: WCB.
5. Highsmith, RC (1982). Szaporodás széttagolással korallokban. Tengeri ökológia haladás sorozat. Oldendorf, 7 (2), 207-226.
6. Pichugin, Y., Peña, J., Rainey, PB és Traulsen, A. (2017). A fragmentációs módok és az életciklusok alakulása. PLoS számítási biológia, 13 (11), e1005860.
7. Solomon, EP, Berg, LR és Martin, DW (2011). Biológia (9. kiadás). Brooks / Cole, Cengage Learning: USA.