Фрагментация (воспроизведение) - Fragmentation (reproduction)

Фрагментация в многоклеточных или колониальных организмах - это форма бесполого размножения или клонирования, при которой организм разделяется на фрагменты. Каждый из этих фрагментов превращается в зрелых, полностью выросших особей, которые являются клонами исходного организма.

В организме могут развиваться определенные органы или зоны, которые они теряют или легко отламываются. Если расщепление происходит без предварительной подготовки организма, оба фрагмента должны быть способны регенерировать весь организм, чтобы он мог функционировать как воспроизведение.

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

Фрагментация в различных организмах

Плесень, дрожжи и грибы , которые являются частью царства грибов , производят крошечные волокна, называемые гифами . Эти гифы получают пищу и питательные вещества из организма других организмов для роста и оплодотворения. Затем кусок гифы отламывается и вырастает в новую особь, и цикл продолжается.

Многие лишайники образуют специализированные структуры, которые могут легко отколоться и разойтись. Эти структуры содержат как гифу mycobiont и водоросли ( phycobiont ) (см soredia и isidia ). Более крупные фрагменты слоевища могут отколоться при высыхании лишайника или из-за механических нарушений (см. Раздел о размножении лишайников ).

Растения

Фрагментация является очень распространенным типом вегетативного размножения в растениях . Многие деревья , кустарники , недревесные многолетние растения и папоротники образуют клональные колонии , производя новые укорененные побеги корневищами или столонами , что увеличивает диаметр колонии. Если укоренившийся побег отделяется от колонии, значит, произошла фрагментация. Есть несколько других механизмов естественной фрагментации растений.

  • Производство специализированных репродуктивных структур: Несколько заводов производят придаточные всходы на листах, которые уходят и образуют самостоятельные растения, например Tolmiea menziesii и каланхоэ daigremontiana . Другие производят такие органы, как луковицы и турионы .
  • Части, которые легко теряются, у которых есть высокий потенциал для развития целого растения: некоторые древесные растения, такие как ива, естественным образом сбрасывают ветки. Это называется кладоптозом . Потерянные ветки могут пустить корни в подходящей среде для создания нового растения. Речные течения часто отрывают фрагменты ветвей от некоторых видов тополя, произрастающего на берегах рек. Фрагменты, достигающие подходящей среды, могут укорениться и образовать новые растения. У некоторых кактусов и других растений стебли сочлененные. Когда сегмент стебля, называемый подушечкой, отваливается, он может укорениться и сформировать новое растение. Листья некоторых растений легко укореняются при опадании, например Sedum и Echeveria .
  • Фрагментация наблюдается и у несосудистых растений , например у печеночников и мхов. Небольшие кусочки «стеблей» или «листьев» мха часто разлетаются ветром, водой или животными. Если фрагмент мха попадет в подходящую среду, он сможет создать новое растение. Они также производят геммы , например, в брызговиках Marchantia polymorpha , которые легко отламываются и распространяются.

Люди используют фрагментацию для искусственного размножения многих растений путем деления , отводки , черенкования , прививки , микроразмножения и органов хранения , таких как луковицы , клубнелуковицы , клубни и корневища .

Животные

Губки и колонии кораллов естественным образом фрагментируются и воспроизводятся. Этим методом размножаются многие виды кольчатых червей и плоских червей. Когда расщепление происходит из-за определенных изменений в развитии, используются термины «архитомия», «паратомия» и « почкование». В «архитомии» животное разделяется в определенной точке, и два фрагмента регенерируют недостающие органы и ткани. Расщеплению не предшествует развитие теряемых тканей. Перед расщеплением у животного могут образоваться борозды в зоне расщепления. Обезглавленный фрагмент должен восстановить полностью новую голову. При « паратомии » расщепление происходит перпендикулярно переднезадней оси, и расщеплению предшествует «прегенерация» передних структур в задней части. У этих двух организмов оси тела выровнены, то есть они развиваются по принципу «голова к хвосту». Многообещающий похоже на паратомию исключением того, что оси тела не должны быть выровнены: новая головка может расти в стороне или даже указать в обратном направлении (например , Convolutriloba retrogemma с acoel плоского червя).

Коралловый

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

Число колоний многих типов кораллов может увеличиваться за счет естественной или искусственной фрагментации. Любители рифового аквариума фрагментируют кораллы для различных целей, включая контроль формы; делиться с другими; эксперименты по отрастанию; и минимизация ущерба естественным коралловым рифам. Могут быть фрагментированы как твердые, так и мягкие кораллы. Роды, обладающие высокой толерантностью к фрагментации, включают , среди прочих, Acropora , Montipora , Pocillopora , Euphyllia и Caulastraea . Большинство морских анемонов размножаются посредством фрагментации с помощью различных методов, включая продольное деление , когда исходный анемон разделяется посередине, образуя две анемоны равного размера, и базальный разрыв , при котором небольшие части животного отделяются от основания, образуя новые анемоны.

Иглокожие

У иглокожих этот процесс обычно известен как деление (термин также редко используется для биологического деления в целом). Некоторые виды могут намеренно воспроизводиться таким образом посредством аутотомии . Этот метод более распространен на стадиях редактирования личинок.

Недостаток этого процесса размножения

Поскольку этот процесс является формой бесполого размножения, он не приводит к генетическому разнообразию потомства. Следовательно, они более уязвимы для меняющейся окружающей среды, паразитов и болезней.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ «Фрагментация - фрагментация у животных и растений» . БЮС . Проверено 12 августа 2020 .
  2. ^ Руд, С.Б., Калищук, М.Л., и Браатн, Дж. Х., 2003. Размножение по ветвям, а не кладоптоз, позволяет осуществлять дисперсионное клональное воспроизводство прибрежных тополей . Экология и управление лесами 186: 227–242. [1] Архивировано 28 сентября 2007 г. в Wayback Machine.
  3. ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала на 2006-09-27 . Проверено 6 августа 2006 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  4. ^ Equihua, Клементина (1987). "Diseminación de yemas en Marchantia polymorpha L. (Hepaticae)". Cryptogamie, Bryologie, Lichénologie (на испанском языке). 8 (3): 199–217.
  5. ^ Окессон, Бертил; Роберт Гшвентнер; Ян Хендельберг; Питер Ладурнер; Иоганн Мюллер; Райнхард Ригер (2001-12-01). «Деление Convolutriloba longifissura: пересмотр бесполого размножения у acoelous turbellarians» (PDF) . Acta Zoologica . 82 (3): 231–239. DOI : 10.1046 / j.1463-6395.2001.00084.x . ISSN  1463-6395 . Архивировано из оригинального (PDF) 04 марта 2016 года . Проверено 13 июля 2011 .
  6. ^ Эггер, Бернхард (декабрь 2008 г.). «Возрождение: полезно, но потенциально рискованно» (PDF) . Исследование врожденных дефектов. Часть C: «Эмбрион сегодня: обзоры» . 84 (4): 257–264. DOI : 10.1002 / bdrc.20135 . ISSN  1542-9768 . PMID  19067421 . Архивировано из оригинального (PDF) 11 августа 2011 года . Проверено 13 июля 2011 .
  7. ^ Лирман, Диего (2000-08-23). «Фрагментация в ветвящемся коралле Acropora palmata (Lamarck): рост, выживаемость и воспроизводство колоний и фрагментов» (PDF) . Журнал экспериментальной морской биологии и экологии . 251 (1): 41–57. DOI : 10.1016 / s0022-0981 (00) 00205-7 . ISSN  0022-0981 . PMID  10958900 . Проверено 13 июля 2011 .
  8. ^ Кальфо, Энтони (2008). «Фрагментация кораллов: не только для новичков» . Журнал Reefkeeping . Риф Центральный . Проверено 3 мая 2015 .
  9. ^ "Информационный бюллетень: Морские анемоны" . Морская биологическая ассоциация . Проверено 3 сентября 2018 года .
  10. Хелен Нильссон Скёльд; Маттиас Обст; Маттиас Скёльд; Бертил Окессон (2009). «Стволовые клетки в бесполом размножении морских беспозвоночных» . У Баруха Ринкевича; Валерия Матранга (ред.). Стволовые клетки морских организмов . Springer. п. 125. ISBN 978-90-481-2766-5.