Размножение фрагментами — что понимается под этим термином

Фрагментация, как вегетативное размножение — общие понятия

Способностью размножаться или самовоспроизводиться обладают живые организмы. Это одно из обязательных и важных свойств. Благодаря размножению, вид может существовать длительное время, обеспечивается преемственность между родителями и их потомством на протяжении многих поколений. Таким образом, численность особей растет, и они расселяются по местам обитания.

С помощью расселения растения, для которых характерен в подавляющих случаях прикрепленный образ жизни, занимают все большие территории. Многоклеточные организмы в большинстве своем обладают клетками, специализирующимися на размножении и способными воспроизводить новые организмы.

В том случае, когда возникновение нового организма связано с активностью половых клеток, можно говорить о половом размножении. Если данный процесс выполняется с помощью соматических клеток, то такое размножение является бесполым.

Бесполое размножение не характерно для первичнополостных червей, моллюсков. Такой способ появления новых организмов редко встречается у членистоногих и хордовых. Иногда в размножении участвуют особые клетки в виде спор, прорастающие и дающие начало новому организму. Спорообразование характерно для простейших, включая малярийный плазмодий, грибов, водорослей и лишайников.

Особенностью бесполого размножения является широкое распространение в природном мире. В качестве преимущества такого воспроизведения можно отметить высокую скорость увеличения численности особей вида. Яркими представителями данного способа воспроизведения являются одноклеточные. Также часто этот метод воспроизведения можно наблюдать среди многоклеточных организмов. Характеристики бесполого размножения:

• в процессе участвует лишь одна особь;
• не требуется активность половых клеток;
• основу процесса составляет митоз;
• потомство обладает идентичными признаками и является точной копией материнского организма с генетической точки зрения.

Вегетативное размножение присуще многоклеточным организмам, которые обладают мягким телом. К таким животным относятся губки, книдарии, черви, некоторые виды иглокожих. Формы вегетативного размножения:

• почкование;
• фрагментация.

Фрагментацию можно наблюдать у определенных видов нитчатых водорослей (таких, как спирогира), низших животных (например, плоских червей). В качестве подвида фрагментации нередко выделяют почкование.

В результате почкования образованный организм существует самостоятельно, либо становится членом колонии с определенной степенью самостоятельности.

Особенности процесса, как протекает

Если рассмотреть наиболее простую ситуацию, когда материнский организм в процессе фрагментации делится пополам, то каждая из образованных частей будет восстанавливать недостающую. Предпосылка фрагментации – способность к регенерации.

Например, в результате фрагментации малощетинкового червя энхитреуса образуются два организма. У первого фрагмента, сформированного из передней части, регенерирует задний конец тела, а у второй половины, образованной хвостовой частью, появляется недостающая головная часть. Процесс можно разделить на два этапа:

• деление;
• регенерация.

В качестве примера другого способа фрагментации можно рассмотреть паратомию – повторное поперечное деление. Данный механизм размножения характерен для кольчатых червей. В материнской особи органы закладываются и формируются еще до разделения. Таким образом, сформированные в процессе фрагментации новые организмы обладают всеми необходимыми приспособлениями, чтобы питаться и размножаться.

С помощью фрагментации размножаются спирогиры. Нить организма способна делиться на части на любом участке. Данный способ бесполого размножения можно наблюдать у определенных видов низших животных, для которых характерна способность к регенерации из относительно слабо дифференцированных клеток.

Фрагментацией также называют свойство некоторых организмов, при котором утраченные части тела восстанавливаются. Таким образом, фрагментация сравнима с регенерацией. Фрагментация представляет собой разновидность бесполого размножения, как и бинарное деление прокариот, различные формы митоза, включая стандартный митоз, шизогонию, почкование.

Многоклеточные организмы при бесполом воспроизведении новых особей размножаются, используя неспециализированные части материнской особи, то есть участвуют в процессе вегетативного размножения с помощью спор и зооспор.

В качестве ярких примеров фрагментации выделяют процессы воспроизведения новых особей у нитчатых водорослей (таких, как спирогира) и низших животных, включая плоских червей. Распространены и другие виды организмов, размножающихся фрагментаций. Но у вышеупомянутых групп наблюдаются наиболее типичные способы фрагментации, что позволяет ученым более глубоко изучить этот процесс. Черты бесполого размножения, характерные для фрагментации:

• в процессе не принимают участие половые клетки или гаметы;
• в некоторых случаях происходит обмен определенными участками ДНК;
• новая особь генетически тождественна родительскому организму.

Виды и механизмы фрагментации

В качестве примера данной формы бесполого размножения можно рассмотреть процесс воспроизводства новых организмов некоторыми видами червей. При фрагментации тело родительской особи распадается на определенное количество фрагментов. Каждый из образованных организмов достраивает части тела, которых не хватает.

Фрагментация может являться следствием механического повреждения тела червя. Принцип такого размножения основан на механизме регенерации, то есть на восстановлении тканей особи. С помощью этого способа воспроизводства размножаются водоросли, кишечнополостные и черви.

Образованные в результате фрагментации особи представляют собой точные копии родительского организма. В качестве достоинства воспроизводства бесполым способом можно выделить относительно высокую скорость размножения.

Если говорить о недостатках фрагментации, то стоит отметить низкую степень пластичности, относительно резких изменений окружающей среды. По этой причине организмы, для которых характерна бесполая форма размножения, существенно проигрывают другим видам в условиях естественного отбора. Половой способ воспроизводства потомства представляет собой эволюционно прогрессивный признак организмов.

Можно рассмотреть простой пример, когда в результате фрагментации особь образует две части, каждой из которых предстоит достроить недостающую часть. Предпосылкой к размножению с помощью деления организма на фрагменты является возможность особи регенерировать ткани.

К примеру, фрагментация малощетинкового червя заключается в делении на две половины. Задняя часть восстанавливает головную часть тела, а передняя – хвостовой конец. На первом этапе происходит деление, а затем наступает процесс регенерации. Данная форма деления называется архитомией.

Паратомию можно наблюдать при размножении кольчатых червей. Отличительной особенностью данного процесса является формирование закладки и образование органов до момента разделения родительской особи. Воспроизведенные организмы обладают всеми необходимыми ресурсами, чтобы сразу начать питаться и размножаться.

Ученым сложно оценить эффективность разных способов фрагментации. Это связано с тем, что любая форма воспроизводства новых особей в данном случае отражает степень приспособленности какого-либо организма к определенным условиям жизнедеятельности, находясь внутри окружающей среды.

Фрагментацию можно сравнить с любой формой бесполого размножения в том или ином контексте, однако этому методу воспроизводства присущи уникальные черты. Например, спирогиры могут разделиться в любом участке тела.

Низшие животные, у которых наблюдается фрагментация, сохраняют способность к регенерации в том случае, когда клетки организма дифференцированы в достаточно слабой степени и наделены крупными энергетическими запасами.

Фрагментацию не стоит соотносить с понятием бинарного деления, несмотря на то, что обе эти формы воспроизводства новых организмов являются видами бесполого размножения. Бинарное деление представляет собой расщепление одной клетки на пару аналогичных, что сопровождается обменом между ними некоторым количеством ДНК. Для фрагментации характерно митотическое деление клеток.

В биологии принято считать деление подразделением клетки или многоклеточного тела и регенерацией в завершении процесса. Исходя из особенностей механизма, фрагментация полностью соответствует делению. Каждый фрагмент превращается в новую особь полного размера.

Фрагментация характерна для многих гельминтов. Расщепление может происходить случайно или преднамеренно. Все образованные части становятся зрелыми и взрослыми особями, представляющими собой точную копию родительского организма. В том случае, когда особь делится вновь, процесс повторяется.

Таким образом, фрагментация представляет собой разновидность бесполого размножения. С помощью этого механизма воспроизводства обеспечивается высокая степень жизнеспособности организмов при достаточно несложном процессе размножения. Фрагментацию можно наблюдать у относительно большого числа живых организмов, для которых, как правило, характерен простой тип строения.

Примеры фрагментации в биологии

В процессе фрагментации организм делится на пару или несколько фрагментов, которые преобразуются в новые особи. Факт такого типа бесполого размножения можно наблюдать у нитчатых водорослей. К примеру, спирогира размножается фрагментацией путем разрыва нити на любом участке.

С помощью деления родительского организма на фрагменты размножаются некоторые низшие животные. По сравнению с высокоорганизованными видами они не утрачивают способность к регенерации из относительно слабо дифференцированных клеток.

К примеру, туловище немертин, представляющих собой группу примитивных морских червей, достаточно просто делится на множество частей. В результате из каждого фрагмента путем регенерации формируется новый организм. В рассматриваемом примере регенерация является нормальным и регулируемым процессом. Но для некоторых животных (таких, как морские звезды) отдельные части восстанавливаются лишь по итогам случайной фрагментации.