HAJANAISUUS (BIOLOGIA): ELÄIMISSÄ, KASVEISSA JA ESIMERKKEJÄ - BIOLOGIA

Pirstoutuminen on eräänlainen suvuton lisääntyminen spontaania repeämä organismin tapahtuu kahdessa tai useamman fragmentin. Jokaisella näistä fragmenteista on kyky regeneroida kokonainen yksilö, mikä lisää kloonien määrää populaatiossa.

Vaikka tämän tyyppistä lisääntymistä on havaittu siirtomaabakteereissa ja monisoluisissa eläin- ja kasvi-organismeissa, se on edelleen kiistanalainen painopiste tiedemaailmassa, koska monet tutkijat väittävät tämän lisääntymismenetelmän evoluutioarvoista.

Valokuva sinisestä meritähdistä (Linckia laevigata) (Lähde: Frédéric Ducarme Wikimedia Commonsin kautta)

Jotkut kirjoittajat katsovat, että hajontamuodoihin luonnossa sisältyy sekä bakteerien binaarinen halkaisu että kollektiivinen pirstoutuminen ja yksisoluisten etenemisten tuottaminen monisoluisissa organismeissa.

Mitä prosessia pidetäänkin, fragmentoituminen on eräänlainen aseksuaalinen lisääntyminen, joka voi tapahtua "tarkoituksella" tai jota voivat välittää ympäristöstressit, samoin kuin antropologinen interventio.

Tämän tyyppistä lisääntymistä ei edeltä mejoottinen jakautumistapahtuma, ts. Se ei tarkoita syngaamiaa tai gameettista fuusioa, mutta tuloksena olevat fragmentit voivat silti regeneroida uuden yksilön, joka on identtinen fragmentoituneen kanssa.

Fragmenttien koko ja lukumäärä, joita organismi voi tuottaa fragmentoitumalla, on hyvin vaihteleva, samoin kuin jälkeläisten koko. Yksi ero pirstoutumisen ja muun tyyppisen epäseksuaalisen lisääntymisen välillä on, että se ei vaadi energian sijoittamista, toisin kuin esimerkiksi fissio tai irtoaminen.

Hajanaisuus eläimissä

Hajaantumista on kuvattu monien selkärangattomien eläinten lisääntymisstrategiana. Näitä ovat lama madot (flatworms), annelids (liero), jotkut piikkinahkaiset (meritähti) ja cnidarians (korallit ja vuokot).

Kastemadot lisääntyvät myös hajanaisesti (Lähde: Fir0002, Wikimedia Commons)

Yleensä yhden näistä selkärangattomista jakaminen yhdeksi tai useammaksi fragmentiksi päättyy "puuttuvien osien" regeneraatioon kussakin. Tässä kuvassa on meritähti, joka on sirpaloitunut:

Hajanaisuus vs. uudistuminen

Meritähti voi pirstoutua, mutta pirstoutuminen eroaa uusiutumisesta. On yleistä sekoittaa pirstoutumisprosessi uudistumisprosessiin, ja selkeä esimerkki tästä liittyy meritähtiin, jotka ovat piikkinahkaisia.

Kuten monet muut organismit, meritähti voi elvyttää aseitaan lyhyessä ajassa, kun ne menettävät ne erilaisista olosuhteista johtuen (bioottiset tai abioottiset). Valitettavasti monet yleiset tekstit kuvaavat tätä prosessia pirstoutumistapahtumana, tosiasiana, joka ei välttämättä ole totta.

Kun meritähti sirpaloituu, on totta, että se pystyy uudistamaan kadonneita osia, mutta todellisuudessa kadonneet fragmentit kuolevat ennen eläimen kehon muodostamista uudelleen.

Vain Lickia-sukuun kuuluva meritähti, kuten sininen meritähti Lickia laevigata, voi uudistaa uusia yksilöitä osista, jotka johtuvat vahingossa tapahtuvasta pirstoutumisprosessista, olipa kyse luonnollisesta alkuperästä tai ei.

Kasveissa

Kasvit voivat myös lisääntyä vegetatiivisesti sirpaloitumisella ja edustaa ehkä oleellisinta esimerkkiä antropologisesti avustetusta aseksuaalisesta lisääntymisestä tai, mikä on samaa, ihmisen väliintulon kautta ohjaamaa.

Monet kasvi-organismit voivat moninkertaistua kloonisesti hajottamalla osan kehon alueistaan "osiin", jotka voivat johtaa uuteen yksilöyn, joka on geneettisesti identtinen vanhemman kanssa.

Yksi kasvien ominaisuuksista, joka suosii tätä prosessia, on joidenkin niiden solujen kyky “käynnistää uudelleen” genominsa, erottaa ja jakaa ja saada aikaan uusia solulinjoja, jotka erottuvat uuden kloonin erityisistä elimistä ja kudoksista.

Yleisimpiä esimerkkejä kasvien lisäämisen puutarhaviljelytekniikoista, jotka tukeutuvat aseksuaaliseen lisääntymiskykyyn hajottamalla, ovat "pistokkeiden" tai "pistokkaiden" käyttö, samoin kuin lisääntyminen varaosarakenteiden, kuten mukuloiden ja sipulit.

Luonnollisessa ympäristössä monet saniaiset, puut, pensaat ja muut monivuotiset ei-puumaiset kasvit voivat lisääntyä pirstoamalla juurakot, jotka ovat kehittäneet uusia versoja.

Kuinka pirstoutuminen tapahtuu kasveissa?

Kun kasvi lisääntyy pirstoutumalla, joko luonnollisena tai keinotekoisena (ihmisen aiheuttama), jokaisessa fragmentissa tapahtuu satunnaisia juuria (jotka sijaitsevat eri paikoissa kuin missä niiden pitäisi olla) kasvaa ja erilaistumaan.

Näiden juurien tuottaminen mahdollistaa uuden kasvin kiinnittymisen muodostumisen yhteydessä alustaan, josta se saa nesteytys- ja mineraaliravinteita. Myöhemmin "juurtuneesta" fragmentista nousee uusi verso, jonka apikaalinen meristeemi, oksat ja lehtilavat ovat (tapauksesta riippuen).

Erityisiä esimerkkejä lajeista, jotka lisääntyvät hajanaisesti

Koralli

Cnidariaan, Anthozoa-luokkaan ja Zoantharia-luokkaan kuuluvia korallilajeja Palythoa caribaeorum on hyvä esimerkki selkärangattomista eläimistä, jotka lisääntyvät pirstoutuneena.

Brasilian kahdella rannikkoalueella tehdyssä tutkimuksessa Acosta ym. (2001) osoittivat, että tämän lajin pirstoutumalla lisääntyminen ei riippunut sisäisistä signaaleista tai ärsykkeistä, vaan pikemminkin suuresta määrästä ulkoisia tekijöitä.

Luonteensa mukaan tämä kirjoittaja luokittelee sellaiset tekijät "bioottisiksi" ja "abioottisiksi". Biotiikat ovat sellaisia, jotka aiheuttavat kudosfragmenttien eristyksen vammojen kautta, jotka liittyvät usein pesäkkeiden osittaisen kuolleisuuden tapauksiin.

Sen sijaan eksogeeniset abioottiset tekijät liittyvät fyysiseen pirstoutumiseen, joka johtaa yksilön "murtumiseen" yhdeksi tai useammaksi fragmentiksi fysikaalisten voimien, kuten myrskyjen, virtojen, aaltojen tai voimakkaiden vuorovesien takia. Näihin joukkoihin voi kuulua myös ihmisten väliintulosta johtuvia ihmisiä, kuten ankkurointi, sukeltajien manipulointi jne.

Kasvi

Plectranthus scutellarioides, tunnetaan nimellä "coleus", on Magnoliaphyta-kasvi, joka kuuluu Lamiaceae-sukuun. Sille on ominaista monenlaiset värivaihtoehdot ja se on erittäin kysytty puutarhasuunnittelussa.

Tätä kasvia lisäävät yleensä varrensa tai lehtien "pistokkaat" tai "katkelmat", joista saadaan uusia yksilöitä. Satunnaisia juuria ja näiden kasvien "kasvua" esiintyy suhteellisen nopeasti, ja se voidaan havaita muutamassa päivässä.

Viitteet

Acosta, A., Sammarco, PW, ja Duarte, LF (2001). Aseksuaalinen lisääntyminen zoanthidissa pirstoutumalla: eksogeenisten tekijöiden merkitys. Tiedote Marine Science, 68 (3), 363-381.
Brusca, RC, ja Brusca, GJ (2003). Selkärangattomat (nro QL 362. B78 2003). Basingstoke.
Egger, B. (2008). Regenerointi: Palkitseva, mutta mahdollisesti vaarallinen. Syntymävaurioiden tutkimus, osa C: Alkio tänään: Arvostelut, 84 (4), 257 - 264.
Hickman, CP, Roberts, LS, ja Larson, A. (1997). Integroituneet eläintieteen periaatteet. 10. edn. Boston: WCB.
Highsmith, RC (1982). Lisääntyminen pirstoutuneena korallissa. Meriekologian kehityssarja. Oldendorf, 7 (2), 207 - 226.
Pichugin, Y., Peña, J., Rainey, PB ja Traulsen, A. (2017). Hajanaisuusmuodot ja elinkaarien kehitys. PLoS-laskennallinen biologia, 13 (11), e1005860.
Solomon, EP, Berg, LR, ja Martin, DW (2011). Biologia (9. edn). Brooks / Cole, Cengage-oppiminen: Yhdysvallat.

HAJANAISUUS (BIOLOGIA): ELÄIMISSÄ, KASVEISSA JA ESIMERKKEJÄ - BIOLOGIA - 2026