Фрагментация это в биологии кратко

Обновлено: 05.07.2024

В фрагментация это тип бесполого размножения, при котором происходит спонтанный распад организма на два или более фрагментов. Каждый из этих фрагментов обладает способностью регенерировать полностью индивидуума, увеличивая таким образом количество клонов в популяции.

Хотя этот тип воспроизводства наблюдался у колониальных бактерий, а также у многоклеточных организмов животных и растений, он продолжает оставаться спорным вопросом в мире науки, поскольку многие исследователи спорят об эволюционной значимости этого метода воспроизводства.

Некоторые авторы считают, что способы фрагментации в природе включают как бинарное деление у бактерий, так и коллективную фрагментацию, а также образование одноклеточных пропагул у многоклеточных организмов.

Этому типу размножения не предшествует событие мейотического деления, то есть он не включает сингамию или слияние гамет, но даже в этом случае полученные фрагменты могут регенерировать новую особь, идентичную той, которая была фрагментирована.

Размер и количество фрагментов, которые организм может произвести путем фрагментации, сильно различаются, как и размер потомства.Одно различие между фрагментацией и другими типами бесполого размножения заключается в том, что оно не требует затрат энергии, в отличие, например, от деления или образования почки.

Фрагментация у животных

Фрагментация описывается как репродуктивная стратегия многих беспозвоночных животных, среди которых плоские черви (плоские черви), кольчатые черви (дождевые черви), некоторые иглокожие (морские звезды) и книдарии (кораллы и анемоны).

Фрагментация vs. Регенерация

Морская звезда может фрагментироваться, но фрагментация отличается от регенерации. Обычно процесс фрагментации путают с процессом регенерации, и наглядный пример этого связан с морскими звездами, которые являются разновидностью иглокожих.

Как и многие другие организмы, морские звезды могут восстанавливать свои руки за короткие периоды времени, когда они теряют их из-за различных обстоятельств (биотических или абиотических). К сожалению, многие общие тексты описывают этот процесс как событие фрагментации, что не всегда верно.

Когда морская звезда разделяется на фрагменты, это правда, что она может регенерировать утраченные части, но на самом деле потерянные фрагменты умирают, прежде чем заново сформировать тело животного.

Только морские звезды, принадлежащие к роду Ликиякак голубая морская звезда Lickia laevigata, могут регенерировать новых особей из частей, возникших в результате случайного процесса фрагментации, естественного или нет.

В растениях

Растения также могут размножаться вегетативно путем фрагментации и представляют, возможно, наиболее подходящий пример бесполого размножения с антропологической помощью или, что то же самое, управляемого вмешательством человека.

В естественной среде многие папоротники, деревья, кустарники и другие многолетние недревесные растения могут воспроизводиться путем фрагментации корневищ, давших новые побеги.

Как происходит фрагментация растений?

Когда растение воспроизводится путем фрагментации, естественной или искусственной (вызванной человеком), в каждом фрагменте происходит рост и дифференциация придаточных корней (которые находятся в разных местах, чем они должны быть).

Конкретные примеры видов, которые размножаются путем фрагментации

Коралл

Коралловые виды Palythoa caribaeorum, принадлежащий к филюму Cnidaria, классу Anthozoa и отряду Zoantharia, является хорошим примером беспозвоночных животных, которые размножаются путем фрагментации.

В исследовании, проведенном в двух прибрежных районах Бразилии, Акоста и др. (2001) показали, что размножение путем фрагментации у этого вида зависит не от внутренних сигналов или стимулов, а от большого количества экзогенных факторов.

Растение

Ссылки

Цикл мочевины: стадии, ферменты, функции, регуляция

Фрагментация, как вегетативное размножение — общие понятия

Размножением называют увеличение числа особей вида путем воспроизведения.

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.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

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 представляет собой такой способ воспроизведения нового организма, в котором участвует только одна особь.

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 основано на формировании нового организма из части родительской особи.

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

Фрагментация (от лат. fragmentatio) – способ бесполого размножения, в процессе которого происходит деление особи на несколько частей или фрагментов, растущих и образующих новый организм, а также метод восстановления утраченных органов или частей тела (регенерация), характерный для некоторых видов.

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

Почкование – разновидность бесполого размножения, присущая живым организмам, в процессе которой от тела материнской особи отделяется некрупная часть для формирования новой особи.

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:

Представленный механизм деления отличается несложным процессом. Он получил название архитомия.

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.

Животные организмы, обладающие способностью к регенерации, представляют огромный интерес для науки. Ученые проводят эксперименты с целью изучения этого процесса, как правило, на свободноживущем черве планарии. Опытным путем удается установить механизм дифференцировки.

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.

Паратомия представляет собой отдельную форму фрагментации, которая характеризуется повторным поперечным делением.

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.

Вегетативное размножение сводится к об­разованию новой особи из части родительской. Этот тип размножения свойствен многоклеточным животным с мягким телом — губкам, книдариям, червям, реже некоторым иглокожим. Формами вегетативного размножения яв­ляются почкование и фрагментация.

Фрагментация

В наиболее простом случае при фрагментации организм разделя­ется на две части, каждая из которых восстанавливает недостающую. Предпосылкой фрагментации являются способности к регенерации. Так, малощетинковый червь энхитреус при фрагментации делится на две половинки, а затем у передней (головной) части регенерирует зад­ний конец тела, а у задней (хвостовой) — головной. При этом сначала происходит деление, а потом регенерация. Такое деление получило название архитомии.

Почкование

Почкование особенно характерно для губок и книдарий, или ки­шечнополостных. Так, у пресноводного полипа — гидры примерно на середине тела образуется бугор (почка), который постепенно растет (см. Размножение гидры). Почка — это выпячивание стенки тела, в которое входит и полость. По­степенно на вершине почки вырастают щупальца и прорывается рот. Почка при основании отшнуровывается от материнского организма, падает на дно, прикрепляется подошвой к субстрату и переходит к са­мостоятельной жизни. Если же почка не отрывается от материнской особи, а остается с ней, как это наблюдается у морских гидроидных полипов, то получается комплекс особей, сидящих на общем стволе, т. е. колония (рис. 21). Если все ее особи одинаковы по форме и функ­циям, колонию называют мономорфной. В полиморфных колониях особи не похожи друг на друга и различаются своими функциями: од­ни захватывают добычу, у других закладываются половые клетки, и они выполняют функцию размножения и т. д.

Фрагмента́ция (лат. fragmentatio ) — способ бесполого размножения, при котором особь делится на две или несколько частей (фрагментов), каждая из которых растет и образует новый организм; способность некоторых живых существ восстанавливать утраченные органы или части тела (регенерация).

Фрагментация происходит у некоторых нитчатых водорослей (спирогира), у некоторых низших животных (например, плоские черви).

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Фрагментация (размножение)" в других словарях:

Фрагментация (биология) — В биологии фрагментация может иметь следующие значения: Фрагментация (размножение) Фрагментация (цитология) Фрагментация среды обитания См. также Фрагментация … Википедия

Бесполое размножение — Бесполое размножение, или агамогенез форма размножения, при которой организм воспроизводит себя самостоятельно, без всякого участия другой особи. Следует отличать бесполое размножение от однополого размножения (партеногенеза), который является… … Википедия

Бесполое размножение — различные виды размножения, характеризующиеся отсутствием полового процесса. Б. р. свойственно одноклеточным и многоклеточным растительным и животным организмам. Различают следующие основные виды Б. р.: деление, почкование, фрагментация,… … Большая советская энциклопедия

Археи — Halobacteria, штамм NRC 1, каждая клетка около 5 мкм длиной … Википедия

НАСТОЯЩИЕ ВОДОРОСЛИ — НАСТОЯЩИЕ ВОДОРОСЛИ, подцарство водорослей (см. ВОДОРОСЛИ), в состав которого входят как одноклеточные, так и многоклеточные организмы. Размеры колеблются от долей мм до 60 м. Клетки большинства настоящих водорослей устроены так же, как клетки… … Энциклопедический словарь

Ирбис — Не следует путать с Ибис. У этого термина существуют и другие значения, см. Ирбис (значения). У этого термина существуют и другие значения, см. Снежный барс (значения). У этого термина существуют и другие значения, см. Белый барс (значения).… … Википедия

Митоз — (от греч. mítos нить) кариокинез, непрямое деление клетки, наиболее распространённый способ воспроизведения (репродукции) клеток (См. Клетка), обеспечивающий тождественное распределение генетического материала между дочерними клетками и… … Большая советская энциклопедия

Читайте также: