Фрагментация – это способ бесполого размножения, при котором особь делится на несколько фрагментов (частей), каждая из которых может вырасти в новый организм.
Процесс фрагментации
Иногда фрагментацией называют способность некоторых существ восстанавливать утраченные части тела, иначе говоря, приравнивают фрагментацию к регенерации.
Фрагментацию относят к бесполому размножению наряду с бинарным делением прокариот, различными формами митоза (стандартный митоз, шизогония, почкование). Для многоклеточных животных также характерен процесс бесполого размножения. Они могут размножаться с помощью неспециализированных частей материнского организма - вегетативного размножения. Специализированные клетки материнского организма также смогут стать способом для бесполого размножения. Многоклеточные организмы размножаются спорами и зооспорами.
Фрагментация характерна для:
- нитчатых водорослей (спирогира);
- низшие животные (плоские черви).
Существуют и другие группы организмов, для которых характерна фрагментация, но представленные группы обладают наиболее типичными способами фрагментации, которые в полной мере дают возможность сформулировать представление о данном процессе. Почкование – это разновидность бесполого размножения, при котором от тела родительской особи отделяется небольшой участок, который развивается в новую особь.
Дочерняя особь может переходить к самостоятельному существованию или становится обособленной частью колонии. Считается, что почкование является подвидом фрагментации.
В свою очередь фрагментация обладает всеми чертами бесполого размножения, а именно:
- происходит без участия половых клеток (гамет). Иногда при фрагментации становится возможен обмен некоторыми участками ДНК;
- образуется особь генетически тождественная родительскому организму.
Виды и механизмы фрагментации
Фактически эти организмы являются клонами материнских особей. Преимуществом бесполого размножения является относительно высокая скорость. К недостаткам фрагментации, как и любого другого типа размножения относят низкую степень пластичности по отношению к резким изменениям окружающей среды. В связи с этим организмы, размножающиеся бесполым путем, значительно уступают в естественном отборе другим организмам. При этом половое размножение является эволюционно прогрессивным признаком.
В самом простом случае при фрагментации организм делится на две части, каждая из которых в последствии восстанавливает недостающую часть. Предпосылками фрагментации является способность к регенерации. Например, малощетинковый червь при фрагментации может делиться на две половины, а у задней части регенерирует хвостовой конец, а у головной части регенерирует задний конец тела. При этом изначально формируется деление, а уже в последствии происходит регенерация. Такой тип деления получает названия архитомии.
Архитомия – это способ фрагментации, при котором сначала происходит деление, а потом восстановление утраченных частей тела живого организма.
Паратомия – это разновидность фрагментации, при которой происходит повторное поперечное деление.
Паратомия наблюдается у кольчатых червей. При этом до разделения особей формируется закладка и образование органов, поэтому разделившиеся особи сразу приступают к размножению и питанию.
Нельзя сказать, что какой способ фрагментации более эффективен, поскольку он является отражением приспособленности той или иной особи к конкретным условиям жизни внутри окружающей среды. Фрагментацию сравнивают с любым типом бесполого размножения в том или ином контексте, но при этом она обладает рядом уникальных особенностей.
Как уже отмечалось ранее фрагментация характерна для спирогиры. Она может разорваться в любом месте. Также фрагментация наблюдается у многих низших животных, которые сохранили высокую способность к регенерации при том условии, что их клетки достаточно слабо дифференцированы, и не имеют больших энергетических резервов.
Например, тело примитивного червя немертины очень легко разрывается на несколько частей, каждая из которых практически всегда дает новую особь. При этом регенерация является нормальным, регулируемым процессом.
Существуют такие животные (морские звезды), которые восстанавливают из отдельных частей новые организмы только при случайной фрагментации.
Все животные, которые способны к фрагментации и регенерации служат объектами для экспериментального изучения этого процесса. При этом очень часто используют свободно живущего плоского червя – планарию. Эти эксперименты открывают механизмы процессов клеточной дифференцировки, происходящей при фрагментации.
Фрагментацию следует различать с простым бинарным делением, хотя оба относятся к различным типам бесполого размножения. При этом бинарное деление является расщеплением одной клетки на две, но все – таки происходит обмен между двумя клетками некоторым количеством ДНК. Фрагментация сопровождается митотическим делением клеток.
В биологической науке деление является подразделением клетки или многоклеточного тела и регенерацией после деления. По сути, фрагментация полностью отвечает всем свойствам деления. Каждая часть дифференцируется в новый организм полного размера. Фрагментацию испытывают многие гельминты. Расщепление может быть или не быть преднамеренным. Каждый из этих фрагментов превращается в зрелых, взрослых особей, которые являются точной копией исходного организма. Если организм раскололся дальше, процесс продолжается.
Подводя итог всему вышесказанному, можно сделать вывод о том, что фрагментация есть разновидность бесполого размножения, она позволяет организмам сохранять высокую степень жизнеспособности, при относительно простом способе размножения. Фрагментация характерна для относительно большого количества живых организмов, которые чаще всего имеют относительно простое строение.
