断片化は、生物の自然破裂における無性生殖のタイプは、2つの以上の断片に起こります。これらの各フラグメントは、完全な個体を再生する能力を持っているため、集団内のクローンの数が増加します。
この種の繁殖は、植民地の細菌や動植物の多細胞生物で観察されていますが、多くの研究者がこの生殖方法の進化的関連性について議論しているため、科学の世界では論争の的となっています。
青いヒトデ(Linckia laevigata)の写真(出典:フレデリックドゥカルメ、ウィキメディアコモンズ経由)
一部の著者は、自然界の断片化のモードには、細菌の二分裂と集合的断片化、および多細胞生物の単細胞増殖の両方が含まれると考えています。
このプロセスのどのような見方でも、断片化は、「意図的に」発生する可能性のある、または環境ストレッサーや人類学的介入によって媒介される可能性がある一種の無性生殖です。
このタイプの繁殖には、減数分裂のイベントが先行するわけではありません。つまり、同系またはゲームの融合を意味するものではありませんが、結果として生じるフラグメントは、フラグメント化されたものと同一の新しい個体を再生できます。
生物が断片化によって生成できる断片のサイズと数は、子孫のサイズと同様に非常に変動します。分裂と他の種類の無性生殖の違いの1つは、例えば分裂や出芽ではなく、エネルギーの投資を必要としないことです。
動物の断片化
断片化は、多くの無脊椎動物の生殖戦略として説明されています。その中には、扁形動物(扁形動物)、環形動物(ミミズ)、一部の棘皮動物(ヒトデ)、および刺胞動物(サンゴとイソギンチャク)があります。
ミミズも断片化によって繁殖します(出典:Fir0002、Wikimedia Commons経由)
通常、これらの無脊椎動物の1つを1つ以上のフラグメントに分割すると、それぞれの「欠落部分」が再生されます。この図は、断片化されたヒトデを示しています。
断片化と 再生
ヒトデは断片化できますが、断片化は再生とは異なります。断片化プロセスと再生プロセスを混同することは一般的であり、これの明確な例はヒトデであり、棘皮動物の一種です。
他の多くの生物と同様に、ヒトデはさまざまな状況(生物的または非生物的)のためにそれらを失うと、短期間で腕を再生できます。残念ながら、多くの一般的なテキストはこのプロセスを断片化イベントとして説明していますが、これは必ずしも真実ではありません。
ヒトデが断片化すると、失われた部分を再生できることは事実ですが、実際には、失われた断片は動物の体を再形成する前に死にます。
青色のヒトデLickia laevigataなどのLickia属に属するヒトデのみが、自然起源かどうかに関係なく、偶発的な断片化プロセスから生じた部分から新しい個体を再生できます。
植物で
植物はまた、断片化によって栄養的に繁殖することができ、おそらく人類学的に支援された無性生殖の最も関連性の高い例、または同じことですが、人間の介入によって指示されます。
多くの植物生物は、その身体領域の一部を「部分」に断片化することにより、クローン的に増殖することができ、それにより、遺伝的に親と同一の新しい個体を生じさせることができます。
このプロセスを支持する植物の特性の1つは、一部の細胞がゲノムを「再開」し、脱分化し、分裂して、新しいクローンの特定の臓器や組織に分化する新しい細胞株を生み出す能力です。
断片化による無性生殖能力に依存する植物繁殖のための園芸技術の最も一般的な例には、「挿し木」または「挿し木」の使用、ならびに塊茎や球根。
自然環境では、多くのシダ、木、低木および他の多年生の非木質植物が、新しい芽を発達させた根茎の断片化によって繁殖することができます。
植物で断片化はどのように起こりますか?
植物が自然または人工(人間によって引き起こされる)の断片化によって繁殖する場合、各断片には、不定根(本来あるべき場所とは異なる場所にある)の成長と分化があります。
これらの根の生産により、形成中の新しい植物が基質に付着し、そこから水分補給と無機栄養素が得られます。その後、「根付いた」断片から、頂端分裂組織、その枝、および葉身(場合による)とともに、新しい芽が生じます。
断片化によって繁殖する種の具体例
サンゴ
サンゴ種Palythoa caribaeorumは、門Cnidaria、Anthozoaクラス、およびZoantharia門に属し、断片化によって繁殖する無脊椎動物の良い例です。
ブラジルの2つの沿岸地域で実施された研究で、Acosta et al。(2001)は、この種の断片化による繁殖は、内部信号や刺激に依存せず、外因性の多数の因子に依存することを示しました。
その性質に応じて、この著者はそのような要因を「生物的」と「生物的」のように分類しています。バイオティクスは、怪我によって組織片の分離を引き起こすもので、多くの場合、コロニーの部分的死亡のケースに関連しています。
代わりに、外因性の非生物的要因は、嵐、潮流、波、強い潮などの物理的な力により、個体を1つ以上の断片に「分割」する物理的な断片化と関係があります。これらの力には、固定、ダイバーによる操作など、人間の介入によって引き起こされる力も含まれます。
植物
Plectranthus scutellarioidesは、一般に「コリウス」として知られ、シソ科に属するマグノリオ植物です。さまざまなカラーバリエーションが特徴で、ガーデンデザインで人気が高い。
この植物は通常、その茎または葉の「切り抜き」または「断片」によって複製され、そこから新しい個体が得られます。不定根の出現とこれらの植物の「再成長」は比較的速く、数日で観察できます。
参考文献
- Acosta、A.、Sammarco、PW、&Duarte、LF(2001)。断片化によるゾアンシッドの無性生殖:外因性因子の役割。Bulletin of Marine Science、68(3)、363-381。
- Brusca、RC、およびBrusca、GJ(2003)。無脊椎動物(No. QL362。B782003)。ベイジングストーク。
- エガー、B(2008)。再生:やりがいがありますが、潜在的に危険です。先天性欠損症研究パートC:今日の胚:レビュー、84(4)、257-264。
- Hickman、CP、Roberts、LS、&Larson、A.(1997)。動物学の統合された原則。第10版 ボストン:WCB。
- Highsmith、RC(1982)。サンゴの断片化による繁殖。海洋生態学の進歩シリーズ。オルデンドルフ、7(2)、207-226。
- Pichugin、Y.、Peña、J.、Rainey、PB、&Traulsen、A(2017)。断片化モードとライフサイクルの進化。PLoS計算生物学、13(11)、e1005860。
- ソロモン、EP、バーグ、LR、およびマーティン、DW(2011)。生物学(第9版)。ブルックス/コール、Cengage Learning:USA。