FRAGMENTATIE (BIOLOGIE): BIJ DIEREN, IN PLANTEN EN VOORBEELDEN - BIOLOGIE - 2026

De fragmentatie is een soort ongeslachtelijke voortplanting waarbij de spontane breuk van een organisme optreedt in twee of meer fragmenten. Elk van deze fragmenten heeft het vermogen om een ​​compleet individu te regenereren, waardoor het aantal klonen in een populatie toeneemt.

Hoewel dit type reproductie is waargenomen in koloniale bacteriën en in meercellige organismen van dieren en planten, blijft het een controversieel onderwerp in de wereld van de wetenschap, aangezien veel onderzoekers debatteren over de evolutionaire relevantie van deze reproductiemethode.

Foto van een blauwe zeester (Linckia laevigata) (Bron: Frédéric Ducarme via Wikimedia Commons)

Sommige auteurs zijn van mening dat de manieren van fragmentatie in de natuur zowel de binaire splitsing van bacteriën als de collectieve fragmentatie en de productie van eencellige propagules in meercellige organismen omvatten.

Wat de mening van dit proces ook is, fragmentatie is een soort ongeslachtelijke voortplanting die 'opzettelijk' kan plaatsvinden of die kan worden veroorzaakt door omgevingsstressoren en door antropologische interventie.

Dit type reproductie wordt niet voorafgegaan door een meiotische delingsgebeurtenis, dat wil zeggen, het impliceert geen syngamie of gametische fusie, maar de resulterende fragmenten kunnen nog steeds een nieuw individu regenereren dat identiek is aan het fragment dat werd gefragmenteerd.

De grootte en het aantal fragmenten dat een organisme door fragmentatie kan produceren, is zeer variabel, evenals de grootte van het nageslacht. Een verschil tussen fragmentatie en andere vormen van ongeslachtelijke voortplanting is dat er geen energie-investering voor nodig is, in tegenstelling tot bijvoorbeeld splijting of ontluiken.

Fragmentatie bij dieren

Fragmentatie is beschreven als een reproductiestrategie voor veel ongewervelde dieren, waaronder platwormen (platwormen), ringwormen (regenwormen), sommige stekelhuidigen (zeesterren) en neteldieren (koralen en anemonen).

Regenwormen planten zich ook voort door fragmentatie (Bron: Fir0002, via Wikimedia Commons)

Gewoonlijk eindigt de verdeling van een van deze ongewervelde dieren in een of meer fragmenten met de regeneratie van de "ontbrekende delen" in elk fragment. Deze illustratie toont een zeester die is gefragmenteerd:

Fragmentatie vs. Regeneratie

Zeesterren kunnen fragmenteren, maar fragmentatie is iets anders dan regeneratie. Het is gebruikelijk om het fragmentatieproces te verwarren met het regeneratieproces en een duidelijk voorbeeld hiervan heeft te maken met zeesterren, die een soort stekelhuidigen zijn.

Net als veel andere organismen kunnen zeesterren hun armen in korte tijd regenereren wanneer ze ze verliezen als gevolg van verschillende omstandigheden (biotisch of abiotisch). Helaas beschrijven veel algemene teksten dit proces als een fragmentatiegebeurtenis, een feit dat niet noodzakelijk waar is.

Wanneer een zeester fragmenteert, is het waar dat het de verloren delen kan regenereren, maar in werkelijkheid sterven de verloren fragmenten voordat ze het lichaam van het dier opnieuw vormen.

Alleen zeesterren die tot het geslacht Lickia behoren, zoals de blauwe zeester Lickia laevigata, kunnen nieuwe individuen regenereren uit de porties die het resultaat zijn van een accidenteel fragmentatieproces, al dan niet van natuurlijke oorsprong.

In planten

Planten kunnen zich ook vegetatief voortplanten door fragmentatie en vertegenwoordigen misschien wel het meest relevante voorbeeld van antropologisch geassisteerde aseksuele voortplanting of, wat hetzelfde is, gestuurd door menselijk ingrijpen.

Veel plantenorganismen kunnen zich klonaal vermenigvuldigen door sommige van hun lichaamsdelen te fragmenteren in "delen" die kunnen leiden tot een nieuw individu dat genetisch identiek is aan de ouder.

Een van de eigenschappen van planten die dit proces begunstigen, is het vermogen van sommige van hun cellen om hun genoom te 'herstarten', te differentiëren en te delen om zo nieuwe cellijnen te laten ontstaan ​​die zich zullen differentiëren in de specifieke organen en weefsels van de nieuwe kloon.

De meest voorkomende voorbeelden van tuinbouwtechnieken voor de vermeerdering van planten die afhankelijk zijn van ongeslachtelijke voortplantingscapaciteit door fragmentatie, zijn onder meer het gebruik van "stekken" of "stekken", evenals vermenigvuldiging door delen van reservestructuren zoals knollen en bollen.

In de natuurlijke omgeving kunnen veel varens, bomen, struiken en andere niet-houtachtige vaste planten zich voortplanten door fragmentatie van de wortelstokken die nieuwe scheuten hebben ontwikkeld.

Hoe vindt fragmentatie plaats in planten?

Wanneer een plant zich voortplant door fragmentatie, natuurlijk of kunstmatig (veroorzaakt door een mens), is er in elk fragment de groei en differentiatie van adventieve wortels (die zich op andere plaatsen bevinden dan waar ze zouden moeten zijn).

Door de productie van deze wortels kan de nieuwe plant in formatie zich hechten aan het substraat, van waaruit het hydratatie en minerale voedingsstoffen verkrijgt. Later, uit het "gewortelde" fragment, ontstaat een nieuwe scheut, met zijn apicale meristeem, zijn takken en zijn bladmessen (afhankelijk van het geval).

Specifieke voorbeelden van soorten die zich voortplanten door fragmentatie

Een koraal

De koraalsoort Palythoa caribaeorum, behorend tot de phylum Cnidaria, tot de Anthozoa-klasse en tot de Zoantharia-orde, is een goed voorbeeld van ongewervelde dieren die zich voortplanten door fragmentatie.

In een studie uitgevoerd in twee kustgebieden van Brazilië toonden Acosta et al. (2001) aan dat reproductie door fragmentatie bij deze soort niet afhankelijk was van interne signalen of stimuli, maar eerder van een groot aantal exogene factoren.

Volgens hun aard classificeert deze auteur dergelijke factoren als "biotisch" en "abiotisch". Biotica zijn stoffen die de isolatie van weefselfragmenten veroorzaken door verwondingen, vaak gerelateerd aan gevallen van gedeeltelijke sterfte van de kolonies.

In plaats daarvan hebben exogene abiotische factoren te maken met fysieke fragmentatie die resulteert in het "breken" van een individu in een of meer fragmenten als gevolg van fysieke krachten zoals stormen, stromingen, golven of sterke getijden. Deze krachten kunnen er ook zijn die worden veroorzaakt door menselijk ingrijpen, zoals verankering, manipulatie door duikers, enz.

Een plant

Plectranthus scutellarioides, in de volksmond bekend als "coleus", is een Magnoliophyta-plant die tot de Lamiaceae-familie behoort. Het wordt gekenmerkt door zijn verschillende kleurvariaties en is zeer gewild in tuinontwerp.

Deze plant wordt gewoonlijk gereproduceerd door "stekken" of "fragmenten" van zijn stengels of bladeren, waaruit nieuwe individuen worden verkregen. Het verschijnen van adventieve wortels en de "hergroei" van deze planten is relatief snel en kan binnen enkele dagen worden waargenomen.

Referenties

1. Acosta, A., Sammarco, PW en Duarte, LF (2001). Ongeslachtelijke voortplanting in een zoanthide door fragmentatie: de rol van exogene factoren. Bulletin of Marine Science, 68 (3), 363-381.
2. Brusca, RC en Brusca, GJ (2003). Ongewervelden (nr. QL 362. B78 2003). Basingstoke.
3. Egger, B. (2008). Regeneratie: lonend, maar mogelijk riskant. Geboorteafwijkingen Onderzoek Deel C: Embryo Today: Reviews, 84 (4), 257-264.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, en Larson, A. (1997). Geïntegreerde principes van zoölogie. 10e edn. Boston: WCB.
5. Highsmith, RC (1982). Voortplanting door fragmentatie in koralen. Reeks vooruitgang mariene ecologie. Oldendorf, 7 (2), 207-226.
6. Pichugin, Y., Peña, J., Rainey, PB en Traulsen, A. (2017). Fragmentatiemodi en de evolutie van levenscycli. PLoS computationele biologie, 13 (11), e1005860.
7. Solomon, EP, Berg, LR en Martin, DW (2011). Biologie (9e edn). Brooks / Cole, Cengage Learning: VS.