FRAGMENTIERUNG (BIOLOGIE): BEI TIEREN, IN PFLANZEN UND BEISPIELEN - BIOLOGIE - 2025

Die Fragmentierung ist eine Art asexuelle Fortpflanzung, bei der der spontane Bruch eines Organismus in zwei oder mehr Fragmenten auftritt. Jedes dieser Fragmente hat die Fähigkeit, ein vollständiges Individuum zu regenerieren, wodurch die Anzahl der Klone in einer Population erhöht wird.

Obwohl diese Art der Fortpflanzung bei kolonialen Bakterien sowie bei mehrzelligen tierischen und pflanzlichen Organismen beobachtet wurde, ist sie in der Welt der Wissenschaft weiterhin ein kontroverser Schwerpunkt, da viele Forscher über die evolutionäre Relevanz dieser Fortpflanzungsmethode streiten.

Foto eines blauen Seesterns (Linckia laevigata) (Quelle: Frédéric Ducarme über Wikimedia Commons)

Einige Autoren sind der Ansicht, dass die Arten der Fragmentierung in der Natur sowohl die binäre Spaltung in Bakterien als auch die kollektive Fragmentierung und die Produktion einzelliger Vermehrungen in mehrzelligen Organismen umfassen.

Unabhängig von der Sichtweise dieses Prozesses ist Fragmentierung eine Art asexueller Fortpflanzung, die "absichtlich" erfolgen oder durch Umweltstressoren sowie anthropologische Eingriffe vermittelt werden kann.

Dieser Art der Reproduktion geht kein meiotisches Teilungsereignis voraus, das heißt, es impliziert keine Syngamie oder gametische Fusion, aber die resultierenden Fragmente können immer noch ein neues Individuum regenerieren, das mit demjenigen identisch ist, das fragmentiert wurde.

Die Größe und Anzahl der Fragmente, die ein Organismus durch Fragmentierung produzieren kann, ist sehr unterschiedlich, ebenso wie die Größe der Nachkommen. Ein Unterschied zwischen Fragmentierung und anderen Arten der asexuellen Fortpflanzung besteht darin, dass keine Energie investiert werden muss, im Gegensatz beispielsweise zu Spaltung oder Knospung.

Fragmentierung bei Tieren

Die Fragmentierung wurde als Fortpflanzungsstrategie für viele wirbellose Tiere beschrieben, darunter Plattwürmer (Plattwürmer), Ringelblumen (Regenwürmer), einige Stachelhäuter (Seesterne) und Nesseltiere (Korallen und Anemonen).

Regenwürmer vermehren sich auch durch Fragmentierung (Quelle: Fir0002, über Wikimedia Commons)

Normalerweise endet die Aufteilung eines dieser Wirbellosen in ein oder mehrere Fragmente mit der Regeneration der "fehlenden Teile" in jedem. Diese Abbildung zeigt einen Seestern, der fragmentiert ist:

Fragmentierung vs. Regeneration

Seesterne können fragmentieren, aber die Fragmentierung unterscheidet sich von der Regeneration. Es ist üblich, den Fragmentierungsprozess mit dem Regenerationsprozess zu verwechseln, und ein klares Beispiel hierfür sind Seesterne, die eine Art Stachelhäuter sind.

Wie viele andere Organismen können Seesterne ihre Arme in kurzer Zeit regenerieren, wenn sie sie aufgrund verschiedener Umstände (biotisch oder abiotisch) verlieren. Leider beschreiben viele allgemeine Texte diesen Prozess als Fragmentierungsereignis, eine Tatsache, die nicht unbedingt wahr ist.

Wenn ein Seestern fragmentiert, kann er zwar die verlorenen Teile regenerieren, aber in Wirklichkeit sterben die verlorenen Fragmente ab, bevor sie den Körper des Tieres neu bilden.

Nur Seesterne der Gattung Lickia, wie der blaue Seestern Lickia laevigata, können neue Individuen aus den Teilen regenerieren, die aus einem zufälligen Fragmentierungsprozess resultieren, unabhängig davon, ob sie natürlichen Ursprungs sind oder nicht.

In Pflanzen

Pflanzen können sich auch vegetativ durch Fragmentierung vermehren und stellen möglicherweise das relevanteste Beispiel für eine asexuelle Fortpflanzung dar, die anthropologisch unterstützt wird oder, was auch immer, durch menschliches Eingreifen gesteuert wird.

Viele Pflanzenorganismen können sich klonal vermehren, indem sie einige ihrer Körperregionen in "Teile" fragmentieren, die zu einem neuen Individuum führen können, das genetisch mit dem Elternteil identisch ist.

Eine der Eigenschaften von Pflanzen, die diesen Prozess begünstigt, ist die Fähigkeit einiger ihrer Zellen, ihr Genom neu zu starten, zu differenzieren und sich zu teilen, um neue Zelllinien hervorzubringen, die sich in die spezifischen Organe und Gewebe des neuen Klons differenzieren.

Die häufigsten Beispiele für gartenbauliche Techniken zur Pflanzenvermehrung, die auf einer asexuellen Fortpflanzungsfähigkeit durch Fragmentierung beruhen, umfassen die Verwendung von "Stecklingen" oder "Stecklingen" sowie die Vermehrung durch Teile von Reservestrukturen wie Knollen und Glühbirnen.

In der natürlichen Umgebung können sich viele Farne, Bäume, Sträucher und andere mehrjährige nicht holzige Pflanzen durch Fragmentierung der Rhizome vermehren, die neue Triebe entwickelt haben.

Wie kommt es zur Fragmentierung in Pflanzen?

Wenn sich eine Pflanze durch natürliche oder künstliche Fragmentierung (verursacht durch einen Menschen) vermehrt, wachsen und differenzieren in jedem Fragment zufällige Wurzeln (die sich an anderen Orten befinden als dort, wo sie sein sollten).

Die Produktion dieser Wurzeln ermöglicht die Anlagerung der neuen Pflanze in Formation an das Substrat, von wo aus sie Feuchtigkeit und Mineralstoffe erhält. Später entsteht aus dem „verwurzelten“ Fragment ein neuer Spross mit seinem apikalen Meristem, seinen Zweigen und seinen Blattspreiten (je nach Fall).

Spezifische Beispiele für Arten, die sich durch Fragmentierung vermehren

Eine Koralle

Die Korallenart Palythoa caribaeorum, die zum Stamm Cnidaria, zur Anthozoa-Klasse und zur Zoantharia-Ordnung gehört, ist ein gutes Beispiel für wirbellose Tiere, die sich durch Fragmentierung vermehren.

In einer Studie, die in zwei Küstengebieten Brasiliens durchgeführt wurde, zeigten Acosta et al. (2001), dass die Reproduktion durch Fragmentierung bei dieser Art nicht von internen Signalen oder Stimuli abhängt, sondern von einer großen Anzahl exogener Faktoren.

Dieser Autor klassifiziert solche Faktoren ihrer Natur nach als "biotisch" und "abiotisch". Biotika sind solche, die die Isolierung von Gewebefragmenten durch Verletzungen verursachen, häufig im Zusammenhang mit Fällen der Teilmortalität der Kolonien.

Stattdessen haben exogene abiotische Faktoren mit physischer Fragmentierung zu tun, die dazu führt, dass ein Individuum aufgrund physischer Kräfte wie Stürme, Strömungen, Wellen oder starker Gezeiten in ein oder mehrere Fragmente "zerbricht". Diese Kräfte können auch einige umfassen, die durch menschliches Eingreifen verursacht werden, wie z. B. Verankerung, Manipulation durch Taucher usw.

Eine Pflanze

Plectranthus scutellarioides, im Volksmund als "Coleus" bekannt, ist eine Magnoliophyta-Pflanze aus der Familie der Lamiaceae. Es zeichnet sich durch seine verschiedenen Farbvarianten aus und ist in der Gartengestaltung sehr gefragt.

Diese Pflanze wird üblicherweise durch "Stecklinge" oder "Fragmente" ihrer Stängel oder Blätter reproduziert, aus denen neue Individuen gewonnen werden. Das Auftreten von Adventivwurzeln und das "Nachwachsen" dieser Pflanzen ist relativ schnell und kann innerhalb weniger Tage beobachtet werden.

Verweise

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