SỰ PHÂN MẢNH (SINH HỌC): Ở ĐỘNG VẬT, THỰC VẬT VÀ VÍ DỤ - SINH HỌC - 2025

Sự phân mảnh là một kiểu sinh sản vô tính trong sự đứt gãy tự phát của một sinh vật xảy ra ở hai hay nhiều mảnh. Mỗi đoạn này có khả năng tái sinh một cá thể hoàn chỉnh, do đó làm tăng số lượng dòng vô tính trong một quần thể.

Mặc dù kiểu sinh sản này đã được quan sát thấy ở vi khuẩn thuộc địa và ở các sinh vật đa bào động vật và thực vật, nó vẫn tiếp tục là một trọng tâm gây tranh cãi trong thế giới khoa học, khi nhiều nhà nghiên cứu tranh cãi về sự liên quan tiến hóa của phương pháp sinh sản này.

Ảnh chụp sao biển xanh (Linckia laevigata) (Nguồn: Frédéric Ducarme qua Wikimedia Commons)

Một số tác giả cho rằng các phương thức phân mảnh trong tự nhiên bao gồm cả sự phân hạch nhị phân của vi khuẩn và sự phân mảnh tập thể và sản xuất các mầm đơn bào ở các sinh vật đa bào.

Dù quan điểm của quá trình này là gì, phân mảnh là một kiểu sinh sản vô tính có thể xảy ra "có chủ đích" hoặc có thể được trung gian bởi các tác nhân gây căng thẳng môi trường, cũng như sự can thiệp của nhân học.

Kiểu sinh sản này không có trước sự kiện phân chia meiotic, nghĩa là nó không bao hàm sự tổng hợp hoặc dung hợp giao tử, nhưng các đoạn kết quả vẫn có thể tái sinh một cá thể mới giống với cá thể đã bị phân mảnh.

Kích thước và số lượng mảnh vỡ mà một sinh vật có thể tạo ra bằng cách phân mảnh là rất thay đổi, cũng như kích thước của con cái. Một điểm khác biệt giữa sinh sản phân mảnh và các hình thức sinh sản vô tính khác là nó không đòi hỏi đầu tư năng lượng, trái ngược với sự phân hạch hoặc nảy chồi chẳng hạn.

Sự phân mảnh ở động vật

Sự phân mảnh đã được mô tả như một chiến lược sinh sản của nhiều loài động vật không xương sống, trong số đó có giun dẹp (giun dẹp), giun đất (giun đất), một số động vật da gai (sao biển) và cnidarians (san hô và hải quỳ).

Giun đất cũng sinh sản bằng cách phân mảnh (Nguồn: Fir0002, qua Wikimedia Commons)

Thông thường, sự phân chia của một trong những động vật không xương sống này thành một hoặc nhiều đoạn kết thúc bằng sự tái sinh của "các bộ phận bị thiếu" trong mỗi động vật. Hình minh họa này cho thấy một con sao biển đã bị phân mảnh:

Phân mảnh vs. Sự tái tạo

Sao biển có thể phân mảnh, nhưng phân mảnh khác với tái sinh. Người ta thường nhầm lẫn quá trình phân mảnh với quá trình tái sinh và một ví dụ rõ ràng về điều này liên quan đến sao biển, một loại động vật da gai.

Giống như nhiều sinh vật khác, sao biển có thể tái sinh cánh tay của chúng trong thời gian ngắn khi chúng bị mất do các hoàn cảnh khác nhau (sinh học hoặc phi sinh học). Thật không may, nhiều văn bản chung mô tả quá trình này như một sự kiện phân mảnh, một sự thật không nhất thiết phải đúng.

Khi một con sao biển bị phân mảnh, đúng là nó có thể tái tạo các phần mà nó đã mất, nhưng trên thực tế, các mảnh vỡ bị mất đi sẽ chết trước khi hình thành lại cơ thể của con vật.

Chỉ những loài sao biển thuộc chi Lickia, chẳng hạn như sao biển xanh Lickia laevigata, mới có thể tái sinh các cá thể mới từ các bộ phận do quá trình phân mảnh ngẫu nhiên, cho dù có nguồn gốc tự nhiên hay không.

Trong thực vật

Thực vật cũng có thể sinh sản sinh dưỡng bằng cách phân mảnh và có lẽ là ví dụ phù hợp nhất về sinh sản vô tính có sự hỗ trợ của con người hoặc tương tự, do sự can thiệp của con người.

Nhiều sinh vật thực vật có thể nhân dòng vô tính bằng cách phân mảnh một số vùng cơ thể của chúng thành "các phần" có thể làm phát sinh cá thể mới về mặt di truyền giống với cá thể bố mẹ.

Một trong những đặc tính của thực vật ủng hộ quá trình này là khả năng một số tế bào của chúng “khởi động lại” bộ gen, khử biệt hóa và phân chia để tạo ra các dòng tế bào mới sẽ biệt hóa thành các cơ quan và mô cụ thể của dòng nhân bản mới.

Các ví dụ phổ biến nhất về kỹ thuật làm vườn để nhân giống cây dựa vào khả năng sinh sản vô tính bằng cách phân mảnh bao gồm việc sử dụng "giâm cành" hoặc "giâm cành", cũng như nhân giống thông qua các phần của cấu trúc dự trữ như củ và bóng đèn.

Trong môi trường tự nhiên, nhiều cây dương xỉ, cây gỗ, cây bụi và các loại cây lâu năm không thân gỗ khác có thể sinh sản bằng cách phân mảnh của thân rễ đã phát triển các chồi mới.

Sự phân mảnh xảy ra ở thực vật như thế nào?

Khi thực vật sinh sản bằng cách phân mảnh, dù là tự nhiên hay nhân tạo (do con người gây ra), trong mỗi mảnh có sự phát triển và phân hóa của các rễ bất định (ở những nơi khác với vị trí của chúng).

Việc tạo ra các rễ này cho phép gắn cây mới hình thành vào giá thể, từ đó nó nhận được nước và chất dinh dưỡng khoáng. Sau đó, từ đoạn “rễ” mọc ra một chồi mới, với mô phân sinh đỉnh, cành và phiến lá của nó (tùy trường hợp).

Ví dụ cụ thể về các loài sinh sản bằng cách phân mảnh

San hô

Loài san hô Palythoa caribaeorum, thuộc ngành Cnidaria, thuộc lớp Anthozoa và bộ Zoantharia, là một ví dụ điển hình về động vật không xương sống sinh sản bằng cách phân mảnh.

Trong một nghiên cứu được thực hiện tại hai khu vực ven biển của Brazil, Acosta và cộng sự (2001) cho thấy rằng sinh sản bằng cách phân mảnh ở loài này không phụ thuộc vào các tín hiệu hoặc kích thích bên trong mà phụ thuộc vào một số lượng lớn các yếu tố ngoại sinh.

Theo bản chất của chúng, tác giả này phân loại các yếu tố như "sinh học" và "phi sinh học". Biotics là những chất gây ra sự phân lập của các mảnh mô do bị thương, thường liên quan đến các trường hợp chết một phần của các khuẩn lạc.

Thay vào đó, các yếu tố phi sinh học ngoại sinh liên quan đến sự phân mảnh vật chất dẫn đến việc "phá vỡ" một cá thể thành một hoặc nhiều mảnh do các lực vật lý như bão, dòng chảy, sóng hoặc thủy triều mạnh. Những lực này cũng có thể bao gồm một số do sự can thiệp của con người, chẳng hạn như thả neo, thao tác của thợ lặn, v.v.

Một cái cây

Plectranthus scutellarioides, thường được gọi là "coleus", là một loài thực vật Magnoliophyta thuộc họ Lamiaceae. Nó được đặc trưng bởi các biến thể màu sắc khác nhau và rất được săn đón trong thiết kế sân vườn.

Loại cây này thường được sinh sản bằng cách "giâm cành" hoặc "mảnh" của thân hoặc lá của nó, từ đó thu được các cá thể mới. Sự xuất hiện của các rễ bất định và sự "mọc lại" của những cây này tương đối nhanh, và có thể được quan sát thấy sau vài ngày.

Người giới thiệu

1. Acosta, A., Sammarco, PW, & Duarte, LF (2001). Sinh sản vô tính ở hợp tử bằng cách phân mảnh: vai trò của các yếu tố ngoại sinh. Bulletin of Marine Science, 68 (3), 363-381.
2. Brusca, RC và Brusca, GJ (2003). Động vật không xương sống (Số QL 362. B78 2003). Chân đế.
3. Egger, B. (2008). Tái sinh: Phần thưởng, nhưng tiềm ẩn nhiều rủi ro. Nghiên cứu Dị tật bẩm sinh Phần C: Phôi thai Ngày nay: Nhận xét, 84 (4), 257-264.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, & Larson, A. (1997). Nguyên lý tổng hợp của động vật học. Ấn bản thứ 10. Boston: WCB.
5. Highsmith, RC (1982). Sinh sản bằng cách phân mảnh ở san hô. Chuỗi tiến trình sinh thái biển. Oldendorf, 7 (2), 207-226.
6. Pichugin, Y., Peña, J., Rainey, PB, & Traulsen, A. (2017). Các chế độ phân mảnh và sự tiến triển của các chu kỳ sống. Sinh học tính toán PLoS, 13 (11), e1005860.
7. Solomon, EP, Berg, LR, & Martin, DW (2011). Sinh học (xuất bản lần thứ 9). Brooks / Cole, Cengage Learning: Hoa Kỳ.