Бесполое размножение морских звезд - Asexual reproduction in starfish

Бесполое размножение в морской звезде происходит деление или через аутотомия оружия. При делении центральный диск распадается на две части, и каждая часть затем восстанавливает недостающие части. При аутотомии рука сбрасывается с прикрепленной частью центрального диска, который продолжает жить независимо как «комета», в конечном итоге вырастая новый набор рук. Хотя почти все морские звезды могут регенерировать свои конечности, только несколько избранных видов морских звезд способны воспроизводиться таким образом.[1]

Деление

Coscinasterias tenuispina

Деление в семействе морских звезд Asteriidae приурочен к родам Coscinasterias, Стефанастерия и Склерастерии.[2] Еще одно семейство, в котором независимо возникло бесполое размножение путем деления, - это Asterinidae.[3] Продолжительность жизни не менее четырех лет.[4]

Плотное население Стефанастерия альбула учился на севере Любек, Мэн. Все особи были довольно мелкими, с длиной рук, не превышающей 18 мм (0,8 дюйма), но не было обнаружено молодых особей, что свидетельствует о том, что недавнего пополнения личинок не было и что этот вид может быть обязательно делящимся. Деление, казалось, происходило только весной и летом, и для любого человека происходило раз в год или раз в два года.[5]

Другой вид, Coscinasterias tenuispina, имеет переменное количество плеч, но часто встречается с 7 ветвями, разделенными на группы разного размера по 3 и 4. Непонятно, почему деление начинается в какой-либо конкретной части диска, а не в какой-либо другой, но происхождение, похоже, имеет какое-то отношение к положению Мадрепориты и самая длинная рука. Этот вид обычно размножается половым путем зимой и делением в другое время года.[6] У неразделенной особи от 1 до 5 мадрепоритов, по крайней мере, по одному в каждом потомстве. Новые руки обычно появляются группами по 4 человека и обычно сопровождаются появлением дополнительных мадрепоритов.[6] Наличие множества мадрепоритов кажется предпосылкой деления.[6] В Бразилии были обнаружены только особи мужского пола, и деление происходит круглый год, но в основном зимой. Деление, по-видимому, связано с определенными факторами стресса, такими как особенно отливы, когда многие морские звезды могут находиться в воздухе.[7]

Непантия белчери имеет переменное количество плеч и делится аналогичным образом. Это гермафродит, у некоторых людей гонады функционируют как яички, а у других гонады функционируют как яичники. После деления гонады регрессируют, и особи, у которых ранее были зрелые женские гонады, маскулинизируются, развивая гонады мужского типа. Многие более крупные особи по разной длине рук подтверждают, что они несколько раз делились делением.[3]

В Склерастерии, деление, по-видимому, характерно только для очень молодых особей. В них присутствует временная шестичленная симметрия в том, что обычно является пентамерно-симметричным родом. Неполовозрелые особи с 6 руками кажутся настолько отличными по внешнему виду от зрелых особей с 5 руками, что когда-то их считали двумя родами, Гидрастерии и Склерастерии. Молодые особи с руками размером от 8 до 15 мм (иногда 20 мм) обычно участвуют в делении и подвергаются множественным делениям. Выборка из 36 молодых Склерастерия euplecta этого размера. 9 имели только 5 плеч и не демонстрировали признаков деления, в то время как остальные имели 6 плеч, обычно 3 длиннее, чем остальные 3, после предшествующего деления. В другом образце молодых Scierasterias гетеропау Руки были также расположены в группы по три, и было 4 мадрепорита, 2 на исходном и 2 на регенерированном участке. Активная делимость, по-видимому, коррелирует с 6 плечами и 4 мадрепоритами. На каком-то, еще необъясненном этапе их развития появляются только 5 рук и один мадрепорит, и способность разделяться таким образом теряется.[2]

Аутотомия как средство бесполого размножения

История

Написав в 1872 году, Lutken предположил, что в некоторых членах Офиуроидея, «происходит радиальное деление, в котором отколовшиеся руки образуют новые лучи и диск».[8] Шесть лет спустя Эрнст Геккель заметил, что представители рода Офидиастр (Linckia ) были склонны отрывать руки, и на их отрубленной поверхности образовывались новые диски, руки, мадрепориты и рты.[9]

В 1904 году Келлог наблюдал многочисленные отрубленные руки на рифах в Апиа, Самоа, отмечая, что у многих появляются новые руки, и предположил, что Линкия Дипакс и Linckia pacifica таким образом были способны создавать новых людей. Он думал, что оружие может быть пролита аутотомия.[10] В том же году Монах экспериментально показал, что «кометы», развивающиеся из отрубленных рук Linckia columbiae действительно может вырасти в новых людей.[11]

Аутотомия рук

«Комета» Linckia guildingi

Linckia multifora и Linckia guildingi два вида морских звезд, обитающих на Гавайях, которые, как было установлено, проявляют аутотомия, часто теряя одну или несколько рук. Руки известны как «кометы» и могут двигаться независимо, и каждая из них может вырасти в новую личность. Хотя он отделен от нервной системы и водная сосудистая система они по-прежнему демонстрируют нормальные модели поведения.[1]

В ходе исследования, проведенного на Гавайях, было обнаружено, что отслоение руки не было внезапным событием. Большинство переломов произошло примерно в 2,5 см от диска и началось с небольшой трещины, появившейся на нижней поверхности руки. Это распространяется сбоку и вверх по направлению к спинной поверхности. Тогда трубка ноги на руке и на теле потянули две части животного в противоположных направлениях, пока они не разошлись. Процесс может занять около часа. Поврежденная ткань зажила примерно за 10 дней, и в течение нескольких месяцев у животного выросла новая рука. Разрывы имели место в различных местах руки, хотя Крозье отметил особую зону разрыва в Coscinasterias tenuispina.[6] Непосредственная причина аутотомии не всегда очевидна. Из 50 экземпляров Linckia multifora доставленные в лабораторию, 18 человек потеряли одно или несколько рук в течение 24 часов. Смертность недавно отрубленных рук была высокой, многие из них скончались от бактериальной инфекции, пока раны были свежими. После того, как рана зажила, примерно через 10 дней, вероятность выживания была более высокой.[1]

Когда в лаборатории руки были разрезаны на несколько частей, выяснилось, что те, что длиной более 0,5 дюйма (1 см), способны к регенерации. Сюда входили кончики рук и центральные секции с ранами на каждом конце. Для восстановления нового диска с рычагами длиной 0,5 дюйма (1 см) требуется около 10 месяцев. Первым этапом цикла регенерации является формирование серповидного гребня на поврежденном конце. Начинают формироваться бороздки, и в том месте, откуда они исходят, развивается рот. Начинают формироваться руки и появляются трубчатые ножки. По мере роста рук диск начинает развиваться и в конечном итоге появляется мадрепорит. Этот процесс длится некоторое время, и примерно через 10 месяцев после разделения комета имеет полдиск и 4 рукава длиной около 1 см (0,4 дюйма).[1]

Рекомендации

  1. ^ а б c d Эдмондсон, Чарльз Ховард (1935). «Аутотомия и регенерация у гавайских морских звезд» (PDF). Периодические статьи Музея Бернис П. Бишоп. 11 (8): 6–12.
  2. ^ а б Фишер, В. К. (1925). "Бесполое размножение морских звезд, Склерастерии" (PDF). Биологический бюллетень. 48 (3): 171–175. Дои:10.2307/1536659. ISSN  0006-3185. JSTOR  1536659. Получено 2011-09-28.
  3. ^ а б Оттесен, П. О .; Лукас, Дж. С. (1982). "Разделяй или транслируй: взаимосвязь бесполого и полового размножения в популяции делящихся морских звезд-гермафродитов. Непантия белчери (Asteroidea: Asterinidae) ". Морская биология. 69 (3): 223–233. Дои:10.1007 / BF00397488.
  4. ^ Кенни, Р. (1969). "Рост и бесполое размножение морских звезд Непантия белчери". Тихоокеанская наука. 23 (1): 51–55. ISSN  0030-8870.
  5. ^ Младенов, Филипп В .; Салли Ф. Карсон; Чарльз Уокер (1986). «Репродуктивная экология облигатно делящейся популяции морской звезды. Стефанастерия альбула Стимпсон ». Журнал экспериментальной морской биологии и экологии. 96 (2): 155–75. Дои:10.1016/0022-0981(86)90240-6.
  6. ^ а б c d Крозье, В. Дж. (1920). "Заметки о некоторых проблемах адаптации, 2. О временных отношениях бесполого размножения и гаметного размножения в Coscinasterias tenuispina; с примечанием о направлении развития и значении мадрепоритов » (PDF). Биологический бюллетень. 39 (2): 116–29. Дои:10.2307/1536620. JSTOR  1536620.
  7. ^ Alves, L. S. S .; А. Перейра и К. Вентура (2001). "Половое и бесполое размножение Coscinasterias tenuispina (Echinodermata: Asteroidea) из Рио-де-Жанейро, Бразилия ". Морская биология. 140 (1): 95–101. Дои:10.1007 / s002270100663.
  8. ^ Люткен, К. Ф. (1872). "Ophiuridarum novarum vel minus cognitarum descriptiones nonnullae". Контроль над Det Kongelige Danske Videnskabernes Selskabs Forhandlinger og Dets Medlemmers Arbeider. 77: 75–188.
  9. ^ Геккель, Эрнст (1878). "Die Kometenform der Seesterne und der Generationswechsel der Echinodermum". Zeitschrift für wissenschaftliche Zoologie. 30 (Приложение): 424–45.
  10. ^ Келлог В. Л. (1904). «Восстановительное восстановление в природе морских звезд» Линкия Дипакс". Журнал экспериментальной зоологии. 1: 353–6. Дои:10.1002 / jez.1400010208.
  11. ^ Монахи, Сара П. (1904). «Изменчивость и аутотомия Фатария". Труды Академии естественных наук Филадельфии (Бесплатный полный текст). 56 (2): 596–600. ISSN  0097-3157. JSTOR  4063000.