Rozmnażanie bezpłciowe u rozgwiazdy
Rozmnażanie bezpłciowe u rozgwiazdy odbywa się przez rozszczepienie lub autotomię ramion. Podczas rozszczepienia centralny dysk pęka na dwie części, a następnie każda część regeneruje brakujące części. W autotomii ramię jest zrzucane z przyczepioną częścią centralnego dysku, który nadal żyje niezależnie jako „kometa”, ostatecznie wyrastając z nowego zestawu ramion. Chociaż prawie wszystkie rozgwiazdy mogą regenerować swoje kończyny, tylko kilka wybranych gatunków rozgwiazd jest w stanie rozmnażać się w ten sposób.
Rozszczepienie
Rozszczepienie w rodzinie rozgwiazd Asteridae ogranicza się do rodzajów Coscinasterias , Stephanasterias i Sclerasterias . Inną rodziną, w której niezależnie powstało rozmnażanie bezpłciowe przez rozszczepienie, jest Asterinidae . Żywotność wynosi co najmniej cztery lata.
Gęstą populację Stephanasterias albula badano w North Lubec w stanie Maine . Wszystkie osobniki były dość małe, z ramionami nieprzekraczającymi 18 mm (0,71 cala), ale nie znaleziono młodych, co sugeruje, że nie było niedawnej rekrutacji larw i że gatunek ten może być obowiązkowo rozszczepialny. Rozszczepienie wydawało się mieć miejsce tylko wiosną i latem, a dla każdego osobnika zdarzało się raz w roku lub raz na dwa lata.
Inny gatunek, Coscinasterias tenuispina , ma zmienną liczbę ramion, ale często występuje z 7 ramionami podzielonymi na grupy o różnej wielkości po 3 i 4. Nie jest jasne, dlaczego rozszczepienie rozpoczyna się w określonej części dysku, a nie w jakiejkolwiek innej, ale pochodzenie wydawało się mieć jakiś związek z położeniem madreporytów i najdłuższym ramieniem. Gatunek ten zazwyczaj rozmnaża się płciowo zimą i przez rozszczepienie w innych porach roku. Niepodzielony osobnik ma od 1 do 5 madreporytów i co najmniej jeden występuje u każdego potomstwa. Nowe ramiona zwykle pojawiają się w grupach po 4 i zwykle towarzyszy im pojawienie się dodatkowych madreporytów. Obecność wielu madreporytów wydaje się być warunkiem rozszczepienia. W Brazylii znaleziono tylko osobniki płci męskiej, a rozszczepienie odbywa się przez cały rok, choć głównie zimą. Wydaje się, że rozszczepienie jest skorelowane z pewnymi czynnikami stresowymi, takimi jak szczególnie odpływy, kiedy wiele rozgwiazd może być wystawionych na działanie powietrza.
Nepanthia belcheri ma zmienną liczbę ramion i dzieli się przez rozszczepienie w podobny sposób. Jest hermafrodytą , niektóre osoby mają gonady, które działają jak jądra, a inne gonady, które działają jak jajniki. Po rozszczepieniu gonady cofają się, a osobniki, które wcześniej miały dojrzałe żeńskie gonady, ulegają maskulinizacji, rozwijając gonady typu męskiego. Wiele większych osobników dostarcza dowodów na podstawie różnej długości ramion, które kilkakrotnie podzieliły przez rozszczepienie.
W Sclerasterias wydaje się, że rozszczepienie jest ograniczone do bardzo młodych osobników. W nich istnieje przejściowa symetria heksameryczna w tym, co zwykle jest pentamerycznie symetrycznym rodzajem. Niedojrzałe osobniki z 6 ramionami wyglądają tak różnie od dojrzałych osobników z 5 ramionami, że kiedyś uważano je za dwa rodzaje, Hydrasterias i Sclerasterias . Młode osobniki z ramionami mierzącymi od 8 mm do 15 mm (czasami 20 mm) są zwykle zaangażowane w rozszczepienie i przechodzą wiele podziałów. Zbadano próbkę 36 młodych Sclerasterias euplecta tej wielkości. 9 miało tylko 5 ramion i nie wykazywało oznak rozszczepienia, podczas gdy pozostałe miały 6 ramion, zwykle 3 dłuższe niż pozostałe 3, po wcześniejszym rozszczepieniu. W innej próbce młodocianych Scierasterias heteropau ramiona były podobnie ułożone w grupach po trzy i były 4 madreporyty, 2 na oryginalnym i 2 na zregenerowanym odcinku. Aktywna rozszczepialność wydaje się być skorelowana z 6 ramionami i 4 madreporitami. Na pewnym etapie ich rozwoju, jak dotąd niewyjaśnionym, pojawia się tylko 5 ramion i jeden madreporit, a zdolność do podziału w ten sposób zostaje utracona.
Autotomia jako sposób rozmnażania bezpłciowego
Historia
Pisząc w 1872 roku, Lutken zasugerował, że u niektórych członków Ophiuroidea „ występuje podział promienisty, w którym odrzucone ramiona tworzą nowe promienie i dysk”. Sześć lat później Ernst Haeckel zauważył, że przedstawiciele rodzaju Ophidiaster ( Linckia ) mieli skłonność do odrzucania ramion i że na ich odciętej powierzchni tworzyły się nowe dyski, ramiona, madreporyty i usta.
W 1904 roku Kellogg zaobserwował liczne odcięte ramiona na rafach w Apia na Samoa , zauważając, że wiele z nich wypuszczało nowe ramiona i zasugerował, że Linckia diplax i Linckia pacifica mają zdolność generowania w ten sposób nowych osobników. Myślał, że ramiona mogą zostać zrzucone przez autotomię . W tym samym roku Monks wykazał eksperymentalnie, że „komety” rozwijające się z odciętych ramion Linckia columbiae mogą rzeczywiście wyrosnąć na nowe osobniki.
Autotomia broni
Linckia multifora i Linckia guildingi to dwa gatunki rozgwiazdy występujące na Hawajach, które wykazują autotomię , często zrzucając jedno lub więcej ramion. Ramiona są znane jako „komety” i mogą poruszać się niezależnie, a każde z nich może wyrosnąć na nowego osobnika. Choć oddzielone od układu nerwowego i układu krążenia wodnego, nadal wykazują normalne wzorce zachowań.
W badaniu przeprowadzonym na Hawajach stwierdzono, że oderwanie ramienia nie było nagłym zdarzeniem. Większość złamań miała miejsce około 2,5 cm (1 cal) od dysku i zaczynała się od małego pęknięcia na dolnej powierzchni ramienia. Rozprzestrzenia się to poprzecznie i ku górze w kierunku powierzchni grzbietowej. Następnie rurkowe łapy na ramieniu i te na ciele ciągnęły obie części zwierzęcia w przeciwnych kierunkach, aż się rozdzieliły. Proces ten może potrwać około godziny. Uszkodzona tkanka zagoiła się w około 10 dni, a zwierzęciu wyrosło nowe ramię w ciągu kilku miesięcy. Pęknięcia miały miejsce w różnych pozycjach ramienia, chociaż Crozier zauważył szczególną strefę pęknięć w Coscinasterias tenuispina . Bezpośrednia przyczyna autotomii nie zawsze jest oczywista. Z 50 okazów Linckia multifora przywiezionych do laboratorium 18 zrzuciło jedno lub więcej ramion w ciągu 24 godzin. Śmiertelność nowo odciętych ramion była wysoka, wielu ulegało infekcji bakteryjnej, gdy rany były świeże. Gdy rana się zagoiła, po około 10 dniach, przeżycie było bardziej prawdopodobne.
Kiedy ramiona zostały podzielone na kilka długości w laboratorium, stwierdzono, że te o długości ponad 1 cm (0,4 cala) były zdolne do regeneracji. Obejmowały one czubki ramion i środkowe sekcje z ranami na każdym końcu. Regeneracja nowego dysku z ramionami o długości 1 cm (0,4 cala) zajmuje około 10 miesięcy. Pierwszym etapem cyklu regeneracji jest utworzenie grzbietu w kształcie półksiężyca na uszkodzonym końcu. Rowki zaczynają się formować, a usta rozwijają się w punkcie, z którego promieniują. Ramiona zaczynają się formować i zaczynają pojawiać się rurkowate stopy. Gdy ramiona rosną, dysk zaczyna się rozwijać i ostatecznie pojawia się madreporit. Proces ten trwa jakiś czas, a około 10 miesięcy po separacji kometa ma pół dysku i 4 ramiona o długości około 1 cm (0,4 cala).