Porifera Χαρακτηριστικά, ταξινόμηση, αναπαραγωγή

Το Πορφυρίτης είναι τα απλούστερα πολυκύτταρα ζώα και ανήκουν στο Phylum Porifera, κοινώς γνωστό ως σφουγγάρια. Αυτά τα ζώα είναι εντελώς υδρόβια, περίπου 15.000 είδη σπόγγων κατοικούν στις θάλασσες και μόνο περίπου 150 βρίσκονται σε γλυκά ύδατα.

Τα σφουγγάρια είναι εξαιρετικά μεταβλητά στο μέγεθος τους: μπορούν να μετρηθούν από μερικά χιλιοστά έως περισσότερα από δύο μέτρα σε διάμετρο. Είναι πολύ πολύχρωμοι οργανισμοί, καθώς έχουν πολλαπλές χρωστικές ουσίες στα κύτταρα του χόρτου.

Όσο για τη διατροφή τους, είναι σε θέση να πάρουν τα σωματίδια τροφής που αναστέλλονται στο νερό, επειδή είναι αέριοι οργανισμοί και δεν είναι σε θέση να ψάξουν ενεργά για τα τρόφιμά τους. Ωστόσο, υπάρχει μια οικογένεια σαρκοβρωτικών σπόγγων που σπάζει το σχήμα τροφοδοσίας με διήθηση.

Ο σκελετός των σφουγγαριών μπορεί να είναι άκαμπτος και / ή ινώδης. Τα ινώδη μέρη του σκελετού σχηματίζονται από ίνες κολλαγόνου, όπως η σπογγίνη, ενσωματωμένες στην κυτταρική μήτρα. Αντίθετα, το άκαμπτο τμήμα αποτελείται από δομές ασβεστολιθικής ή πυριτικής φύσης που ονομάζονται καρφιά.

Τα σφουγγάρια παίζουν σημαντικό ρόλο στους βιογεωχημικούς κύκλους, όπως ο κύκλος του αζώτου. Παρομοίως, μπορούν να σχηματίσουν συμβιωτικούς συνδυασμούς με άλλους οργανισμούς, από μικροσκοπικά έως ψάρια, πολυχαιτιαί, μεταξύ άλλων. Το Phylum Porifera σήμερα χωρίζεται σε τέσσερις κατηγορίες: Calcarea, Hexactinellida, Demospongiae και Homoscleromorpha.

Ευρετήριο

• 1 Χαρακτηριστικά
  • 1.1 Δεν υπάρχουν όργανα ή ιστοί
  • 1.2 Σχεδιασμός σφουγγαριών
  • 1.3 Τύποι σχεδίων
• 2 Ταξινόμηση
  • 2.1 Κατηγορία Calcarea
  • 2.2 Κατηγορία Εξακτινελλίδης
  • 2.3 Κατηγορία Desmopongiae
  • 2.4 Κατηγορία τάξεων Homoscleromorpha
• 3 Αναπαραγωγή
  • 3.1 ασεξουαλική αναπαραγωγή
  • 3.2 Σεξουαλική αναπαραγωγή
• 4 Πέψη και απέκκριση
• 5 Νευρικό σύστημα
• 6 Εξέλιξη και φυλογένεση
• 7 Αναφορές

Χαρακτηριστικά

Οι οργανισμοί που ανήκουν στο Phylum Porifera χαρακτηρίζονται από το ότι είναι πολυκύτταρα, διβλαστικά και αρωματικά ζώα που αποτελούνται από διαφορετικούς τύπους κυττάρων. 

Μορφολογικά οργανώνεται μια σειρά από πόρους, κανάλια και θαλάμους που επιτρέπουν τη διέλευση του νερού στο εσωτερικό του ζώου και με τον τρόπο αυτό λαμβάνουν τρόφιμα και οξυγόνο.

Σε αντίθεση με άλλα ζώα, τα σφουγγάρια - στην ενήλικη κατάσταση τους - είναι τελείως αβέβαια και είναι αγκυροβολημένα σε ένα υπόστρωμα, όπως τα κοράλλια, τα πετρώματα ή άλλες επιφάνειες.

Το σχήμα του σφουγγαριού είναι αρκετά μεταβλητό, μπορεί να παρουσιάζει ακτινική συμμετρία ή να μην παρουσιάζει οποιαδήποτε συμμετρία. Μπορούν να αναπτυχθούν σε ένα ευρύ φάσμα μορφών, από όρθια έως διακλαδισμένα ή λοβοί σφουγγάρια, και γενικά ζουν σε αποικίες.

Χωρίς όργανα ή ιστούς

Τα σφουγγάρια δεν έχουν πραγματικά όργανα ή ιστούς. Επομένως, η πέψη των σωματιδίων τροφίμων εμφανίζεται ενδοκυτταρικά και οι διαδικασίες αναπνοής και απέκκρισης με διάχυση. Έχουν ένα νευρικό σύστημα θεωρούμενο διάχυτο, αν και η παρουσία ενός νευρικού συστήματος στα πορφύρα είναι ένα αμφιλεγόμενο ζήτημα.

Τα σφουγγάρια διαθέτουν μια απίστευτη διαδικασία ανανέωσης των κυττάρων. Στην πραγματικότητα, αν ένα σφουγγάρι κόβεται σε κομμάτια, κάθε θραύσμα μπορεί να αναπτύξει ένα νέο σφουγγάρι με μια διαδικασία που ονομάζεται σωματική εμβρυογένεση.

Ιστορικά ταξινομημένα σφουγγάρια ως θαλάσσια φυτά. Ωστόσο, στα μέσα του 1765 οι ερευνητές παρατήρησαν την αναμφισβήτητη ζωική φύση του.

Τα σφουγγάρια διανέμονται σε όλο τον κόσμο και μπορούν να κατοικούν σε ένα ευρύ φάσμα υδάτινων περιβαλλόντων, από τα ήρεμα και ρηχά νερά μέχρι τις πολικές περιοχές.

Σχεδιάζονται σφουγγάρια

Το σχέδιο σφουγγάρια σώμα είναι πολύ απλή: ένα εξωτερικό στρώμα κυττάρων ονομάζεται pinacodermo χωρίζει την εσωτερική περιοχή που ονομάζεται μεσογλοία ή mesohilo, ένα ζελατινώδες περιοχή που αποτελείται από κολλαγόνο. Οι εσωτερικές επιφάνειες περιβάλλονται από coanocitos, τα κύτταρα σε ένα κυλινδρικό σχήμα με ένα flagellum.

Οι περιοχές που δεν καλύπτονται από τα χοανοκύτταρα, προέρχονται από άλλο τύπο κυττάρου που ονομάζεται pinacocytes.

Τύποι σχεδίων

Τα σφουγγάρια έχουν τρία είδη σχεδίων που διαφέρουν στη θέση των χοανοκυττάρων, μια κατηγορία φραγμένων κυττάρων που δημιουργούν ένα ρεύμα που διευκολύνει τη ροή του νερού και των θρεπτικών ουσιών. Μπορούν να διακριθούν οι ακόλουθοι τύποι:

Ασκοειδή σφουγγάρια

Τα σφουγγάρια Asconoid είναι απλά, πρωτόγονα, μικρού μεγέθους σχήματα που τρυπιούνται από τους πόρους που ξεκινούν μέσα σε μια κοιλότητα που ονομάζεται spongocele. Το spongocele ανοίγει προς τα έξω από το φιλί.

Ο τύπος του σφουγγαριού ασκονοειδούς αποτελεί μια πρωτόγονη μορφολογία που δεν είναι πολύ αποτελεσματική, αφού ο όγκος του νερού που καταλαμβάνει την σπογγοκή είναι υψηλός και δύσκολος η απέλαση προς το εξωτερικό.

Σύγχρονοι σπόγγοι

Οι siconoides σπόγγοι έχουν οριζόντια πτυχώσεις στο τοίχωμα του σώματος, το οποίο είναι πολύπλοκο και βαρύ. Νερό εισέρχεται από incurrent κανάλια δερματική πόρους, ostioles και Ακτινοβολούμενες κανάλια -tapizados από coanocitos- από prosopilos, οι οποίες είναι λεπτές οπές.

Λεμονοειδή σφουγγάρια

Οι leuconoides σφουγγάρια επιδεικνύουν ένα υψηλότερο βαθμό πολυπλοκότητας λόγω της παρουσίας των πτυχώσεων για να σχηματίσει κανάλια flagellates κάμερες, οι οποίες αυξάνουν σημαντικά την επιφάνεια για να λαμβάνουν θρεπτικές ουσίες.

Ταξινόμηση

Το Phylum Porifera χωρίζεται σε τρία είδη σφουγγαριών: τάξη Calcarea, τάξη Hexactinellida και τάξη Demospongiae. Θα περιγράψουμε λεπτομερώς κάθε κλάση παρακάτω:

Κατηγορία Calcarea

Ο πορφυρίτης της κατηγορίας Calcarea έχει ακίδες με τη μορφή βελόνας ή με τρεις ή τέσσερις ακτίνες που αποτελούνται από ανθρακικό ασβέστιο. Τα είδη αυτής της κατηγορίας είναι μικρά και σπανίως υπερβαίνουν τα 10 εκατοστά.

Ωστόσο, σε ορισμένες εκβολές ποταμών διαπιστώθηκε ότι το σφουγγάρι Sycon ciliatum Μπορεί να φτάσει έως και 50 εκατοστά. Με τον ίδιο τρόπο, το είδος Leuketta αβοκάντο και Αιθοραφή της Pericharax Κατοικούν κοραλλιογενείς υφάλους στον Ειρηνικό και φτάνουν τα 20 εκατοστά.

Θεωρούνται συνήθως ρηχά είδη ύδατος, αν και υπάρχουν ενδείξεις ότι μπορούν να κατοικήσουν σε αβυσιακές περιοχές, βάθους μεταξύ 4000 και 6000 μέτρων.

Όλα τα είδη είναι θαλάσσια και παρουσιάζουν τους τρεις τύπους συστημάτων καναλιών: asconoide, syncoid και leukonoid. Σχεδόν 300 είδη είναι γνωστά, μερικά παραδείγματα είναι: Κατανοητή λευκοσφαιρία, Sycon gelatinosum, Grantia συμπιέζει και Clathrina.

Κατηγορία Hexactinellida

είναι Α σφουγγάρια που ανήκουν σε αυτήν την ομάδα που ονομάζεται υαλοειδές σφουγγάρια ως θραυσμάτων συνήθως ομαδοποιούνται για να σχηματίσουν ένα δίκτυο και αποτελούνται από πυρίτιο και που έχει έξι ακτίνες (triaxónicas).

Όλα τα είδη είναι θαλάσσια, κυριαρχούν στην Ανταρκτική και κατοικούν σε βαθιά νερά. Οι περιβραχιόνιοι θάλαμοι είναι τύπου syncoid και leukonoid. Περίπου 500 είδη είναι γνωστά, μεταξύ αυτών Hexactinella, Farrea, Euplectella, Aphrocallistes, μεταξύ άλλων.

Τάξη Desmopongiae

Έχουν πυρίτια πυριτίας που δεν είναι τριαξονικά, αλλά μπορούν να είναι μονοαξονικά, τετραξονικά ή πολυαξονικά. Επιπλέον, μπορούν να παρουσιάσουν μόνο σφουγγάρι ή και τα δύο.

Σε αυτή την τάξη μπορείτε να βρείτε τα περίφημα σφουγγάρια "μπάνιου", που ανήκουν στην οικογένεια Spongiidae, τα οποία έχουν αφθονία σφουγγαριών.

Οι περισσότεροι ζουν σε θαλάσσια περιβάλλοντα, αν και έχει αναφερθεί μια οικογένεια που ζει σε περιβάλλον γλυκού νερού, όπως Spongilia lacustris και Efidatia fluviatilis. Είναι τύπου λευκοειδούς.

Εκτός από τα σφουγγάρια μπάνιου, μπορούν να αναφερθούν και άλλα σχετικά είδη που ανήκουν στην κατηγορία αυτή, όπως: Θηνέα, Κλιόνια, Μυένια, Πωτεριόν και Callyspongia.

Μέσα σε αυτή την τάξη υπάρχει μια πολύ συγκεκριμένη τάξη, το Poecilosclerida, που χαρακτηρίζεται από την περίεργη συνήθεια της σαρκοφάγης διατροφής.

Σε σύγκριση με τους συγγενείς φιλτραρίσματος, τα σαρκοβόρα σφουγγάρια δεν διαθέτουν σύστημα υδροφόρων οριζόντων (εκτός του γένους Chondrocladia) με τα χοανοκύτταρα, διαγνωστικό χαρακτηριστικό της πορφύρας.

Τα φράγματα αυτής της σειράς περιλαμβάνουν μικρά ασπόνδυλα, κυρίως καρκινοειδή. Υπάρχουν περίπου 119 σαρκοφάγα σφουγγάρια στην οικογένεια Cladorhizidae σε οκτώ γένη, μεταξύ αυτών Cladorhiza, Asbestopluma και Chondrocladia.

Η τάξη Homoscleromorpha

Πρόκειται για τη μικρότερη κατηγορία πορφυρού που αποτελείται από 87 είδη που ανήκουν στα ακόλουθα γένη: Oscarella, Pseudocorticium, Corticium, Placinolopha, Plakina, Plakinastrella και Πλακωρίτης.

Χαρακτηρίζονται από μαρκαρισμένα πινακοκύτταρα. ο σκελετός είναι μεταβλητός, μπορεί να έχει ή να μην έχει πυρίτια πυριτίας και να έχει μεμβράνη βάσης.

Όταν υπάρχει ο σκελετός, αποτελείται από τετράξονες σπειρίδες πυριτίου με τέσσερις ακτίνες. Τα περισσότερα από τα είδη έχουν σχήμα μαξιλαριού και ποικίλλουν ευρέως στον χρωματισμό τους, παρουσιάζοντας μεταξύ άλλων, μπλε, μοβ, πράσινο, κίτρινο, κόκκινο χρώμα..

Κατοικούν σκοτεινά ή ημι-σκοτεινά οικοσυστήματα και μπορούν να τοποθετηθούν τόσο σε ρηχά νερά όσο και σε βάθη μεγαλύτερα των 100 μέτρων.

Προηγουμένως θεωρήθηκε ως υποκατηγορία που ανήκει στα Desmospongiae. Πρόσφατα, μελέτες που βασίζονται σε μοριακά στοιχεία έχουν προτείνει τη δημιουργία αυτής της τέταρτης κατηγορίας σφουγγαριών.

Αναπαραγωγή

Ασεξουαλική αναπαραγωγή

Τα σφουγγάρια μπορούν να βιώσουν τόσο τη σεξουαλική όσο και την ασεξουαλική αναπαραγωγή. Στο ασεξουαλικό, ο σπόγγος παράγει εξωτερικούς οφθαλμούς που αναπτύσσονται και, όταν φτάνουν στο σωστό μέγεθος, αποκολλώνται από το σφουγγάρι της μητέρας και σχηματίζουν ένα νέο άτομο μικρότερου μεγέθους. Μπορείτε επίσης να παραμείνετε ως μέλος της αποικίας.

Η διαδικασία της ασεξουαλικής αναπαραγωγής μπορεί επίσης να συμβεί μέσω του σχηματισμού εσωτερικών μπουμπουκιών, που ονομάζονται gemmules.

Σε μια αρχική κατάσταση, ένας τύπος κυττάρων που ονομάζεται αρχαιοκύτταρα ομαδοποιούνται και περιβάλλονται από ένα στρώμα σπειροειδών και σπογγειών. Αυτές οι δομές μπορούν να ξεφύγουν από το σώμα του γονέα και να σχηματίσουν ένα νέο σφουγγάρι.

Οι Gemulas παράγονται όταν οι περιβαλλοντικές συνθήκες είναι δυσμενείς για το σφουγγάρι και είναι επίσης ένας τρόπος αποικισμού νέων οικοτόπων.

Gemmules μπορούν να εισέλθουν μία λανθάνουσα περίοδος κατά τη διάρκεια δυσμενών περιόδους (όπως το χειμερινό ή χαμηλές θερμοκρασίες) και, όταν αυτά φινίρισμα, επανενεργοποιούνται και ο σχηματισμός ενός νέου επιμέρους συμβαίνει? Ως εκ τούτου, θεωρούνται ως μια προσαρμογή των σφουγγαριών για να επιβιώσουν δυσμενείς συνθήκες.

Σεξουαλική αναπαραγωγή

Τα περισσότερα σφουγγάρια έχουν αρσενικά και θηλυκά σεξουαλικά κύτταρα στο ίδιο άτομο. Αυτή η διπλή συνθήκη ονομάζεται "monoicas" ή ερμαφρόδιτες.

Οι γαμετοί (ωάρια και σπερματοζωάρια) παράγονται από τα χοανοκύτταρα ή επίσης από τους αρχαιούς, ανάλογα με το είδος. Τα σπερματοζωάρια απελευθερώνονται στο υδάτινο περιβάλλον και εισέρχεται στο σώμα ενός άλλου σφουγγάρι, το οποίο διαπερνά το μαστιγοφόρο κάμερα και να βρει το αυγό.

Στις περισσότερες περιπτώσεις ο σπόγγος διατηρεί το ζύγω μετά τη γονιμοποίηση και στη συνέχεια μια προνύμφη με βλεφαρίδες και απελευθερώνεται. Η προνύμφη είναι ικανή να κολυμπήσει και είναι κινητή, σε αντίθεση με τον επίγειο ενήλικα. Σε άλλες περιπτώσεις, τα ωάρια και το σπέρμα απελευθερώνονται στο νερό.

Σε μερικές συγκεκριμένες περιπτώσεις συμβαίνει ο σχηματισμός κοίλου blastula, ο οποίος βιώνει το άνοιγμα ενός "στόματος" και εμφανίζεται η αναστροφή του blastula. έτσι, τα κύτταρα που είχαν εκτεθεί προηγουμένως στο εξωτερικό πρόσωπο του βλαστοκάλους.

Πέψη και απέκκριση

Τα σφουγγάρια δεν έχουν πεπτικό σύστημα ή σύστημα αποβολής. Αντ 'αυτού, το σύστημα καναλιών μεταφοράς νερού εκπληρώνει αυτές τις βασικές λειτουργίες για τη ζωή ενός οργανισμού.

Τα σφουγγάρια τροφοδοτούνται κυρίως λαμβάνοντας σωματίδια αιωρούμενα στο νερό που αντλούνται μέσα στο σφουγγάρι.

Το νερό εισέρχεται μέσω μικρών πόρων που βρίσκονται σε εξωτερικό κυψελοειδές κρεβάτι. Μέσα στο σφουγγάρι, το υλικό της τροφής συλλέγεται από τα χοανοκύτταρα και έτσι επιτυγχάνεται η τροφή διατήρησης.

Τα μικρότερα σωματίδια μπορούν να εισέλθουν στα χοανοκύτταρα με μια διαδικασία φαγοκυττάρων. Δύο άλλοι τύποι κυττάρων, τα pinacocytes και τα αρχαιοκύτταρα εμπλέκονται επίσης στη λήψη σωματιδίων. Από την άλλη πλευρά, η αναπνοή και η απέκκριση συμβαίνουν μέσω απλών διεργασιών διάχυσης.

Νευρικό σύστημα

Τα σφουγγάρια στερούνται νευρικών κυττάρων ή "πραγματικών νευρώνων". Ωστόσο, έχει αποδειχθεί ότι αυτά τα ζώα μπορούν να ανταποκριθούν σε εξωτερικά ερεθίσματα.

Τα σφουγγάρια έχουν συστολικά κύτταρα που ανταποκρίνονται στο περιβάλλον μέσω ενός αργού τύπου αγωγιμότητας λόγω της πρωτοπλασμικής μετάδοσης.

Το 2010, μια ομάδα ερευνητών ανακάλυψε ότι στο γονιδίωμα του σφουγγαριού Amphimedon queenslandica υπάρχουν γονίδια που σχετίζονται με νευρωνικά κύτταρα παρόμοια με εκείνα που απαντώνται σε cnidarians και σε άλλα ζώα.

Μεταξύ αυτών των γονιδίων είναι εκείνα που σχετίζονται με ταχεία συναπτική μετάδοση, ένζυμα που εμπλέκονται στη σύνθεση νευροδιαβιβαστών, μεταξύ άλλων..

Χαρακτηρίζοντας τους κυτταρικούς τύπους της προνύμφης A. queenslandica, ήταν δυνατόν να προταθούν ορισμένοι τύποι κυττάρων που σχετίζονται πιθανότατα με αισθητικές λειτουργίες.

Για παράδειγμα, στο οπίσθιο τμήμα της προνύμφης έχουν βρεθεί κύτταρα φωτοϋποδοχέα που ρυθμίζουν την φωτοταξία. Στην πραγματικότητα, η προνύμφη είναι σε θέση να επιλέξει το υπόστρωμα όπου θα γίνει η εγκατάσταση του ενήλικα.

Εξέλιξη και φυλογενία

Το Phylum Porifera αποτελείται από τα παλαιότερα metazoans του πλανήτη. Τα σφουγγάρια είναι μια ομάδα που δημιουργήθηκε πριν από τον Καμπριανό. Πιθανότατα, μια ομάδα σφουγγαριών παρόμοια με ασβεστόλιθοι κατέλαβαν τις Παλαιοζωικές θάλασσες. στο Devonian, εμφανίστηκε μια ταχεία ανάπτυξη της ομάδας υαλοειδών σπόγγων.

Σύμφωνα με τις μοριακές μελέτες, τα ασβεστούχα σφουγγάρια ανήκουν σε ένα χωρίο χωριστό από εκείνα τα σφουγγάρια που ανήκουν στην τάξη Desmospongaie και Hexactenellida.

Τα μοριακά στοιχεία υποδηλώνουν ότι η παλαιότερη ομάδα είναι Hexactinellida, ενώ το Calcarea είναι το πλησιέστερο στο Phylum των metazoans..

Με αυτά τα στοιχεία έθεσε δύο δυνατότητες: ασβεστολιθικά σφουγγάρια είναι η αδελφή ομάδα της σφουγγάρια πυριτίου ή ασβεστολιθικά σφουγγάρια είναι πιο σχετικές με άλλα μετάζωα με σφουγγάρια πυριτίου? στην τελευταία περίπτωση, το Phylum Porifera θα ήταν παραφατικό.

Αναφορές

1. Hickman, C.Ρ., Roberts, L.S., Larson, Α., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Ολοκληρωμένες αρχές της ζωολογίας. Νέα Υόρκη: McGraw-Hill.
2. Kaas, J. Η. (Ed.). (2009). Εξελικτική νευροεπιστήμη. Academic Press.
3. Ryan, J. F., & Chiodin, Μ. (2015). Πού είναι το μυαλό μου; Πώς σφουγγάρια και placozoans μπορεί να έχουν χάσει τύπους νευρικών κυττάρων. Φιλοσοφικές Συναλλαγές της Βασιλικής Εταιρείας Β: Βιολογικές Επιστήμες, 370(1684), 20150059.
4. Srivastava, Μ, Simakov, O., Chapman, J., Fahey, Β, Gauthier, Μ.Ε., Μήτρος, Τ, ... & Larroux, C. (2010). Το γονιδίωμα Amphimedon queenslandica και η εξέλιξη της πολυπλοκότητας των ζώων. Φύση, 466(7307), 720-726.
5. Van Soest, R. W. Μ Boury-Esnault, Ν, Vacelet, J., Dohrmann, Μ, Erpenbeck, D., De Voogd, N.J., ... Hooper, J. Ν Α (2012). Παγκόσμια ποικιλία σπόγγων (Porifera). ΕΠΙΛΕΞΤΕ ΕΝΑ, 7(4), e35105.
6. Wörheide, G., Dohrmann, Μ, Erpenbeck, D., Larroux, C., Maldonado, Μ Voigt, O., ... & Lavrov, D. V. (2012). Βαθιά φυλογένεση και εξέλιξη των σπόγγων (Phylum Porifera). Στο Προβλέψεις στη θαλάσσια βιολογία (Τόμος 61, σελ. 1-78). Academic Press.