Caratteristiche porifere, classificazione, riproduzione

1009
Simon Doyle
Caratteristiche porifere, classificazione, riproduzione

Il porifero sono gli animali multicellulari più semplici e appartengono al Phylum Porifera, comunemente noto come spugne. Questi animali sono totalmente acquatici, circa 15.000 specie di spugne abitano i mari e solo circa 150 si trovano in acque dolci..

Le spugne hanno dimensioni estremamente variabili: possono misurare da pochi millimetri a più di due metri di diametro. Sono organismi molto colorati, poiché hanno più pigmenti nelle cellule del derma.

Per quanto riguarda la loro dieta, sono in grado di assumere particelle di cibo sospese nell'acqua, poiché sono organismi sessili e non sono in grado di cercare attivamente il loro cibo. Tuttavia, esiste una famiglia di spugne carnivore che rompe il modello di alimentazione del filtro..

Gli scheletri di spugna possono essere rigidi e / o fibrosi. Le parti fibrose dello scheletro sono costituite da fibre di collagene, come la spugna, incorporate nella matrice cellulare. Al contrario, la parte rigida è composta da strutture calcaree o simili alla silice chiamate spicole..

Le spugne svolgono un ruolo importante nei cicli biogeochimici, come il ciclo dell'azoto. Allo stesso modo, possono formare associazioni simbiotiche con altri organismi, dal microscopico al pesce, ai policheti, tra gli altri. Attualmente il Phylum Porifera si divide in quattro classi: Calcarea, Hexactinellida, Demospongiae e Homoscleromorpha.

Indice articolo

  • 1 Caratteristiche
    • 1.1 Nessun organo o tessuto
    • 1.2 Disegni di spugna
    • 1.3 Tipi di design
  • 2 Classificazione
    • 2.1 Calcarea Classe
    • 2.2 Classe Hexactinellida
    • 2.3 Classe Desmopongiae
    • 2.4 Classe Homoscleromorpha
  • 3 Riproduzione
    • 3.1 Riproduzione asessuata
    • 3.2 Riproduzione sessuale
  • 4 Digestione ed escrezione
  • 5 Sistema nervoso
  • 6 Evoluzione e filogenesi
  • 7 Riferimenti

Caratteristiche

Gli organismi appartenenti al Phylum Porifera sono caratterizzati dall'essere animali multicellulari, diblastici e acellomed composti da diversi tipi di cellule. 

Morfologicamente si organizzano una serie di pori, canali e camere che permettono il transito dell'acqua all'interno dell'animale, ottenendo così cibo e ossigeno..

A differenza di altri animali, le spugne - nel loro stato adulto - sono completamente sessili e sono ancorate a un substrato, come coralli, rocce o altre superfici..

La forma della spugna è abbastanza variabile, può presentare simmetria radiale o non mostrare alcuna simmetria. Possono crescere in una vasta gamma di forme, da spugne erette a ramificate o lobate, e generalmente vivono in colonie..

Nessun organo o tessuto

Le spugne non hanno organi o tessuti reali; pertanto, la digestione delle particelle di cibo avviene a livello intracellulare e i processi di respirazione ed escrezione per diffusione. Hanno un sistema nervoso considerato diffuso, sebbene la presenza di un sistema nervoso nei poriferi sia una questione controversa..

Le spugne vantano un incredibile processo di rigenerazione cellulare. Infatti, se una spugna viene tagliata a pezzi, ogni frammento può sviluppare una nuova spugna mediante un processo chiamato embriogenesi somatica..

Storicamente le spugne erano classificate come piante marine. Tuttavia, a metà del 1765 i ricercatori notarono la sua indubbia natura animale.

Le spugne sono distribuite in tutto il mondo e possono abitare una vasta gamma di ambienti acquatici, dalle acque calme e poco profonde alle regioni polari..

Disegni di spugna

Il piano corporeo delle spugne è estremamente semplice: uno strato cellulare esterno chiamato pinacoderma che separa la regione interna chiamata mesoglea o mesohilo, una regione gelatinosa composta da collagene. Le superfici interne sono circondate da choanocytes, celle a forma di cilindro con un flagello..

Le regioni che non sono rivestite con cianociti, sono rivestite con un altro tipo di cellula chiamato pinacociti.

Tipi di design

Le spugne hanno tre tipi di design che differiscono nella posizione dei cianociti, una classe di cellule flagellate che creano una corrente che facilita il flusso di acqua e sostanze nutritive. Si possono distinguere i seguenti tipi:

Spugne asconoidi

Le spugne asconoidi sono forme piccole, primitive e semplici perforate da pori che si aprono in una cavità chiamata spongocele. Lo spongocele si apre verso l'esterno attraverso l'osculo.

Il tipo di spugna asconoide costituisce una morfologia primitiva inefficiente, poiché il volume d'acqua che ospita lo spongocele è elevato e la sua espulsione verso l'esterno è difficoltosa..

Spugne siconiche

Le spugne siconiche hanno pieghe orizzontali nella parete del corpo, che è complessa e spessa. L'acqua entra attraverso i canali incorrenti attraverso i pori del derma, gli ostioli e ai canali irradiati - ricoperti dai cianociti - attraverso i prosopili, che sono dei fini orifizi.

Spugne leuconoidi

Le spugne leuconoidi mostrano un maggior grado di complessità grazie alla presenza di pieghe nei canali flagellati a formare camere, che aumentano notevolmente la superficie per l'ottenimento dei nutrienti..

Classificazione

Il Phylum Porifera si divide in tre classi di spugne: classe Calcarea, classe Hexactinellida e classe Demospongiae. Descriveremo ogni classe in dettaglio di seguito:

Classe Calcarea

I poriferi della classe Calcarea hanno spicole aghiformi oa tre o quattro raggi, composte da carbonato di calcio. Le specie di questa classe sono piccole e raramente superano i 10 centimetri.

Tuttavia, in alcuni estuari è stato riscontrato che la spugna Sycon ciliatum può raggiungere fino a 50 centimetri. Allo stesso modo, la specie Leucetta avocado Y Pericharax heteroraphis abitano le barriere coralline del Pacifico e raggiungono i 20 centimetri.

Di solito sono considerate specie di acque poco profonde, sebbene vi siano prove che possano abitare aree abissali, tra i 4.000 ei 6.000 metri di profondità..

Tutte le specie sono marine e presentano i tre tipi di sistemi di canali: asconoide, siconoide e leuconoide. Si conoscono circa 300 specie, alcuni esempi sono: Leucosolenia complicata, Sycon gelatinoso, Impacco di Grantia Y Clathrina.

Classe Hexactinellida

Le spugne appartenenti a questo gruppo sono chiamate spugne vitree, poiché le spicole solitamente si raggruppano insieme a formare una rete e sono composte di silicio e hanno sei raggi (triassonici).

Tutte le specie sono marine, predominano in Antartide e abitano acque profonde. Le camere flagellate sono del tipo siconoide e leuconoide. Si conoscono circa 500 specie, tra queste Hexactinella, Farrea, Euplectella, Aphrocallistes, tra l'altro.

Classe Desmopongiae

Possiedono spicole di silice che non sono triassoniche, ma possono essere monoassoniche, tetraxoniche o poliassoniche. Inoltre, possono presentare solo spugnose o entrambe..

In questa classe sono le famose spugne "da bagno", appartenenti alla famiglia degli Spongiidi, che hanno abbondanti spugne.

La maggior parte vive in ambienti marini, sebbene sia stata segnalata una famiglia che vive in ambienti di acqua dolce, come Spongilia lacustris Y Ephidatia fluviatilis. Sono del tipo leuconoide.

Oltre alle spugne da bagno, si possono citare altri generi rilevanti appartenenti a questa classe, come ad esempio: Thenea, Cliona, Myenia, Poterion Y Callyspongia.

All'interno di questa classe c'è un ordine molto particolare, il Poecilosclerida, caratterizzato dalla sua peculiare abitudine alimentare carnivora..

Rispetto ai loro parenti filtranti, le spugne carnivore non hanno un sistema acquifero (ad eccezione del genere Condrocladia) con choanocytes, una caratteristica diagnostica dei poriferi.

La preda in questo ordine include piccoli invertebrati, principalmente crostacei. Ci sono circa 119 spugne carnivore all'interno della famiglia Cladorhizidae in otto generi, tra questi Cladorhiza, Asbestopluma Y Condrocladia.

Classe Homoscleromorpha

È la più piccola classe di poriferi conformata da sole 87 specie appartenenti ai seguenti generi: Oscarella, Pseudocorticium, Corticium, Placinolopha, Plakina, Plakinastrella Y Plakortis.

Sono caratterizzati dall'avere pinacociti flagellati; lo scheletro è variabile, può o non può avere spicole di silice e avere una membrana basale.

Quando lo scheletro è presente, è costituito da spicole di silicio tetraxonico con quattro raggi. La maggior parte delle specie ha forme a cuscino e variano ampiamente nella loro colorazione, esibendo sfumature di blu, viola, verde, giallo, rosso, tra gli altri..

Abitano ecosistemi bui o semi-oscuri e possono essere localizzati sia in acque poco profonde che a profondità superiori a 100 metri.

In precedenza era considerata una sottoclasse appartenente alle Desmospongiae. Recentemente, studi basati su prove molecolari hanno proposto la creazione di questa quarta classe di spugne..

Riproduzione

Riproduzione asessuata

Le spugne possono sperimentare la riproduzione sia sessuale che asessuata. Nell'asessuale, la spugna produce gemme esterne che crescono e, quando raggiungono la dimensione appropriata, si staccano dalla spugna madre e formano un nuovo individuo più piccolo. Puoi anche rimanere come membro della colonia.

Il processo di riproduzione asessuata può avvenire anche mediante la formazione di gemme interne, chiamate gemmule..

In uno stato iniziale, un tipo di cellule chiamate archeociti si raggruppano e sono circondate da uno strato di spicole e spugne. Queste strutture possono fuoriuscire dal corpo del genitore e formare una nuova spugna..

Le gemmule vengono prodotte quando le condizioni ambientali sono sfavorevoli per la spugna e sono anche un modo per colonizzare nuovi habitat.

I gemmuli possono entrare in un periodo dormiente durante periodi sfavorevoli (come l'inverno o le basse temperature) e, quando questi finiscono, vengono riattivati ​​e avviene la formazione di un nuovo individuo; per questo motivo sono considerati un adattamento delle spugne per sopravvivere a condizioni avverse.

Riproduzione sessuale

La maggior parte delle spugne ha cellule sessuali maschili e femminili nello stesso individuo. Questa doppia condizione è chiamata "monoica" o ermafrodita..

I gameti (ovuli e spermatozoi) sono generati da cianociti o anche da archeociti, a seconda della specie. Lo sperma viene rilasciato nell'ambiente acquatico ed entra nel corpo di un'altra spugna, dove entra nella camera flagellata e trova l'ovulo..

Nella maggior parte dei casi la spugna madre trattiene lo zigote dopo la fecondazione e poi una larva con le ciglia e viene rilasciata. La larva è in grado di nuotare ed è mobile, a differenza dell'adulto sessile. In altri casi, le uova e lo sperma vengono rilasciati nell'acqua.

In alcuni casi specifici si verifica la formazione di una blastula cava, che sperimenta l'apertura di una "bocca" e si verifica l'inversione della blastula; quindi, le cellule che erano state precedentemente esposte al blastocele si affacciano all'esterno.

Digestione ed escrezione

Le spugne non hanno un sistema digestivo o un sistema escretore. Invece, il sistema di canali di trasporto dell'acqua svolge queste funzioni essenziali per la vita di un organismo..

Le spugne si nutrono principalmente prendendo particelle sospese nell'acqua che vengono pompate nella spugna..

L'acqua penetra attraverso piccoli pori situati in un letto cellulare esterno. All'interno della spugna, il materiale alimentare viene raccolto dai cianociti, e quindi si ottiene l'alimentazione in sospensione..

Le particelle più piccole possono entrare nei coanociti attraverso un processo di fagociti. Altri due tipi di cellule, pinacociti e archeociti, sono coinvolti anche nell'assorbimento di particelle. D'altra parte, la respirazione e l'escrezione avvengono mediante semplici processi di diffusione..

Sistema nervoso

Le spugne mancano di cellule nervose o "veri neuroni"; tuttavia, è stato dimostrato che questi animali possono rispondere a stimoli esterni.

Le spugne hanno cellule contrattili che rispondono all'ambiente attraverso un tipo di conduzione lenta dovuta alla trasmissione protoplasmatica..

Nel 2010, un gruppo di ricercatori lo ha scoperto nel genoma della spugna Amphimedon queenslandica ci sono geni associati a cellule neuronali simili a quelli trovati negli cnidari e in altri animali.

Tra questi geni, quelli associati alla rapida trasmissione sinaptica, spiccano gli enzimi coinvolti nella sintesi dei neurotrasmettitori, tra gli altri..

Quando si caratterizzano i tipi di cellule delle larve di A. queenslandica, è stato possibile proporre alcuni tipi di cellule probabilmente associate a funzioni sensoriali.

Ad esempio, cellule fotorecettrici che regolano la fototassi sono state trovate nella parte posteriore delle larve. La larva infatti è in grado di selezionare il substrato dove avverrà l'insediamento dell'adulto..

Evoluzione e filogenesi

Il Phylum Porifera è costituito dai più antichi metazoi esistenti sul pianeta. Le spugne sono un gruppo che ha avuto origine prima del Cambriano. Probabilmente un gruppo di spugne simili a calcare occupava i mari del Paleozoico; nel devoniano si è assistito ad un rapido sviluppo del gruppo delle spugne vitree.

Secondo studi molecolari, le spugne calcaree appartengono a un clade separato da quelle spugne appartenenti alla classe Desmospongaie ed Hexactenellida..

I dati molecolari suggeriscono che il gruppo più antico è Hexactinellida, mentre Calcarea è il più vicino al Phylum dei metazoi..

Con questa evidenza, sono state sollevate due possibilità: le spugne calcaree sono il gruppo fratello delle spugne di silice, o le spugne calcaree sono più legate ad altri metazoi che alle spugne di silice; in quest'ultimo caso, il Phylum Porifera sarebbe parafiletico.

Riferimenti

  1. Hickman, C. P., Roberts, L. S., Larson, A., Ober, W. C., & Garrison, C. (2001). Principi integrati di zoologia. New York: McGraw-Hill.
  2. Kaas, J. H. (a cura di). (2009). Neuroscienze evolutive. Stampa accademica.
  3. Ryan, J. F. e Chiodin, M. (2015). Dove ho la testa? Come le spugne e i placozoi possono aver perso i tipi di cellule neurali. Transazioni filosofiche della Royal Society B: Scienze biologiche, 370(1684), 20150059.
  4. Srivastava, M., Simakov, O., Chapman, J., Fahey, B., Gauthier, M. E., Mitros, T., ... & Larroux, C. (2010). Il genoma di Amphimedon queenslandica e l'evoluzione della complessità animale. Natura, 466(7307), 720-726.
  5. Van Soest, R. W. M., Boury-Esnault, N., Vacelet, J., Dohrmann, M., Erpenbeck, D., De Voogd, N. J.,… Hooper, J. N. A. (2012). Diversità globale delle spugne (Porifera). PLoS ONE, 7(4), e35105.
  6. Wörheide, G., Dohrmann, M., Erpenbeck, D., Larroux, C., Maldonado, M., Voigt, O.,… e Lavrov, D. V. (2012). Filogenesi profonda ed evoluzione delle spugne (Phylum Porifera). Nel Progressi nella biologia marina (Vol. 61, pp. 1-78). Stampa accademica.

Nessun utente ha ancora commentato questo articolo.