PORIFEROUS: CHARAKTERYSTYKA, KLASYFIKACJA, ROZMNAŻANIE - BIOLOGIA - 2026

Porifera są najprostszym i Gromada Porifera należą do zwierząt wielokomórkowych, powszechnie znanych jako gąbki. Zwierzęta te są całkowicie wodne, w morzach żyje około 15 000 gatunków gąbek, a tylko około 150 w wodach słodkich.

Gąbki mają niezwykle zmienną wielkość: mogą mieć od kilku milimetrów do ponad dwóch metrów średnicy. Są to bardzo kolorowe organizmy, ponieważ mają wiele pigmentów w komórkach skóry właściwej.

Jeśli chodzi o dietę, są w stanie pobierać cząsteczki pożywienia zawieszone w wodzie, ponieważ są organizmami siedzącymi i nie są w stanie aktywnie poszukiwać pożywienia. Istnieje jednak rodzina mięsożernych gąbek, które przerywają schemat karmienia przez filtr.

Szkielety gąbkowe mogą być sztywne i / lub włókniste. Włókniste części szkieletu zbudowane są z włókien kolagenowych, takich jak gąbka, osadzonych w macierzy komórkowej. W przeciwieństwie do tego sztywna część składa się z wapiennych lub podobnych do krzemionki struktur zwanych drzazgami.

Gąbki odgrywają ważną rolę w cyklach biogeochemicznych, takich jak cykl azotowy. Podobnie mogą tworzyć symbiotyczne skojarzenia z innymi organizmami, od mikroskopijnych po ryby, między innymi wieloszczety. Obecnie Phylum Porifera dzieli się na cztery klasy: Calcarea, Hexactinellida, Demospongiae i Homoscleromorpha.

cechy

Organizmy należące do Gromady Porifera charakteryzują się tym, że są zwierzętami wielokomórkowymi, diblastycznymi i bezkomórkowymi zbudowanymi z różnych typów komórek.

Z morfologicznego punktu widzenia zorganizowany jest szereg porów, kanałów i komór, które umożliwiają przemieszczanie się wody w zwierzęciu, a tym samym pozyskiwanie pożywienia i tlenu.

W przeciwieństwie do innych zwierząt gąbki - w stanie dorosłym - są całkowicie osiadłe i są zakotwiczone w podłożu, takim jak koralowce, skały lub inne powierzchnie.

Kształt gąbki jest dość zmienny, może wykazywać symetrię promieniową lub nie wykazywać żadnej symetrii. Mogą rosnąć w szerokiej gamie kształtów, od wyprostowanych do rozgałęzionych lub klapowanych gąbek i generalnie żyją w koloniach.

Żadnych narządów ani tkanek

Gąbki nie mają prawdziwych organów ani tkanek; dlatego trawienie cząstek pokarmu zachodzi wewnątrzkomórkowo, a procesy oddychania i wydalania na drodze dyfuzji. Mają układ nerwowy uważany za rozproszony, chociaż obecność układu nerwowego u porifli jest kwestią kontrowersyjną.

Gąbki mają niesamowity proces regeneracji komórek. W rzeczywistości, jeśli gąbka zostanie pocięta na kawałki, każdy fragment może wytworzyć nową gąbkę w procesie zwanym embriogenezą somatyczną.

Dawniej gąbki klasyfikowano jako rośliny morskie. Jednak w połowie 1765 roku badacze zwrócili uwagę na jego niewątpliwą zwierzęcą naturę.

Gąbki są rozmieszczone na całym świecie i mogą zamieszkiwać szeroką gamę środowisk wodnych, od spokojnych i płytkich wód po regiony polarne.

Wzory gąbki

Plan ciała gąbek jest niezwykle prosty: zewnętrzna warstwa komórkowa zwana pinakodermą, która oddziela wewnętrzny obszar zwany mesoglea lub mesohilo, galaretowaty obszar złożony z kolagenu. Powierzchnie wewnętrzne otoczone są przez choanocyty, komórki w kształcie walca z wici.

Regiony, które nie są pokryte choanocytami, są pokryte innym typem komórek zwanych pinakocytami.

Rodzaje projektów

Gąbki mają trzy typy konstrukcji, które różnią się położeniem choanocytów, klasy wiciowców, które tworzą prąd ułatwiający przepływ wody i składników odżywczych. Można wyróżnić następujące typy:

Gąbki Asconoid

Gąbki Asconoid są małymi, prymitywnymi, prostymi formami perforowanymi przez pory, które otwierają się do jamy zwanej gąbczastą. Spongocele otwiera się na zewnątrz przez osculum.

Gąbka typu asconoid stanowi nieefektywną pierwotną morfologię, ponieważ objętość wody, w której znajduje się przepuklina gąbczasta, jest duża, a jej wydalenie na zewnątrz jest trudne.

Gąbki Sycon

Gąbki sykoniczne mają poziome fałdy w ścianie ciała, które są złożone i grube. Woda przedostaje się przez wnikające kanały przez pory skóry, ostioli i kanały naświetlane - pokryte przez choanocyty - przez prosopilos, które są drobnymi otworami.

Gąbki leukonoidowe

Gąbki leukonoidowe wykazują większy stopień złożoności dzięki obecności fałd w kanałach wiciowców tworzących komory, które znacznie zwiększają powierzchnię pozyskiwania składników pokarmowych.

Klasyfikacja

Gromada porifera dzieli się na trzy klasy gąbek: Calcarea, Hexactinellida i Demospongiae. Poniżej szczegółowo opiszemy każdą klasę:

Klasa Calcarea

Porifery z klasy Calcarea mają drzazgi w kształcie igieł lub z trzema lub czterema promieniami, zbudowane z węglanu wapnia. Gatunki w tej klasie są małe i rzadko przekraczają 10 centymetrów.

Jednak w niektórych estuariach stwierdzono, że gąbka Sycon ciliatum może osiągnąć nawet 50 centymetrów. Podobnie gatunki Leucetta avocado i Pericharax heteroraphis zamieszkują rafy koralowe na Pacyfiku i osiągają 20 centymetrów.

Zwykle uważa się je za gatunki płytkie wody, chociaż istnieją dowody na to, że mogą zamieszkiwać obszary głębinowe na głębokości od 4000 do 6000 metrów.

Wszystkie gatunki są morskie i występują w trzech typach systemów kanałowych: asconoid, syconoid i leuconoid. Znanych jest około 300 gatunków, przykłady to: Leucosolenia complicata, Sycon gelatinosum, Grantia compresa i Clathrina.

Klasa Hexactinellida

Gąbki należące do tej grupy nazywane są gąbkami szklistymi, ponieważ drzazgi zwykle łączą się w sieć i składają się z krzemu i mają sześć promieni (triaksonicznych).

Wszystkie gatunki są morskie, dominują na Antarktydzie i zamieszkują głębokie wody. Komory wiciowców są typu sykonoidalnego i leukonoidalnego. Znanych jest około 500 gatunków, między innymi Hexactinella, Farrea, Euplectella, Aphrocallistes.

Klasa Desmopongiae

Posiadają drzazgi krzemionkowe, które nie są triaxonic, ale mogą być monoaxonic, tetraxonic lub polyaxonic. Ponadto mogą występować tylko gąbczaste lub oba.

Do tej klasy należą słynne gąbki „kąpielowe”, należące do rodziny Spongiidae, które są bogate w gąbkę.

Większość żyje w środowiskach morskich, chociaż doniesiono o rodzinie żyjącej w środowiskach słodkowodnych, takich jak Spongilia lacustris i Ephidatia fluviatilis. Są typu leukonoidów.

Oprócz gąbek do kąpieli można wymienić inne odpowiednie rodzaje należące do tej klasy, takie jak: Thenea, Cliona, Myenia, Poterion i Callyspongia.

W obrębie tej klasy istnieje bardzo szczególny rząd, Poecilosclerida, charakteryzujący się szczególnym nawykiem żerowania mięsożernego.

W porównaniu do swoich filtrujących krewnych, mięsożerne gąbki nie mają systemu wodonośnego (z wyjątkiem rodzaju Chondrocladia) z choanocytami, które są cechą diagnostyczną porifków.

Ofiarą w tej kolejności są drobne bezkręgowce, głównie skorupiaki. Istnieje około 119 mięsożernych gąbek z rodziny Cladorhizidae w ośmiu rodzajach, w tym Cladorhiza, Asbestopluma i Chondrocladia.

Klasa Homoscleromorpha

Jest to najmniejsza klasa gatunków porowatych, w której występuje tylko 87 gatunków należących do następujących rodzajów: Oscarella, Pseudocorticium, Corticium, Placinolopha, Plakina, Plakinastrella i Plakortis.

Charakteryzują się posiadaniem wiciowatych pinakocytów; Szkielet jest zmienny, z drzazgami krzemionki lub bez, i mają membranę podstawną.

Gdy szkielet jest obecny, składa się z czteropromieniowych krzemowych tetraxonowych drzazg. Większość gatunków ma poduszkowate kształty i bardzo różni się ubarwieniem, wykazując między innymi odcienie niebieskie, fioletowe, zielone, żółte, czerwone.

Zasiedlają ekosystemy ciemne lub półmroczne i mogą znajdować się zarówno w płytkich wodach, jak i na głębokościach większych niż 100 metrów.

Wcześniej był uważany za podklasę należącą do Desmospongiae. Niedawno badania oparte na dowodach molekularnych zaproponowały stworzenie tej czwartej klasy gąbek.

Reprodukcja

Rozmnażanie bezpłciowe

Gąbki mogą rozmnażać się zarówno seksualnie, jak i bezpłciowo. U osobników bezpłciowych gąbka wytwarza zewnętrzne pąki, które rosną, a gdy osiągną odpowiedni rozmiar, odrywają się od gąbki matki i tworzą nową, mniejszą osobnik. Może również pozostać członkiem kolonii.

Proces rozmnażania bezpłciowego może również zachodzić poprzez tworzenie wewnętrznych pąków, zwanych gemmules.

W stanie początkowym rodzaj komórek zwanych archeocytami zlepia się ze sobą i jest otoczony warstwą drzazg i gąbek. Struktury te mogą uciec z ciała rodzica i uformować nową gąbkę.

Gemmule powstają, gdy warunki środowiskowe są niekorzystne dla gąbki, a także są sposobem na kolonizację nowych siedlisk.

Gemmule mogą wejść w okres uśpienia podczas niekorzystnych okresów (takich jak zima lub niskie temperatury), a kiedy te się kończą, są reaktywowane i następuje tworzenie nowego osobnika; dlatego uważa się je za przystosowanie gąbek do przetrwania w niekorzystnych warunkach.

Rozmnażanie płciowe

Większość gąbek ma męskie i żeńskie komórki płciowe u tej samej osoby. Ten podwójny stan nazywany jest „jednopiennym” lub hermafrodytycznym.

Gamety (zalążki i plemniki) są generowane z choanocytów lub też archeocytów, w zależności od gatunku. Plemniki są uwalniane do środowiska wodnego i wchodzą do ciała innej gąbki, gdzie wchodzą do komory wiciowca i znajdują komórkę jajową.

W większości przypadków gąbka rodzicielska zatrzymuje zygotę po zapłodnieniu, a następnie larwę z rzęskami i jest uwalniana. Larwa jest zdolna do pływania i jest ruchliwa, w przeciwieństwie do siedzącej postaci dorosłej. W innych przypadkach jaja i plemniki są uwalniane do wody.

W niektórych szczególnych przypadkach dochodzi do tworzenia pustej blastuli, w wyniku której następuje otwarcie „ust” i następuje odwrócenie blastuli; tak więc komórki, które wcześniej były wystawione na blastocele, zwrócone są na zewnątrz.

Trawienie i wydalanie

Gąbki nie mają układu pokarmowego ani wydalniczego. Zamiast tego system kanałów transportujących wodę spełnia te podstawowe funkcje przez całe życie organizmu.

Gąbki żywią się głównie poprzez zbieranie cząstek zawieszonych w wodzie, które są pompowane do gąbki.

Woda dostaje się przez małe pory znajdujące się w zewnętrznym złożu komórki. Wewnątrz gąbki materiał pokarmowy jest zbierany przez choanocyty, dzięki czemu uzyskuje się karmienie zawiesiną.

Mniejsze cząsteczki mogą dostać się do choanocytów w procesie fagocytów. W pobieraniu cząstek uczestniczą również dwa inne typy komórek, pinakocyty i archeocyty. Z drugiej strony oddychanie i wydalanie zachodzą w wyniku prostych procesów dyfuzyjnych.

System nerwowy

Gąbki nie posiadają komórek nerwowych ani „prawdziwych neuronów”; jednakże wykazano, że zwierzęta te mogą reagować na bodźce zewnętrzne.

Gąbki mają kurczliwe komórki, które reagują na otoczenie poprzez rodzaj powolnego przewodzenia w wyniku transmisji protoplazmatycznej.

W 2010 roku grupa naukowców odkryła, że ​​w genomie gąbki Amphimedon queenslandica znajdują się geny związane z komórkami neuronalnymi podobne do tych, które występują u parzydełków i innych zwierząt.

Wśród genów tych, związanych z szybką transmisją synaptyczną, wyróżniają się między innymi enzymy biorące udział w syntezie neuroprzekaźników.

Charakteryzując typy komórek larw A. queenslandica, można było zaproponować pewne typy komórek, które prawdopodobnie są związane z funkcjami sensorycznymi.

Na przykład komórki fotoreceptorów, które regulują fototaksję, znaleziono w tylnej części larw. W rzeczywistości larwa jest w stanie wybrać podłoże, na którym nastąpi zadomowienie dorosłego osobnika.

Ewolucja i filogeneza

Gromada porifera składa się z najstarszych istniejących na planecie metazoansów. Gąbki to grupa, która powstała przed kambrem. Prawdopodobnie grupa wapiennych gąbek zamieszkiwała morza paleozoiczne; w dewonie nastąpił gwałtowny rozwój grupy gąbek szklistych.

Według badań molekularnych gąbki wapienne należą do odrębnego kladu od gąbek należących do klas Desmospongaie i Hexactenellida.

Dane molekularne sugerują, że najstarszą grupą jest Hexactinellida, podczas gdy Calcarea jest najbliżej gromady metazoans.

Na podstawie tych dowodów wysunięto dwie możliwości: gąbki wapienne są siostrzaną grupą gąbek krzemionkowych lub gąbki wapienne są bardziej spokrewnione z innymi metazoanami niż z gąbkami krzemionkowymi; w tym drugim przypadku Phylum Porifera byłaby parafiletyczna.

Bibliografia

1. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC i Garrison, C. (2001). Zintegrowane zasady zoologii. Nowy Jork: McGraw - Hill.
2. Kaas, JH (red.). (2009). Ewolucyjna neuronauka. Academic Press.
3. Ryan, JF i Chiodin, M. (2015). Gdzie moja głowa? Jak gąbki i placozoany mogły utracić typy komórek nerwowych. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 370 (1684), 20150059.
4. Srivastava, M., Simakov, O., Chapman, J., Fahey, B., Gauthier, ME, Mitros, T.,… & Larroux, C. (2010). Genom Amphimedon queenslandica i ewolucja złożoności zwierzęcej. Naturę, 466 (7307), 720-726.
5. Van Soest, RWM, Boury - Esnault, N., Vacelet, J., Dohrmann, M., Erpenbeck, D., De Voogd, NJ,… Hooper, JNA (2012). Globalna różnorodność gąbek (Porifera). PLoS ONE, 7 (4), e35105.
6. Wörheide, G., Dohrmann, M., Erpenbeck, D., Larroux, C., Maldonado, M., Voigt, O.,… & Lavrov, DV (2012). Głęboka filogeneza i ewolucja gąbek (Phylum Porifera). In Advances in marine biology (Vol. 61, str. 1–78). Academic Press.