PORIFOZĖ: SAVYBĖS, KLASIFIKACIJA, DAUGINIMASIS - BIOLOGIJA - 2025

Porifera yra paprasčiausias ir phylum Porifera priklauso daugialąsčių gyvūnų, visuotinai žinomas kaip kempinės. Šie gyvūnai yra visiškai vandens gyvūnai, jūrose gyvena apie 15 000 rūšių kempinių ir tik 150 yra gėluose vandenyse.

Kempinės yra labai įvairaus dydžio: jų skersmuo gali būti nuo kelių milimetrų iki daugiau nei dviejų metrų. Jie yra labai spalvingi organizmai, nes dermos ląstelėse yra daugybė pigmentų.

Kalbant apie jų racioną, jie gali paimti vandenyje suspenduotas maisto daleles, nes jie yra sėslūs organizmai ir nesugeba aktyviai ieškoti maisto. Tačiau yra mėsėdžių kempinių šeima, kuri sulaužo filtro šėrimo schemą.

Kempinės sruogos gali būti tvirtos ir (arba) pluoštinės. Pluoštinės skeleto dalys yra sudarytos iš kolageno skaidulų, tokių kaip sponginas, įterptas į ląstelės matricą. Priešingai, standžią dalį sudaro kalcio arba silicio dioksido pavidalo struktūros, vadinamos spicules.

Kempinės vaidina svarbų vaidmenį biogeocheminiuose cikluose, tokiuose kaip azoto ciklas. Be to, jie gali sudaryti simbiotines asociacijas su kitais organizmais, pradedant mikroskopinėmis ir baigiant žuvimis, polihetais. Šiuo metu „Phylum Porifera“ yra suskirstyta į keturias klases: „Calcarea“, „Hexactinellida“, „Demospongiae“ ir „Homoscleromorpha“.

charakteristikos

Organizmams, priklausantiems „Phylum Porifera“, būdingi daugialąsteliai, dvisluoksniai ir ląsteliniai gyvūnai, sudaryti iš skirtingų ląstelių tipų.

Morfologiškai yra suorganizuota daugybė porų, kanalų ir kamerų, leidžiančių vandeniui pratekėti gyvūno viduje, tokiu būdu gaunant maistą ir deguonį.

Skirtingai nuo kitų gyvūnų, kempinės, suaugusios, yra visiškai sėdimos ir pritvirtintos prie substrato, pavyzdžiui, koralų, uolų ar kitų paviršių.

Kempinės forma yra gana įvairi, ji gali turėti radialinę simetriją arba neparodyti jokios simetrijos. Jie gali augti įvairių formų, nuo stačių iki išsišakojusių arba su šakotomis kempinėmis, ir paprastai gyventi kolonijose.

Nėra organų ar audinių

Kempinės neturi tikrų organų ar audinių; todėl maisto dalelės virškinamos tarpląsteliniu būdu, o kvėpavimo ir išsiskyrimo procesai vyksta difuzijos būdu. Jų nervų sistema laikoma difuzine, nors nervų sistemos buvimas kiaulėse yra ginčytinas klausimas.

Kempinės gali pasigirti neįtikėtinu ląstelių regeneracijos procesu. Tiesą sakant, jei kempinė supjaustoma į gabalus, kiekvienas fragmentas gali sukurti naują kempinę, vadinamą somatine embriogeneze.

Istoriškai kempinės buvo klasifikuojamos kaip jūriniai augalai. Tačiau 1765 m. Viduryje tyrėjai atkreipė dėmesį į neabejotiną jo prigimtį.

Kempinės yra paplitusios visame pasaulyje ir gali gyventi įvairiausioje vandens aplinkoje - nuo ramaus ir seklaus vandens iki poliarinių regionų.

Kempinių dizainas

Kempinių kūno planas yra nepaprastai paprastas: išorinis ląstelių sluoksnis, vadinamas pinakodermu, atskiriančiu vidinę sritį, vadinamą mesoglea arba mezohilo, želatininę sritį, sudarytą iš kolageno. Vidinius paviršius juosia choanocitai, cilindro formos ląstelės su žieve.

Regionai, kurie nėra iškloti choanocitais, yra iškloti kitu ląstelių tipu, vadinamu pinacocitais.

Dizaino tipai

Kempinės turi trijų tipų dizainus, kurie skiriasi choanocitų išsidėstymo vieta - tai išsidėsčiusių ląstelių klasė, sukurianti srovę, palengvinančią vandens ir maistinių medžiagų tekėjimą. Galima atskirti šiuos tipus:

Asconoid kempinės

Askonoidinės kempinės yra mažos, primityvios, paprastos formos, perforuotos pažeidžiant poras, kurios atsidaro į ertmę, vadinamą spongocele. Spongocele atsiveria į išorę per oskulum.

Askoninio tipo kempinė sudaro neefektyvią primityvią morfologiją, nes spongocele laikomo vandens tūris yra didelis, todėl sunku jį išstumti į išorę.

„Sycon“ kempinės

Syconic kempinės kūno sienelėje turi horizontalias raukšles, kurios yra sudėtingos ir storos. Vanduo patenka pro vykstančius kanalus per odos poras, ostiolius ir spinduliuotus kanalus - padengtus choanocitais - pro prosopilos, kurios yra dailios angos.

Leuconoid kempinės

Leuconoid kempinės pasižymi didesniu sudėtingumu, nes flagellate kanaluose yra raukšlės, sudarančios kameras, kurios labai padidina maistinių medžiagų paviršiaus plotą.

klasifikacija

„Phylum Porifera“ yra suskirstyta į tris kempinių klases: „Calcarea“, „Hexactinellida“ ir „Demospongiae“. Toliau išsamiai apibūdinsime kiekvieną klasę:

„Calcarea“ klasė

„Calcarea“ klasės košės turi adatos formos spyglių arba tris ar keturis spindulius, sudarytus iš kalcio karbonato. Šios klasės rūšys yra mažos ir retai viršija 10 centimetrų.

Tačiau kai kuriose žiotyse buvo nustatyta, kad Sycon ciliatum kempinė gali siekti iki 50 centimetrų. Panašiai Leucetta avokado ir Pericharax heteroraphis rūšys gyvena Ramiojo vandenyno koralų rifuose ir siekia 20 centimetrų.

Paprastai jos laikomos sekliomis vandens rūšimis, nors yra įrodymų, kad jos gali gyventi bedugnėse teritorijose, kurių gylis yra nuo 4000 iki 6000 metrų.

Visos rūšys yra jūrinės ir jose yra trijų tipų kanalų sistemos: askonoidas, sconoid ir leuconoid. Yra žinoma apie 300 rūšių, keletas pavyzdžių: Leucosolenia komplicata, Sycon gelatinosum, Grantia Underes ir Clathrina.

„Hexactinellida“ klasė

Šiai grupei priklausančios kempinės yra vadinamos stiklakūnėmis, nes smaigaliai dažniausiai susilieja į tinklą ir yra sudaryti iš silicio ir turi šešis spindulius (triaksoninius).

Visos rūšys yra jūrinės, vyrauja Antarktidoje ir gyvena giliuose vandenyse. Flagellate kameros yra sconoid ir leuconoid tipo. Tarp šių Hexactinella, Farrea, Euplectella, Aphrocallistes rūšių žinoma apie 500 rūšių.

Desmopongiae klasė

Jie turi silicio dioksido smailes, kurios nėra triaksoninės, tačiau gali būti monoaxonic, tetraxonic arba poliaxonic. Be to, jie gali būti tik kempiniški arba abu.

Šioje klasėje yra garsiosios „Spongiidae“ šeimai priklausančios „vonios“ kempinės, turinčios gausų kempinių.

Dauguma jų gyvena jūrų aplinkoje, nors pranešta apie šeimą, kuri gyvena gėlo vandens aplinkoje, pavyzdžiui, Spongilia lacustris ir Ephidatia fluviatilis. Jie yra leuconoid tipo.

Be vonios kempinių, galima paminėti ir kitas šiai klasei priklausančias gentis, tokias kaip: Thenea, Cliona, Myenia, Poterion ir Callyspongia.

Šioje klasėje yra ypatinga tvarka - „Poecilosclerida“, pasižyminti savitu mėsėdžių įpročiu.

Lyginant su jų filtravimo giminaičiais, mėsėdžių kempinės neturi vandeningojo sluoksnio sistemos (išskyrus Chondrocladia gentį) su choanocitais, tai yra diagnostinė porifų savybė.

Prie šios tvarkos grobį priskiriami maži bestuburiai, daugiausia vėžiagyviai. Tarp šių Cladorhiza, Asbestopluma ir Chondrocladia Cladorhizidae šeimoje yra apie 119 mėsėdžių kempinių.

Homoscleromorpha klasė

Tai mažiausia poringųjų klasė, kurią sudaro tik 87 rūšys, priklausančios šioms gentims: Oscarella, Pseudocorticium, Corticium, Placinolopha, Plakina, Plakinastrella ir Plakortis.

Jie pasižymi tuo, kad turi pūslelinius pinacocitus; skeletas yra kintamas, su silicio dioksido smaigaliais arba be jų, ir jie turi pagrindinę membraną.

Kai skeletas yra, jis sudarytas iš keturių spindulių silicio tetraksono smaigalių. Daugelis rūšių yra pagalvėlių formos ir labai skiriasi savo spalva, be kita ko, turinčios mėlyną, violetinę, žalią, geltoną, raudoną spalvas.

Jie gyvena tamsiose arba pusiau tamsiose ekosistemose ir gali būti tiek sekliame vandenyje, tiek didesniame nei 100 metrų gylyje.

Anksčiau jis buvo laikomas poklasiu, priklausančiu Desmospongiae. Neseniai molekuliniais įrodymais pagrįsti tyrimai pasiūlė sukurti šios ketvirtos klasės kempines.

Dauginimas

Neseksualus dauginimasis

Kempinės gali patirti tiek seksualinį, tiek neseksualų dauginimąsi. Aseksuale kempinė gamina išorinius pumpurus, kurie užauga ir, pasiekę reikiamą dydį, jie atsiskiria nuo motinos kempinės ir sudaro naują, mažesnį individą. Ji taip pat gali likti kaip kolonijos narė.

Aseksualaus dauginimosi procesas taip pat gali vykti susidarius vidiniams pumpurams, vadinamiems brangakmeniais.

Pradinėje būsenoje ląstelių rūšis, vadinama archeocitais, susikaupia ir yra apsupta spyglių ir sponginų sluoksnio. Šios struktūros gali ištrūkti iš tėvų kūno ir suformuoti naują kempinę.

Brangakmeniai gaminami, kai kempinei nepalankios aplinkos sąlygos, be to, tai yra būdas kolonizuoti naujas buveines.

Brangakmeniai gali patekti į neveikiantį periodą nepalankiais laikotarpiais (pvz., Žiemą ar žemoje temperatūroje), o jiems pasibaigus jie vėl suaktyvėja ir formuojasi naujas individas; todėl jie laikomi kempinių pritaikymu išgyventi nepalankiomis sąlygomis.

Lytinis dauginimasis

Daugelyje kempinių yra vyriškos ir moteriškos lyties ląstelės. Ši dviguba būklė vadinama „vienaląsčiu“ arba hermafroditiniu.

Gametos (kiaušialąstės ir spermatozoidai) susidaro iš choanocitų arba taip pat archeocitų, priklausomai nuo rūšies. Sperma patenka į vandens aplinką ir patenka į kitos kempinės kūną, kur patenka į flagellato kamerą ir randa kiaušialąstę.

Daugeliu atvejų tėvų kempinė po apvaisinimo išlaiko zigotą, po to lervą su žieve ir išleidžiama. Lerva sugeba plaukti ir yra judri, priešingai nei sėdintis suaugęs žmogus. Kitais atvejais kiaušiniai ir sperma išleidžiami į vandenį.

Kai kuriais konkrečiais atvejais susidaro tuščiavidurė blastula, kuri patiria „burnos“ atsivėrimą ir blastulės apversimą; tokiu būdu ląstelės, kurios anksčiau buvo veikiamos blastocele, nukreiptos į išorę.

Virškinimas ir išskyrimas

Kempinės neturi nei virškinimo, nei šalinimo sistemos. Vietoj to, vandens transportavimo kanalų sistema atlieka šias pagrindines organizmo gyvenimo funkcijas.

Kempinės maitinasi daugiausia paimdamos vandenyje suspenduotas daleles, kurios pumpuojamos į kempinę.

Vanduo patenka per mažas poras, esančias išorinėje ląstelių lovoje. Kempinės viduje maistinę medžiagą surenka choanocitai, ir taip gaunama suspensija.

Mažesnės dalelės gali patekti į choanocitus per fagocitų procesą. Du kiti ląstelių tipai, pinacocitai ir archeocitai, taip pat dalyvauja dalelių įsisavinime. Kita vertus, kvėpavimas ir ekskrecija vyksta paprastais difuzijos procesais.

Nervų sistema

Kempinėse trūksta nervinių ląstelių arba „tikrųjų neuronų“; tačiau buvo įrodyta, kad šie gyvūnai gali reaguoti į išorinius dirgiklius.

Kempinės turi susitraukiančias ląsteles, reaguojančias į aplinką lėtu laidumu dėl protoplazminio perdavimo.

2010 m. Tyrėjų grupė atrado, kad kempinės Amphimedon queenslandica genome yra genų, susijusių su neuronų ląstelėmis, panašių į tuos, kurie randami cnidarianuose ir kituose gyvūnuose.

Tarp šių genų išsiskiria tie, kurie yra susiję su greitu sinapsiniu perdavimu, fermentai, dalyvaujantys neurotransmiterių sintezėje.

Apibūdinant A. queenslandica lervų ląstelių tipus, buvo galima pasiūlyti tam tikrų tipų ląsteles, kurios tikriausiai yra susijusios su sensorinėmis funkcijomis.

Pavyzdžiui, užpakalinėje lervos dalyje rasta fotoreceptorių ląstelių, kurios reguliuoja fototaksą. Tiesą sakant, lerva sugeba pasirinkti substratą, kuriame įsitvirtins suaugęs žmogus.

Evoliucija ir filogenija

Prieglobsčio porifera yra sudaryta iš seniausių egzistuojančių planetos metazoanų. Kempinės yra grupė, kuri atsirado dar prieš Cambrianą. Tikriausiai grupė kalkingų kempinių užėmė Paleozoic jūrą; Devonijoje greitai vystėsi stiklakūnio kempinių grupė.

Remiantis molekuliniais tyrimais, kalkingos kempinės priklauso atskiram klodui nuo tų kempinių, priklausančių „Desmospongaie“ ir „Hexactenellida“ klasėms.

Molekuliniai duomenys rodo, kad seniausia grupė yra „Hexactinellida“, o „Calcarea“ yra arčiausiai metazoanų prieglobsčio.

Turint šiuos įrodymus, buvo iškeltos dvi galimybės: kalkingos kempinės yra seserinė kvarco kempinių grupė, arba kalkingos kempinės yra labiau susijusios su kitomis metazoanomis, o ne su kvarco kempinėmis; pastaruoju atveju Phife Porifera būtų parafiletinis.

Nuorodos

1. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integruoti zoologijos principai. Niujorkas: „McGraw“ - Hill.
2. Kaas, JH (Red.). (2009). Evoliucinis neuromokslas. Akademinė spauda.
3. Ryanas, JF ir Chiodin, M. (2015). Kur mano protas? Kaip kempinės ir placozoanai galėjo prarasti neuroninių ląstelių tipus. Karališkosios draugijos B filosofiniai sandoriai: Biologijos mokslai, 370 (1684), 20150059.
4. Srivastava, M., Simakov, O., Chapman, J., Fahey, B., Gauthier, ME, Mitros, T.,… ir Larroux, C. (2010). Amphimedon queenslandica genomas ir gyvūnų sudėtingumo raida. „Nature“, 466 (7307), 720–726.
5. Van Soestas, RWM, „Boury“ - „Esnault“, N., Vacelet, J., Dohrmann, M., Erpenbeck, D., De Voogd, NJ,… Hooper, JNA (2012). Pasaulinė kempinių įvairovė (Porifera). „PLoS ONE“, 7 (4), e35105.
6. Wörheide, G., Dohrmann, M., Erpenbeck, D., Larroux, C., Maldonado, M., Voigt, O.,… ir Lavrov, DV (2012). Gilioji filogenija ir kempinių raida (Phylum Porifera). „Pažanga jūrų biologijoje“ (61 tomas, p. 1–78). Akademinė spauda.