POREUS: KENMERKEN, CLASSIFICATIE, REPRODUCTIE - BIOLOGIE - 2025

De Porifera zijn de eenvoudigste en Phylum Porifera behoren tot de meercellige dieren, algemeen bekend als sponzen. Deze dieren zijn volledig in het water levende dieren, ongeveer 15.000 soorten sponzen leven in de zeeën en slechts ongeveer 150 worden in zoet water aangetroffen.

Sponzen zijn zeer variabel in grootte: ze kunnen een diameter van enkele millimeters tot meer dan twee meter hebben. Het zijn zeer kleurrijke organismen, omdat ze meerdere pigmenten in de cellen van de dermis hebben.

Wat hun dieet betreft, ze zijn in staat voedseldeeltjes op te nemen die in het water zijn gesuspendeerd, omdat ze sessiele organismen zijn en niet actief hun voedsel kunnen zoeken. Er is echter een familie van vleesetende sponzen die het filtervoedingspatroon doorbreekt.

Sponsskeletten kunnen stijf en / of vezelig zijn. De vezelige delen van het skelet zijn opgebouwd uit collageenvezels, zoals spongine, ingebed in de celmatrix. Daarentegen is het stijve gedeelte samengesteld uit kalkhoudende of silica-achtige structuren die spicula worden genoemd.

Sponzen spelen een belangrijke rol in biogeochemische cycli, zoals de stikstofcyclus. Evenzo kunnen ze symbiotische associaties vormen met andere organismen, van microscopisch tot vissen, polychaeten, onder anderen. Momenteel is de Phylum Porifera verdeeld in vier klassen: Calcarea, Hexactinellida, Demospongiae en Homoscleromorpha.

kenmerken

De organismen die behoren tot de Phylum Porifera worden gekenmerkt doordat ze meercellige, diblastische en acellomed dieren zijn die uit verschillende celtypen bestaan.

Morfologisch is een reeks poriën, kanalen en kamers georganiseerd die de doorvoer van water in het dier mogelijk maken, en op deze manier krijgen ze voedsel en zuurstof.

In tegenstelling tot andere dieren zijn sponzen - in hun volwassen toestand - volledig zittend en verankerd aan een substraat, zoals koralen, rotsen of andere oppervlakken.

De vorm van de spons is nogal variabel, hij kan radiale symmetrie vertonen of geen symmetrie vertonen. Ze kunnen in een breed scala aan vormen groeien, van rechtopstaande tot vertakte of gelobde sponzen, en leven over het algemeen in kolonies.

Geen organen of weefsels

Sponzen hebben geen echte organen of weefsels; daarom vindt de vertering van voedseldeeltjes intracellulair plaats en de processen van ademhaling en uitscheiding door diffusie. Ze hebben een zenuwstelsel dat als diffuus wordt beschouwd, hoewel de aanwezigheid van een zenuwstelsel in poriferen een controversieel onderwerp is.

Sponzen hebben een ongelooflijk celregeneratieproces. Als een spons in stukjes wordt gesneden, kan elk fragment een nieuwe spons ontwikkelen door een proces dat somatische embryogenese wordt genoemd.

Historisch gezien werden sponzen geclassificeerd als zeeplanten. Medio 1765 merkten onderzoekers echter de onbetwiste dierlijke aard ervan op.

Sponzen worden wereldwijd gedistribueerd en kunnen in een breed scala aan watermilieus leven, van kalm en ondiep water tot de poolgebieden.

Spons ontwerpen

Het lichaamsplan van sponzen is buitengewoon eenvoudig: een buitenste cellulaire laag genaamd pinacoderm die het binnengebied scheidt dat mesoglea of ​​mesohilo wordt genoemd, een gelatineus gebied dat bestaat uit collageen. De binnenoppervlakken zijn omgeven door choanocyten, cilindervormige cellen met een flagellum.

De regio's die niet zijn bekleed met choanocyten, zijn bekleed met een ander celtype genaamd pinacocytes.

Soorten ontwerpen

Sponzen hebben drie soorten ontwerpen die verschillen in de locatie van choanocyten, een klasse van flagellerende cellen die een stroom creëren die de stroom van water en voedingsstoffen vergemakkelijkt. De volgende typen kunnen worden onderscheiden:

Asconoïde sponzen

Asconoïde sponzen zijn kleine, primitieve, eenvoudige vormen geperforeerd door poriën die uitkomen in een holte die een spongocele wordt genoemd. De spongocele opent naar buiten door het osculum.

Het asconoïde type spons vormt een inefficiënte primitieve morfologie, aangezien het watervolume dat de spongocele huisvest hoog is en de uitdrijving naar buiten moeilijk is.

Sycon-sponzen

Syconische sponzen hebben horizontale plooien in de lichaamswand, die complex en dik is. Het water komt binnen via de opkomende kanalen via de huidporiën, de ostioli en de uitgestraalde kanalen - bedekt met choanocyten - via de prosopilos, die fijne openingen zijn.

Leuconoïde sponzen

Leuconoïde sponzen vertonen een grotere mate van complexiteit dankzij de aanwezigheid van plooien in de flagellaatkanalen om kamers te vormen, die het oppervlak voor het verkrijgen van voedingsstoffen aanzienlijk vergroten.

Classificatie

De Phylum Porifera is onderverdeeld in drie soorten sponzen: klasse Calcarea, klasse Hexactinellida en klasse Demospongiae. We zullen elke les hieronder in detail beschrijven:

Calcarea klasse

Poriferen van de Calcarea-klasse hebben naaldvormige spicula of met drie of vier stralen, samengesteld uit calciumcarbonaat. Soorten in deze klasse zijn klein en zijn zelden groter dan 10 centimeter.

In sommige riviermondingen is echter gevonden dat de Sycon ciliatum-spons wel 50 centimeter kan bereiken. Evenzo bewonen de soorten Leucetta avocado en Pericharax heteroraphis koraalriffen in de Stille Oceaan en bereiken ze 20 centimeter.

Ze worden meestal beschouwd als ondiepe watersoorten, hoewel er aanwijzingen zijn dat ze in afgrondgebieden kunnen leven, tussen 4.000 en 6.000 meter diep.

Alle soorten zijn marien en presenteren de drie soorten kanaalsystemen: asconoïde, syconoïde en leuconoïde. Er zijn ongeveer 300 soorten bekend, enkele voorbeelden zijn: Leucosolenia complicata, Sycon gelatinosum, Grantia compresa en Clathrina.

Klasse Hexactinellida

De sponzen die tot deze groep behoren, worden glasachtige sponzen genoemd, omdat de spicula gewoonlijk samen een netwerk vormen en zijn samengesteld uit silicium en zes stralen hebben (triaxonisch).

Alle soorten zijn marien, overheersen op Antarctica en leven in diep water. De flagellaatkamers zijn van het syconoid en leuconoid type. Er zijn ongeveer 500 soorten bekend, waaronder Hexactinella, Farrea, Euplectella, Aphrocallistes, onder anderen.

Klasse Desmopongiae

Ze bezitten silica spicules die niet triaxonisch zijn, maar monoaxonisch, tetraxonisch of polyaxonisch kunnen zijn. Bovendien kunnen ze alleen sponsachtig of beide bevatten.

In deze klasse zijn de beroemde "bad" sponzen, behorend tot de familie Spongiidae, die overvloedig sponsachtig zijn.

De meesten leven in mariene omgevingen, hoewel er melding is gemaakt van een familie die in zoetwateromgevingen leeft, zoals Spongilia lacustris en Ephidatia fluviatilis. Ze zijn van het leuconoïde type.

Naast de badsponzen kunnen andere relevante geslachten die tot deze klasse behoren worden genoemd, zoals: Thenea, Cliona, Myenia, Poterion en Callyspongia.

Binnen deze klasse is er een heel bijzondere orde, de Poecilosclerida, gekenmerkt door zijn eigenaardige vleesetende eetgewoonte.

In vergelijking met hun filterende verwanten hebben vleesetende sponzen geen watervoerende laag (met uitzondering van het geslacht Chondrocladia) met choanocyten, een diagnostisch kenmerk van poriferen.

Prooi in deze volgorde omvat kleine ongewervelde dieren, meestal kreeftachtigen. Er zijn ongeveer 119 vleesetende sponzen binnen de familie Cladorhizidae in acht geslachten, waaronder Cladorhiza, Asbestopluma en Chondrocladia.

Klasse Homoscleromorpha

Het is de kleinste klasse van poreus gevormd door slechts 87 soorten die behoren tot de volgende geslachten: Oscarella, Pseudocorticium, Corticium, Placinolopha, Plakina, Plakinastrella en Plakortis.

Ze worden gekenmerkt door flagellerende pinacocyten; het skelet is variabel, met of zonder spicula van silica, en ze hebben een basismembraan.

Wanneer het skelet aanwezig is, is het samengesteld uit vierstraals silicium tetraxonische spicula. De meeste soorten hebben kussenvormen en variëren sterk in hun kleur, met onder andere tinten blauw, paars, groen, geel en rood.

Ze leven in donkere of halfdonkere ecosystemen en kunnen zowel in ondiep water als op diepten van meer dan 100 meter voorkomen.

Eerder werd het beschouwd als een subklasse die tot Desmospongiae behoorde. Onlangs hebben studies op basis van moleculair bewijs voorgesteld om deze vierde klasse sponzen te maken.

Reproductie

Ongeslachtelijke voortplanting

Sponzen kunnen zowel seksuele als aseksuele voortplanting ervaren. Bij de aseksueel produceert de spons buitenste knoppen die groeien en, wanneer ze de juiste grootte bereiken, maken ze los van de moederspons en vormen ze een nieuw, kleiner individu. Het kan ook als lid van de kolonie blijven.

Het ongeslachtelijke voortplantingsproces kan ook plaatsvinden door de vorming van interne knoppen, gemmules genaamd.

In een begintoestand klonteren een type cellen, archeocyten genaamd, samen en worden omgeven door een laag spicula en sponzen. Deze structuren kunnen aan het lichaam van de ouder ontsnappen en een nieuwe spons vormen.

Gemmules worden geproduceerd wanneer de omgevingsomstandigheden ongunstig zijn voor de spons en zijn ook een manier om nieuwe habitats te koloniseren.

Gemmules kunnen een rustperiode ingaan tijdens ongunstige periodes (zoals winter of lage temperaturen) en wanneer deze eindigen, worden ze opnieuw geactiveerd en vindt de vorming van een nieuw individu plaats; daarom worden ze beschouwd als een aanpassing van sponzen om ongunstige omstandigheden te overleven.

Seksuele reproductie

De meeste sponzen hebben mannelijke en vrouwelijke geslachtscellen in dezelfde persoon. Deze dubbele toestand wordt "eenhuizig" of hermafrodiet genoemd.

Gameten (eitjes en sperma) worden gegenereerd uit choanocyten of ook uit archeocyten, afhankelijk van de soort. Het sperma komt vrij in het watermilieu en komt het lichaam van een andere spons binnen, waar het de flagellaatkamer binnengaat en de eicel vindt.

In de meeste gevallen houdt de ouderlijke spons de zygote vast na bevruchting en vervolgens een larve met trilharen en wordt deze vrijgelaten. De larve kan zwemmen en is mobiel, in tegenstelling tot de zittende volwassene. In andere gevallen komen de eieren en het sperma in het water terecht.

In sommige specifieke gevallen treedt de vorming van een holle blastula op, die het openen van een "mond" ervaart en de inversie van de blastula optreedt; dus zijn cellen die eerder aan de blastocele waren blootgesteld, naar buiten gericht.

Spijsvertering en uitscheiding

Sponzen hebben geen spijsverteringssysteem of een uitscheidingssysteem. In plaats daarvan vervult het watertransporterende kanaalsysteem deze essentiële functies voor het leven van een organisme.

Sponzen voeden zich voornamelijk door in het water zwevende deeltjes op te nemen die in de spons worden gepompt.

Water komt binnen via kleine poriën in een extern celbed. In de spons wordt het voedselmateriaal verzameld door de choanocyten en wordt dus suspensievoeding verkregen.

Kleinere deeltjes kunnen choanocyten binnendringen via een fagocytproces. Twee andere celtypen, pinacocyten en archeocyten, zijn ook betrokken bij de opname van deeltjes. Aan de andere kant vinden ademhaling en uitscheiding plaats door eenvoudige diffusieprocessen.

Zenuwstelsel

Sponzen missen zenuwcellen of "echte neuronen"; Het is echter aangetoond dat deze dieren kunnen reageren op prikkels van buitenaf.

Sponzen hebben contractiele cellen die op de omgeving reageren via een soort langzame geleiding als gevolg van protoplasmatische transmissie.

In 2010 ontdekte een groep onderzoekers dat er in het genoom van de spons Amphimedon queenslandica genen zijn die zijn geassocieerd met neuronale cellen die vergelijkbaar zijn met die in cnidarians en andere dieren.

Van deze genen, die geassocieerd zijn met snelle synaptische transmissie, vallen onder andere enzymen op die betrokken zijn bij de synthese van neurotransmitters.

Bij het karakteriseren van de celtypen van A. queenslandica-larven, was het mogelijk om bepaalde celtypen voor te stellen die waarschijnlijk verband houden met sensorische functies.

In het achterste deel van de larven zijn bijvoorbeeld fotoreceptorcellen gevonden die de fototaxis reguleren. In feite kan de larve het substraat selecteren waar de vestiging van de volwassene zal plaatsvinden.

Evolutie en fylogenie

De Phylum Porifera bestaat uit de oudste bestaande metazoans op aarde. Sponzen zijn een groep die is ontstaan ​​vóór het Cambrium. Waarschijnlijk bezette een groep kalkachtige sponzen de Paleozoïsche zeeën; in het Devoon trad een snelle ontwikkeling op van de groep glasvochtsponzen.

Volgens moleculaire studies behoren kalkhoudende sponzen tot een aparte clade van die sponzen die behoren tot de klassen Desmospongaie en Hexactenellida.

Moleculaire gegevens suggereren dat de oudste groep Hexactinellida is, terwijl Calcarea het dichtst bij het Phylum van de metazoans staat.

Met dit bewijs zijn twee mogelijkheden naar voren gebracht: kalkhoudende sponzen zijn de zustergroep van silicasponzen, of kalkhoudende sponzen zijn meer verwant aan andere metazoanen dan aan silica-sponzen; in het laatste geval zou de Phylum Porifera parafyletisch zijn.

Referenties

1. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Geïntegreerde principes van zoölogie. New York: McGraw - Hill.
2. Kaas, JH (Ed.). (2009). Evolutionaire neurowetenschappen. Academische pers.
3. Ryan, JF en Chiodin, M. (2015). Waar is mijn geest? Hoe sponzen en placozoën mogelijk neurale celtypen hebben verloren. 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). Het genoom van Amphimedon queenslandica en de evolutie van de complexiteit van dieren. Nature, 466 (7307), 720-726.
5. Van Soest, RWM, Boury - Esnault, N., Vacelet, J., Dohrmann, M., Erpenbeck, D., De Voogd, NJ,… Hooper, JNA (2012). Wereldwijde diversiteit van sponzen (Porifera). PLoS ONE, 7 (4), e35105.
6. Wörheide, G., Dohrmann, M., Erpenbeck, D., Larroux, C., Maldonado, M., Voigt, O.,… & Lavrov, DV (2012). Diepe fylogenie en evolutie van sponzen (Phylum Porifera). In Advances in marine biology (Vol. 61, pp. 1-78). Academische pers.