Phylum porifera (esponjas)

Descripción del Phylum Porifera, clasificación y taxonomía.

1. PHYLUM PORIFERA (que tiene poros) Por: Guzmán Martínez Luis Fernando

2. Cerca de 9 000 especies descritas Animales pluricelulares más primitivos Carecen de tejidos u órganos verdaderos y sus células tienen un grado considerable de independencia Sedentarios Organismos filtradores

3. La mayoría marinos Las células bombean el agua suficiente para realizar los intercambios esenciales. La mayoría de forma irregular Colores vivos hasta incoloras

4. Las esponjas bombean un alto volúmen de agua a través de los tejidos a baja presión El cuerpo se compone de un sistema de poros, osteolos , canales y cámaras que conducen el agua que inhala hacia los ósculos (exhalación)

5. Los coanocitos (protozoos flagelados) realizan la conducción de la corriente de agua, forman el coanodermo Pinacodermo es la capa más externa Pinacodermo y coanodermo unidos por mesohilo

6. TIPOS DE CÉLULAS Debido a que las esponjas no tienen un tejido verdadero y el importante rol biológico que tienen sus células potenciales, sus células se han clasificado.

7. Pinacocito Porosito Espícula Amebocito Coanocito

8. Células de la superficie La capa externa del cuerpo se llama pinacodermo , cubre también los poros inhalantes y exhalantes. Está compuesta por pinacocitos superpuestos. En el interior por endopinacocitos , fusiformes, menos sobrepuestos. La ausencia de membrana basal lo distingue del epitelio de otros metazoarios

9. Pinacocito Pinacodermo Mesohilo Pinacodermo Mesohilo Pinacocito en forma de T Pinacocito fusiforme *Los pinacocitos en forma de T se alternan con los fusiformes.

10. Células de la superficie En el exterior por basopinacocitos , células en forma de “T” Responsables de la secreción de un complejo de fibras de colágeno-polisacárido llamada enzima basal que es la actual estructura de sostén. En especies dulceacuícolas, los basopinacocitos extienden estructuras parecidas a los filópodos para atrapar bacterias, e intervienen en procesos de osmoregulación .

11. Células de la superficie Los porocitos son cilíndricos, en forma de tubo formando los osteolos . Son contráctiles abriendo y cerrando el poro para regular el diámetro y así regulan la entrada de agua .

12. El agua entra a través del poro Se dirige hacia el espongocele

13. Células de la superficie Los coanocitos son las células flageladas que integran el coanodermo y crean las corrientes que llevan el agua a través del sistema acuífero. Los coanocitos no realizan un batido coordinado, están alineados de manera que baten desde la base hacia afuera. El agua por lo tanto es introducida a la cámara, llevada a través del coanodermo y luego sale por un canal exhalante.

14. Partícula de alimento atrapada Vacuola alimenticia Células ameboides en mesohilo Flagelo Collar Cuerpo Núcleo Sección de coanodermo Flujo del agua a través de los coanocitos

15. Cámara coanocítica Célula central Canal exhalante Endopinacocito Apopilo Coanocito

16. Células que secretan el esqueleto Existen varios tipos de células ameboides en el mesohilo, algunas de ellas secretan los variados elementos del esqueleto de las esponjas. En todas las esponjas la estructura de soporte se compone principalmente de fibrillas de colágeno. Este material es secretado por: Colencitos , lofocitos y esponcitos (secretan espongina).

17. LOFOCITO Espongina ESPONCITO Fibras de colágeno

18. Células que secretan el esqueleto Los esclerocitos son responsables de la producción de las espículas de esponjas calcáreas y silíceas. Usualmente se desintegran al después de completar la secreción de las espículas. Las células contráctiles se llaman miocitos , fundados en el mesohilo. Usualmente fusiformes y se concentran alrededor de los ósculos y canales.

19. Vacuola Espícula rudimentaria ESCLEROCITO

20. a. Los esclerocitos se asocian formando triadas de células fundadoras b. Comienzan la mitosis creando un núcleo central y uno periférico c. El axón de calcita es secretado entre cada par de núcleos moviéndose gradualmente d. La formación de la espícula termina, las células formadores migran hacia las orillas de los rayos. Núcleo periférico Núcleo central Espícula Célula formadora

21. Espículas con variedad de formas: Monoaxónicas Triaxónicas Tetraxónicas Hexaxónicas Poliaxónicas

22. Otro tipo de clasificación de las espículas es en: Megascleras . Espículas de mayor tamaño, constituyen los principales elementos de sostén dele squeleto Microscleras . Considerablemente más pequeñas El esqueleto se localiza principalmente en el mesohilo La presencia de espículas aumenta la rigidez general del tejido.

23. Otros tipos de células Los arqueocitos son células ameboideas capaces de diferenciarse virtualmente en cualquier otro tipo de célula. Son largas, gran movilidad con funciones mayormente digestivas y de transporte de alimento. Son esenciales en el desarrollo de las esponjas y varios procesos asexuales.

24. ARQUEOCITO Núcleo Nucleolo

25. Agregación de células Todas las esponjas separadas mecánicamente en condiciones apropiadas puede formar agregados y algunas pueden reconstruir su sistema acuífero.

26. Soporte El esqueleto de las esponjas está compuesto por dos elementos, uno orgánico y otro inorgánico. Las esponjas son los únicos metazoarios que utilizan sílice hidratado como material de su esqueleto. El colágeno se encuentra disperso en fibras delgadas intracelularmente u organizadas en una estructura llamada espongina en el mesohilo.

27. Soporte Las fibras incorporan espículas silíceas en su estructura. La esponjina mantiene las espículas unidas en sus puntos de intersección. Las espículas de las esponjas son producidas por esclerocitos . Puede ser por uno o varios. La ventaja de incorporar materiales orgánicos en las estructuras calcáreas es comparado como reforzar concreto.

28. El éxito de estos organismos se debe a tres aspectos: Totipotencialidad de las células Sistema acuífero Plasticidad de su forma del cuerpo NUTRICIÓN

29. NUTRICIÓN Las esponjas circulan el agua a través de su cuerpo, seleccionan las partículas de las que se alimentan con respecto a su tamaño gracias a que el arreglo del sistema acuífero crea una especie de tamices que decrece el tamaño del alimento.

30. NUTRICIÓN Las partículas internas capturan sustancias entre 2-5 µm (algunos protozoos, algas unicelulares, detritus orgánico) a través de fagocitosis por arqueocitos que se mueven a la superficie de los canales inhalantes. Las ondulaciones mueven las partículas alimenticias atrapadas debajo del cuerpo de los coanocitos, donde los ingieren por fagocitosis o pinocitosis .

31. NUTRICIÓN En el caso de fagocitosis por arqueocitos, la digestión se lleva a cabo en la vacuola alimenticia formada en el momento de la captura. En el caso de la captura por coanocitos, las partículas son parcialmente digeridas en los coanocitos y luego pasa rápidamente un arqueocito del mesohilo (o cualquier amebocito) para una digestión final.

32. NUTRICIÓN En ambos casos, la movilidad de las células del mesohilo asegura el transporte de nutrientes a través del cuerpo de la esponja.

33. EXCRECIÓN E INTERCAMBIO GASEOSO La excreción ( principalmente amonio) y el intercambio de gases se lleca a cabo por simple difusión a través del coanodermo.

34. SENSIBILIDAD No se ha reportado evidencia de neuronas u órganos sensitivos; sin embargo, pueden responder a una variedad de estímulos ambientales cerrando los osculos u osteolos con elobjetivo de reducir o detener el flujo de agua a través del sistema acuífero.

35. REPRODUCCIÓN Todas las esponjas son capaces de reproducirse sexualmente, y son comunes algunos tipos de procesos asexuales. Sus gametos y embriones se cnuentran en todo el mesohilo

36. Reproducción asexual Probablemente todas l as esponjas pueden regenerar adultos viables desde fragmentos gracias a una reorganización celular. Algunas esponjas de l a familia Spongillidae , producen gémulas en el inicio del invierno. Son altamente resistentes al congelamiento y sequías. Otras esponjas producen cuerpos reducidos ricos en amebocitos . Algunas otras, producen yemas de varios tipos.

37. Gemulación en esponjas Las arqueocitos se concentran en el mesohilo y se empiezan a dividir por mitosis rápidamente Trofocitos cubren a los arqueocitos y loes envuelven por fagocitosis. El resultado es arqueocitos empaquetados que contienen reservorios de comida elaborados sacos vitelinos.

38. Gemulación en esponjas Se recubre por tres capas de espongina y espículas en forma de anfidisco La parte apical de la gémula no tiene espículas y se encuentra revestida solo por una capa de espongina. ( micropilo )

39. Micropilo Capa de espículas ambidiscas Arqueocitos Membrana interna GÉMULA

40. Gemulación en esponjas Cuando las condiciones ambientales son favorables: El Micropilo se abre y empiezan a salir los primeros arqueocitos, se colocan entre la gémula y el sustrato. Empiezan a construir la estructura del pinacodermo y coanodermo. La segundo ola de arqueocitos colonizan la estructura dando origen a cada tipo de célula de una esponja adulta.

41. Membrana externa Membrana interna Pinacodermo en desarrollo Arqueocitos Arqueocitos saliendo por el micropilo

42. Reproducción sexual La mayoría de las especies son hermafroditas, pero producen huevos y espermas en diferentes momentos. El cambio de sexo puede ocurrir una vez o puede alternarse repetidamente entre machos o hembras. En algunos individuos parecen tener su sexo determinado. Sin embargo, en todos los cosas la fertilización cruzada probablemente tiene lugar.

43. Reproducción sexual Los espermas parecen originarse de los coanocitos o arqueocitos. Ovocitos solitarios se desarrollan en células cubiertos por una capa de células foliculares y trofocitos .

44. FOLÍCULO ESPERMÁTICO OVOCITO Trofocito libre Trofocito capturado Núcleo

45. Reproducción sexual La meiosis comienza después de que una ovogonia ha acumulado suficiente alimento de reserva ( trofocitos ). El esperma es expulsado al ambiente a través del sistema acuífero. La expulsión de los espermas puede ser sincronizado en una población local o restringido a algunos organismos.

46. Reproducción sexual Una vez en el agua, los espermas son captados por el sistema acuífero de las esponjas vecinas que contienen ovocitos . Los espermas atraviesan el coanodermo para llegar al mesohilo, localizan los ovocitos , penetran la barrera folicilar y fertilizan el huevo. El zigoto se transforma en blástula.

47. Ovocito Esperma Coanocito de transferencia Coanocito Mesohilo FERTILIZACIÓN DE OVOCITO

48. Reproducción sexual El desarrollo de los embriones ocurre rápidamente desde la fertilización teniendo lugar en el mesohilo. Cuando el embrión está terminado, es una larva móvil que nadará por algunas horas o días antes de establecerse. Después de establecerse comenzará a crecer para convertirse en un nuevoindividuo adulto.

49. CLASIFICACIÓN

50. La clasificación de las esponjas puede estar basada en la estructura de su esqueleto y la forma del cuerpo: Ascon Sycon Leucon

51. ASCON Forma de tubo Pequeña Constan de racimos de individuos tubulares fusionados a lo largo de sus ejes longitudinales o por sus bases Perforada por muchos poros inhalantes o incurrentes Los poros desembocan en la cavidad interior: Espongocele, que conduce hacia el exterior (Ósculo)

52. La pared del cuerpo es relativamente simple superficie exterior cubierta por pinacocitos, integran el pinacodermo Los márgenes son contráctiles, de modo que puede reducir todo su tamaño. Los pinacocitos secretan el material para fijar la esponja al sustrato Cada célula está formada por un porocito formando un ostiolo que se abre o cierra

53. Debajo del pinacodermo se encuentra el mesohilo formado por una matriz de proteína gelatinosa que contiene material esquelético y células ameboideas. Esqueleto puede constar de espículas calcáreas, silíceas, fibras de espongina proteínica o una combinación.

54. Osteolo Coanocito Espongocele Osculo ASCON

55. SICON Se observan como las asconoides, pero más largas. Mantienen la forma de tubo y sus individuos terminan es un solo ósculo. La pared del cuerpo es más complejo, y el espongocele está delineado por los pinacocitos. Los coanocitos asemejan un arreglo de canales radiales en serie.

56. Ó sculo terminal protegido por una faringe de espículas monoaxónicas formando un collar oscular. No se encuentran en colonias. El espongocele evaginó para formar canales radiales de coanocitos alineados (canales coanocíticos). El espacio entre ellos son llenados con canales incurrentes. Los prosópilos (pequeñas aberturas) conectan el coanodermo con los canales incurrentes.

57. El agua circula por el osteolo , dentro de los canales incurrentes, atraviesa los prosópilos y llega a los canales coanocíticos. Aquí los coanocitos ingestan la comida. Los flagelos de los coanocitos conducen el agua para pasar al osteolo que conecta los conales coanocíticos con el espongocele, aquí emerge a través del ósculo.

58. La mesoglea es similar a la de los asconoides. Las esponjas tipo sicon, pasan por un estadío de ascon en su desarrollo embrionario. Los canales coanocíticos se forman simplemente por la evaginación de la pared del cuerpo.

59. Osteolo Prosopilo Canal coanocitico Coanocito Apopilo Sicon (simple)

60. Cortex Poro dermal Canal incurriente Coanocitos Prosopilo Canal coanocitico Canal incurrente Apopilo SICON (COMPLEJO)

61. LEUCON Son las esponjas con mayor grado de complejidad. Forman grandes masas conteniendo muchos osculos . Cada ósculo maraca un miembro de la colonia, pero los límites entre ellos son indefinidos. Los canales coanociticos envuelven un canal excurriente dentro del que descargan el agua.

62. Pequeños canales excurrientes se unen para formar uno largo, convergiendo todos en el canal excurriente mayor a través del cual el agua llega al ósculo para salir. Formas leuconides componen las clases calcarea y demospongia

63. Osculo Apopilo Cámara coanocítica Prosópilo Canal incurrente Poro dermal Canal excurrente LEUCON

64. TAXONOMÍA

65. las esponjas se engloban en cuatro clases: Calcárea ( calcispongiae ) Hexactinellida ( hyalospongiae ) Demospongiae Sclerospongiae

66. Clase calcárea Esponjas calcáreas Espículas de carbonato de calcio Todas las espículas del mismo tamaño general y son monoaxónicas, triaxónicas o tetraxónicas . No tienen fibras de espongina Pueden presentar Ascon , Sicon y Leucon . Colores: pardo, amarillas, rojas, lavanda. Menos de 10 cm Aguas costeras de poca profundidad

67. Clase Hexactinellida Esponjas vítreas Espículas triaxónicas con seis puntas Algunas espículas se fusionan entre sí entre sí para formar un esqueleto de tipo silíceo; constan de largas fibras silíceas que se parecen a la fibra de vidrio (esponjas vítreas) Simétricas e individualizadas. Forma de jarra, cáliz o urna 10 – 30 cm de altura Colores claros

68. Espongocele bien desarrollado y el único ósculo está cubierto a veces por una placa cribada. (una cubierta a modo de tamiz formada por espículas fusionadas entre sí. La presencia de penachos basales de fibras espiculares, implantados en la arena permite que muchas especies vivan en fondos marinos. Sobretodo en aguas profundas Cosmopolitas; dominantes en Antártida

69. La histología de las hexactinélidas es diferente: Todas las superficies expuestas al agua no están cubiertas por un pinacodermo, sino por una capa sincitial a través de la cual asoman varias espículas. Las cámaras flageladas están cubiertas por otro sincitio que contiene flagelos con collares. Los arqueocitos son uno de los pocos tipos celulares definidos. Cámaras flageladas en forma de dedal Superficialmente de forma sicon.

70. Especies del género Euplectella (canastas de Venus) mantienen relación comensal con algunos camarones ( Spongicola ) quedando atrapados en su espongocele y se alimentan del plancton. Además relaciones comensales con un cangrejo ( Chorilla ) y un isópodo ( Aega ) .

71. Clase Demospongiae 90 % de las esponjas Desde aguas someras hasta grandes profundidades Coloraciones vivas (presencia de gránulos de pigmento localizado en los amebocitos ) Esqueleto variable; de fibras de espongina o espículas silíceas (monoaxónicas o tetraxónicas , nunca triaxónicas – hexactinas -)

72. Leuconoides Enorme variedad de formas debido a la limitación de espacio, pendiente del sustrato o velocidad de las corrientes Algunas esponjas tienen hábitos incrustantes, lo que les permite vivir dentro de conchas de moluscos o entre corales. (Familia Clionidae) Esponjas dulceacuícolas (Familia Spongillidae ) Esponjas comúnes de baño (Familia Spongiidae )

73. Esponjas de baño comerciales ( Spongia e Hippospongia ) El esqueleto de estos animales es formado exclusivamente por fibras de espongina Las esponjas las pescan buceadores y luego se deja que el tejido vivo se descomponga dentro del agua, se lava el esqueleto formado por fibras de espongina anastomosadas. Las “esponjas” de colores que se expenden normalmente son en realidad un producto sintético.

74. Clase Sclerospongiae Esponjas que viven en grutas y en túneles de arrecifes de coral Leuconoides Esqueleto interno de espículas silíceas y fibras de espongina, pero estos elementos y el tejido vivo circundante descansa sobre un esqueleto basal sólido de carbonato de calcio