BORSÓ: JELLEMZŐK, OSZTÁLYOZÁS, SZAPORODÁS - BIOLÓGIA - 2025

A Porifera a legegyszerűbb, és a Phylum Porifera a többsejtű állatokhoz tartozik, közismert szivacsként. Ezek az állatok teljesen vízi, körülbelül 15 000 szivacsfaj él a tengerekben, és csak körülbelül 150 található az édesvizekben.

A szivacsok mérete rendkívül változó: átmérőjük néhány millimétertől több mint két méterig terjedhet. Nagyon színes organizmusok, mivel több pigmentet tartalmaznak a dermisz sejtjeiben.

Étrendjüket tekintve képesek vízben szuszpendált élelmiszer-részecskék bevételére, mivel ülő organizmusok, és nem képesek aktívan keresni élelmüket. Van azonban egy húsevő szivacs család, amely megtöri a szűrő adagolási mintáját.

A szivacsváz lehet merev és / vagy rostos. A váz rostos részeit a sejtmátrixba ágyazott kollagén szálak, például spongin alkotják. Ezzel szemben a merev rész meszes vagy szilícium-dioxid-szerű szerkezetekből áll, úgynevezett spicules.

A szivacsok fontos szerepet játszanak a biogeokémiai ciklusokban, például a nitrogénciklusban. Hasonlóképpen, szimbiotikus asszociációkat képezhetnek más szervezetekkel, mikroszkopikus halaktól, többek között a polihettektől. Jelenleg a Phylum Porifera négy osztályba tartozik: Calcarea, Hexactinellida, Demospongiae és Homoscleromorpha.

jellemzők

A Phylum Porifera családjába tartozó organizmusokat többsejtes, diblasztikus és acellómás állatok jellemzik, amelyek különféle sejttípusokból állnak.

Morfológiai szempontból pórusok, csatornák és kamrák sorozatát szervezik meg, amelyek lehetővé teszik a víz átjutását az állaton belül, és így táplálékot és oxigént kapnak.

Más állatoktól eltérően, a szivacsok - felnőtt állapotukban - teljesen ülők, és szubsztrátumhoz, például korallokhoz, sziklákhoz vagy más felületekhez vannak rögzítve.

A szivacs alakja meglehetõsen változó, radiális szimmetriát mutat, vagy nem mutat szimmetriát. Különféle formákban növekedhetnek, az egyenestől az elágazó vagy a fogazott szivacsig, és általában telepekben élnek.

Nincsenek szervek vagy szövetek

A szivacsoknak nincsenek valódi szervei vagy szövetei; ezért az élelmiszer-részecskék emésztése intracellulárisan, valamint a légzés és a diffúzióval történő kiválasztás folyamata történik. Az idegrendszerük diffúznak tekinthető, bár az idegrendszer jelenléte a borsóban vitatott kérdés.

Hihetetlen sejtregenerációs folyamattal büszkélkedhet a szivacs. Valójában, ha egy szivacsot darabokra vágnak, akkor minden egyes fragmentum új szivacsot fejleszthet egy szomatikus embriogenezisnek nevezett eljárás útján.

A szivacsok történelmileg tengeri növényeknek voltak besorolva. Azonban 1765 közepén a kutatók felhívták a figyelmet kétségtelen állati természetére.

A szivacsok világszerte vannak elosztva, és sokféle vízi környezetben élhetnek, a nyugodt és a sekély vizetől a sarki régiókig.

Szivacs minták

A szivacsok testterve rendkívül egyszerű: egy külső pinacoderm nevű sejtréteg, amely elválasztja a belső régiót, azaz mesoglea-t vagy mesohilo-t, egy kollagénből álló zselatin régiót. A belső felületeket choanocyták, henger alakú sejtek veszik körül, flagellummal.

Azokat a régiókat, amelyek nincsenek bélelt a koanocitákkal, egy másik sejttípussal, az úgynevezett pinacocytákkal vonják be.

A minták típusai

A szivacsok háromféle kivitelűek, amelyek különböznek a choanocyták helyétől. Ez a pelyhesített sejt olyan osztály, amely olyan áramot hoz létre, amely megkönnyíti a víz és a tápanyagok áramlását. A következő típusokat lehet megkülönböztetni:

Asconoid szivacsok

Az aszconoid szivacsok kicsi, primitív, egyszerű formák, perforált pórusok által perforálva, amelyek spongocele-nek nevezett üregbe nyílnak. A spongocele az osculumon kívülre nyílik.

Az aszconoid típusú szivacs nem hatékony primitív morfológiát képvisel, mivel a spongocele-t tartalmazó vízmennyiség nagy, és nehéz kiüríteni.

A Sycon szivacsok

A syconic szivacsok vízszintes redőkkel rendelkeznek a test falában, ami összetett és vastag. A víz a felbukkanó csatornákon keresztül jut át ​​a dermális pórusokon, az oztiolokon és a sugárzott csatornákon - amelyeket choanocyták fednek le - a prosopilókon keresztül, amelyek finom nyílások.

Leuconoid szivacsok

A leuconoid szivacsok nagyobb bonyolultságot mutatnak, mivel a flagellate csatornákban redők vannak, amelyek kamrákat képeznek, amelyek jelentősen megnövelik a tápanyagok előállításának felületét.

Osztályozás

A Phylum Porifera szivacsokra három osztályba tartozik: a Calcarea, a Hexactinellida és a Demospongiae osztályba. Az alábbiakban részletesen leírjuk az egyes osztályokat:

Calcarea osztály

A Calcarea osztályba tartozó borsók tű alakú tüskékkel vagy három vagy négy sugarakkal rendelkeznek, amelyek kalcium-karbonátból készülnek. Az ebbe az osztályba tartozó fajok kicsik és ritkán haladják meg a 10 centimétert.

Néhány torkolatban azonban azt találták, hogy a Sycon ciliatum szivacs akár 50 centiméter is lehet. Hasonlóképpen a Leucetta avokádó és a Pericharax heteroraphis fajok élnek a korallzátonyokon a Csendes-óceánon és eléri a 20 centimétert.

Általában sekély vízfajoknak tekintik őket, bár bizonyítékok vannak arra, hogy 4000 és 6000 méter mélyen helyezkedhetnek el az abyssal területeken.

Minden faj tengeri, és a csatornarendszerek három típusát képviseli: aszconoid, syconoid és leuconoid. Körülbelül 300 faj ismert, néhány példa a következő: Leucosolenia complexata, Sycon gelatinosum, Grantia Underesa és Clathrina.

Hexactinellida osztály

Az ebbe a csoportba tartozó szivacsokat üveges szivacsnak nevezzük, mivel a tüskék általában hálózatot alkotnak és szilikonból állnak, és hat sugarat (triaxikális) tartalmaznak.

Valamennyi faj tengeri, túlnyomórészt Antarktiszon él és mélyvízben él. A flagellate kamrák syconoid és leuconoid típusúak. Mintegy 500 faj ismert, többek között a Hexactinella, Farrea, Euplectella, Aphrocallistes fajok közül.

Class Desmopongiae

Szilícium-dioxid-tüskékkel rendelkeznek, amelyek nem triaxonic, de lehetnek monoaxonic, tetraxonic vagy polyaxonic. Ezenkívül csak szivacsos vagy mindkettőt tartalmazhatnak.

Ebben az osztályban vannak a Spongiidae családhoz tartozó híres "fürdő" szivacsok, amelyek bőséges szivacsosak.

Legtöbbjük tengeri környezetben él, bár beszámoltak egy olyan családról, amely édesvízi környezetben él, mint például a Spongilia lacustris és az Ephidatia fluviatilis. Leuconoid típusúak.

A fürdőszivacsokon kívül más, ehhez az osztályhoz tartozó nemzetségek is említhetők, mint például: Thenea, Cliona, Myenia, Poterion és Callyspongia.

Ezen osztályon belül van egy nagyon különleges rend, a Poecilosclerida, melyet sajátos húsevő táplálkozási szokása jellemez.

A szűrő rokonokhoz képest a húsevő szivacsoknak nincs víztartó rendszere (a Chondrocladia nemzetség kivételével) choanocytákkal, ami a fenyők diagnosztikai jellemzője.

Ebben a sorrendben a ragadozók magukba foglalják a kis gerincteleneket, főleg a rákféléket. A Cladorhizidae családban nyolc nemzetségben körülbelül 119 húsevő szivacs található, ezek között a Cladorhiza, Asbestopluma és Chondrocladia.

Homoscleromorpha osztály

Ez a legkisebb osztály a parfümből, amelyet csak 87 faj követ, és amelyek a következő nemzetségekbe tartoznak: Oscarella, Pseudocorticium, Corticium, Placinolopha, Plakina, Plakinastrella és Plakortis.

Jellemzőik flagelilezett pinacocyták; a csontváz változó, szilícium-dioxid-spikellel vagy anélkül, és van egy alapmembránuk.

Ha a csontváz meg van jelen, akkor négy sugaras szilícium-tetraxonikus tüskékből áll. A fajok többsége párna alakú, színezetükben nagyon eltérő, többek között kék, lila, zöld, sárga, piros árnyalatokkal.

Sötét vagy félig sötét ökoszisztémákban élnek, és mind sekély vízben, mind 100 méternél nagyobb mélységben elhelyezkedhetnek.

Korábban a Desmospongiae alosztályának tekintették. A közelmúltban a molekuláris bizonyítékokon alapuló tanulmányok javasolták a szivacsok e negyedik osztályának létrehozását.

Reprodukció

Aszexuális szaporodás

A szivacsok mind szexuális, mind szexuális reprodukciót tapasztalhatnak. Az asexualitás során a szivacs külső rügyeket hoz létre, amelyek növekednek, és amikor elérik a megfelelő méretet, leválnak az anyaszivattyútól, és új, kisebb egyént alkotnak. A kolónia tagja lehet.

Az asexuális szaporodási folyamat belső rügyek kialakításával is előfordulhat, úgynevezett drágakövek.

Kezdeti állapotban egy archeocitáknak nevezett sejttípus összekapcsolódik, és tüskék és sponginok rétege veszi körül őket. Ezek a struktúrák elkerülhetik a szülő testét, és új szivacsot képezhetnek.

A drágaköveket akkor állítják elő, amikor a szivacs számára kedvezőtlen környezeti feltételek állnak elő, és ezenkívül az új élőhelyek kolonizálásának egyik módja.

A drágakövek nem aktív időszakokban (például télen vagy alacsony hőmérsékleten) nyugalmi időszakba léphetnek be, és amikor ezek véget érnek, újraaktiválódnak, és új egyén alakul ki; ezért a szivacsok alkalmazkodásának tekintik a káros körülmények fennmaradását.

Szexuális szaporodás

A legtöbb szivacs férfi és női nemi sejtekkel rendelkezik ugyanabban az egyénben. Ezt a kettős állapotot monoeciousnek vagy hermaphroditikusnak nevezik.

A ivarsejtek (petesejtek és sperma) choanocytákból vagy archeocytákból származnak, fajtól függően. A spermákat a vízi környezetbe engedik, és belépnek egy másik szivacs testébe, ahol belépnek a flagellate kamrába és megtalálják a petesejtet.

A legtöbb esetben a szülői szivacs megőrzi a zigótát a megtermékenyítés után, majd egy lárvát csillogással, és felszabadul. A lárva képes úszni és mobil, ellentétben a heves felnőttvel. Más esetekben a tojások és a sperma a vízbe engedik.

Bizonyos speciális esetekben egy üreges blastula képződik, amelynél a "száj" kinyílik, és a blastula megfordul; így a korábban a blastocele-nek kitett sejtek a külső oldalukkal néznek szembe.

Emésztés és kiválasztás

A szivacsoknak nincs emésztőrendszer vagy ürülékrendszer. Ehelyett a vízi szállítócsatorna-rendszer látja el a szervezet életének ezen alapvető funkcióit.

A szivacsok elsősorban a vízben szuszpendált részecskék táplálásával táplálkoznak, amelyeket a szivacsba pumpálnak.

A víz a külső sejtágyban elhelyezkedő kicsi pórusokon keresztül jut be. A szivacson belül a tápanyagot a choanociták összegyűjtik, és így szuszpenziós táplálást érnek el.

Kisebb részecskék fagocita folyamat útján léphetnek be a choanocytákba. Két további sejttípus, a pinacocyták és az archeocyták szintén részt vesznek a részecskék felvételében. Másrészt, a légzés és a kiválasztás egyszerű diffúziós folyamatok útján történik.

Idegrendszer

A szivacsokban hiányoznak idegsejtek vagy "valódi neuronok"; kimutatták azonban, hogy ezek az állatok reagálhatnak a külső ingerekre.

A szivacsok zsugorodó sejteket tartalmaznak, amelyek a protoplazmatikus átvitel miatt egyfajta lassú vezetőképességgel reagálnak a környezetre.

2010-ben egy kutatócsoport felfedezte, hogy az Amphimedon queenslandica szivacs genomjában olyan idegsejtekhez kapcsolódó gének vannak, amelyek hasonlóak a cnidarianusokban és más állatokban találhatóakhoz.

Ezen gének között kiemelkednek többek között a gyors szinaptikus transzmisszióhoz kapcsolódó enzimek, a neurotranszmitterek szintézisében részt vevő enzimek.

Az A. queenslandica lárvák sejttípusainak jellemzésekor lehetséges volt olyan sejttípusokat javasolni, amelyek valószínűleg kapcsolatban vannak az érzékszervi funkciókkal.

Például olyan fotoreceptor sejteket találtak, amelyek szabályozzák a fototaxist, a lárvák hátsó részében. Valójában a lárva képes megválasztani azt a szubsztrátot, ahol a felnőtt felépül.

Evolúció és filogenezis

A Phylum Porifera a bolygó legrégebbi létező metazojaiból áll. A szivacsok egy olyan csoport, amely a kambrium előtt származott. Valószínűleg egy mésztartalmú szivacsok egy csoportja elfoglalta a paleozoikus tengereket; a devónban az üveges szivacsok csoportjának gyors fejlődése következett be.

A molekuláris vizsgálatok szerint a meszes szivacsok különálló kládhoz tartoznak, mint a Desmospongaie és a Hexactenellida osztályba tartozó szivacsok.

A molekuláris adatok azt sugallják, hogy a legrégebbi csoport a Hexactinellida, míg a Calcarea a legközelebb a metazoánok menedékjéhez.

Ezen bizonyítékok alapján két lehetőség merült fel: a meszes szivacsok a szilícium-dioxid szivacsok testvércsoportja, vagy a meszes szivacsok inkább más metazoánokhoz kapcsolódnak, mint a szilícium-dioxid szivacsokhoz; ez utóbbi esetben a Phylum Porifera paraphiletikus lenne.

Irodalom

1. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, és Garrison, C. (2001). Az állattan integrált alapelvei. New York: McGraw - Hill.
2. Kaas, JH (szerk.). (2009). Evolúciós idegtudomány. Academic Press.
3. Ryan, JF és Chiodin, M. (2015). Hol az eszem? Hogyan lehet, hogy a szivacsok és a placozoánok elveszítették az idegsejttípusokat? A Royal Society B filozófiai tranzakciói: Biológiai tudományok, 370 (1684), 20150059.
4. Srivastava, M., Simakov, O., Chapman, J., Fahey, B., Gauthier, ME, Mitros, T.,… és Larroux, C. (2010). Az Amphimedon queenslandica genom és az állatok komplexitásának alakulása. Nature, 466 (7307), 720-726.
5. Van Soest, RWM, Boury - Esnault, N., Vacelet, J., Dohrmann, M., Erpenbeck, D., De Voogd, NJ,… Hooper, JNA (2012). A szivacsok globális sokszínűsége (Porifera). PLoS ONE, 7 (4), e35105.
6. Wörheide, G., Dohrmann, M., Erpenbeck, D., Larroux, C., Maldonado, M., Voigt, O.,… és Lavrov, DV (2012). Mély filogenezis és szivacsok fejlődése (Phylum Porifera). In Advances a tengerbiológiában (61. kötet, 1–78. Oldal). Academic Press.