Filo Porifera. Metazoa. Esquema Filogenético. Choanoflagellata (grupoirmão. de Metazoa) Choanoflagelatta -Protozoa

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1 Esquema Filogenético de Metazoa Choanoflagellata (grupoirmão de Metazoa) Choanoflagelatta -Protozoa Metazoa Porifera é um Grupo Monofilético (possui ancestral em comum) Choanoflagellata Reino Protista versus - células pedunculadas, sésseis, solitárias ou em colônia; - possuem um único flagelo que é circundado por um colarinho transparente em forma de cesta, o coanócito. O colarinho atua como uma rede de captura de alimento, sendo que o flagelo atrai o alimento através do batimento. No colarinho o alimento é ingerido por pseudópodes. Origem dos Metazoa Conhecimento Atual da Filogenia de Metazoa - Duas teorias principais: Sincicial e Colonial, ambas baseadas na origem a partir de um protista - Sincicial: protista multinucleado, bilateralmente simétrico e ciliado. Em um passo evolutivo importante os núcleos da superfície foram envoltos por membrana produzindo uma epiderme ciliar (Acoela). - Colonial: protista flagelado colonial teria dado origem a um ancestral planulóide (plânula tipo larval básico dos cnidários). Essa teoria foi apoiada pelo argumento de que as paredes corpóreas de muitos metazoários basais (Porifera e Cnidários) possuem células monoflageladas. Mesma função e formato, possui os coanócitos no de Metazoa 1

2 Conhecimento Atual da Filogenia de Metazoa Origem dos Metazoa - A maioria das evidências atuais apontam para o filo protista Choanoflagellata, os quais apresentam células com colarinho idênticas aos de Porifera (coanócitos) e únicas (sinapomorfia) desses dois grupos. Origem dos Metazoa - Dados moleculares também corroboram que o ancestral de metazoa surgiu dos coanoflagelados ou de um ancestral comum. -Com base nisso, calcula-se que os metazoários teriam surgido entre 1,0 a 1,2 bilhão de anos atrás. Esquema Filogenético de Metazoa Grupo Monofilético (possui ancestral em comum) Choanoflagellata (grupoirmão de Metazoa) Porifera Metazoa Metazoa??... Será? A discussão se Porifera estaria dentro do grande Reino do Metazoa é antiga. Tudo depende de um pequeno ponto de vista. Como considerar um grupo dentro ou fora de Metazoa? O melhor é saber que Porifera inclui seres que representam a fascinante transição dos seres unicelulares (alguma linhagem de Protista no caso de a mesma de Choanoflagellata) para o seres multicelulares propriamente ditos (todos os metazoários Reino Metazoa) Nesse contexto podemos dizer que Porifera possui um nível de construção Parazoário. São organismos multicelulares porém não apresentam camadas germinativas verdadeiras no seu desenvolvimento embrionário. Isso resulta na ausência de tecidos verdadeiros, sendo que suas células são totipotentes capazes de mudanças na sua forma e função. Embora sejam multicelulares, os Porifera funcionam basicamente de forma semelhante a organismos unicelulares (Protista). 2

3 ESTRUTURA DE UMA ESPONJA - do latim Porus poro e ferre possuir; - seres popularmente conhecidos como esponjas; - animais sésseis, filtratores e multicelulares que se utilizam de células flageladas chamadas coanócitos para circular água por um sistema de canais exclusivo do grupo; Mesma função e formato, possui os Choanoflagellata (um Filo de Protista) Fonte: slideshare Esponjas (Porifera) são seres fascinantes? Esquema Filogenético de Metazoa Sim! Aparentemente simples, são constituidos de milhões de células, formando um mosaico espetacular de formas e cores vibrantes. A biologia pode se tornar muito mais atraente se você perceber que as características de um organismo representam as adaptações ao ambiente; que a forma de um órgão ou de uma estrutura celular esta ligada a função que eles executam e que as diferenças e semelhanças entre um ser vivo e outro são produtos da evolução. (Mothes et al. 2006) Porifera Vertebrata (várias modificações desde o ancetral com Porifera) Metazoa Portanto lembrem... Não existe o ser mais evoluído ou menos evoluído; o que existe são adaptações diferentes ao meio. Lembrem todos os organismos necessitam fazer as mesmas funções vitais (comer, respirar, metabolizar, excretar e reproduzir) e que nesse sentido, apenas procuram meios diferentes para isso. Lembrem ainda que as esponjas, como vocês ou qualquer outro Metazoa, possuem espécies vivendo atualmente, a única coisa é que as esponjas atuais sofreram poucas modificações estruturais comparado ao ancestral em comum das esponjas+ resto de Metazoa. Ancestral em comum de Esponja+resto de Metazoa 3

4 - como foi visto, são seres multicelulares, contudo sem ainda apresentar tecido verdadeiro (com origem nas camadas germinativas: ectoe endoderme); - vivem em ambientes aquáticos, principalmente marinho; - possuem cerca de spp.; - produção de fármacos (doenças); - tamanho: desde pequenas (poucos milímetros) até grandes (um metro de altura e diâmetro) - coloração (vivas): verde, amarelas, laranjas, violetas, vermelhas; - crescimento irregular (não simétrico) - arquitetura corporal construída ao redor de um sistema de canais de água (correlação entre alimentação e modo de vida fixo ao substrato); - A superfície corporal (pinacoderme) é perfurada por muitas aberturas pequenas (óstios ou poros), por onde a água penetra até alcançar a cavidade central (átrio ou espongiocele). Após a filtração, a água é expelida para o meio através de uma abertura maior chamado ósculo. ósculo poro - Parede corporal simples, revestidade de células denominadas pinacócitos (formando a pinacoderme) - Cada poro (óstio) é formado por uma célula ou várias células (os porócitos ou poros dérmicos). Célula em forma de anel que se estende da pinacordeme até o átrio. átrio (espongiocele) 4

5 -Abaixo da pinacoderme está o mesoílo (matriz proteica gelatinosa com células ameboides, amebócitos, e material esquelético rede de espículas + colágeno fibrilar) - o colágeno fibrilar é formado basicamente de espongina (colágeno fribroso de sustentação) - as espículas podem ser calcárias ou de sílica e são produzidas por esclerócitos - O mesoílo (arqueócitos) tem papel fundamental na digestão, secreção do esqueleto, transporte de nutrientes, excretas e produção de gametas. Portanto, o esqueleto de sustentação de uma esponja é constituído por uma rede de espículas rígidas, fibras flexíveis e sedimentos externos, como areia. - internamente a parede do corpo é revestida pelos coanócitos (células flageladas típicas) e formam a coanoderme. Lembrem de Choanoflagellata 5

6 CARACTERÍSTICAS DE PORIFERA CARACTERÍSTICAS DE PORIFERA - Não chegam a gástrula durante o desenvolvimento embrionário sem folhetos - Não formam tecidos são Parazoários - Não possuem boca nem ânus - Simetria radial ou assimétricos - São filtradores; - A água entra pelo porócito e passa pela espongiocele saindo pelo ósculo; - Respiração e excreção por difusão; - Digestão intracelular PRINCIPAIS CÉLULAS DE PORIFERA - Coanócitos - Movimentação da água; - Captura de nutrientes; - Podem iniciar a digestão ou repassar os nutrientes aos amebócitos; Fonte: slideshare 6

7 PRINCIPAIS CÉLULAS DE PORIFERA PRINCIPAIS CÉLULAS DE PORIFERA - Amebócitos - Distribuição de nutrientes; - Transporte de espermatozóides ao óvulo; - Digestão de nutrientes; - Formação de elementos esqueléticos - Células totipotentes (originam outras células) - Pinacócitos - Parede externa das esponjas; - escleroblastos; - Formam espículas de sustentação silicosas ou calcárias; - Espongioblastos - Formam fibras proteicas de sustentação feita de espongina; - Porócitos - Permitem a entrada de água na esponja. - internamente a parede do corpo é revestida pelos coanócitos (células flageladas típicas) e formam a coanoderme. Movimento da água pelo sistema de canais - os coanócitos promovem a circulação (através do flagelo) da água dentro do átrio, capturando assim através do colarinho partículas alimentares e contribuindo para as trocas gasosas e excreção. 7

8 - Além desses tipos celulares (pinacócitos, porócitos, coanócitos, esclerócitos) existem os miócitos: células encontradas no mesoílo com função de contração, ficam próxima ao ósculo. - Arqueócitos (amebócitos): células amebóides que são capazes de se diferenciar e dar origem a virtualmente qualquer um dos outros tipos celulares. Além disso tem papel importante na digestão e transporte de nutrientes. - Além dessas, existem outros tipos celulares menos importantes ou de funcionalidade ainda não definida. arqueócito miócito Sistemas - nutrição: digestão intracelular (fago- e pinocitose). A captura e digestão pode ser feito pelo coanócitos (idêntico aos protistas Choanoflagellata) ou pelo arqueócitos (células amebóides livres no mesoílo). Os arqueócitos asseguram o transporte dos nutrientes pelo corpo da esponja. * alimento coanócito arqueócito corpo; * alimento arqueócito corpo. - Lembrando apenas que o alimento é restrito ao tamanho do poro, mas não é seletivo. - O material não digerido é expelido como pequenas cápsulas recobertas por muco. - A maioria das espécies são filtradoras, contudo existem espécies carnívoras, as quais não apresentam o sist. aquífero e coanócitos e utilizam as espículas e tentáculos para capturar presas como larvas de crustáceos. Filtram até 1500 L de água por dia. DIGESTÃO EM PORIFERA Sistemas - sustentação: rede de espícula+fibras+sedimentos externos; Esquema de esqueleto de rede de espongina com espículas. Esquema de esqueleto de rede de espongina sem espículas Espículas: calcáreas e silicosas (várias formas) + fibrilas de colágeno (espongina) + sedimentos (areias) Classificação: baseada na forma e composição química das espículas 8

9 Classificação - As esponjas podem ser diferenciadas artificialmente pela complexidade do corpo. Artificialmente pois não representa nenhuma relação importante com as 3 classes que compõe o Filo. - Esses padrões de complexidade apresentam um papel importante no entendimento da construção corporal versus tamanho do corpo versus aproveitamento do sistema aquífero. -Já que a complexidade do corpo não traduz a classificação natural do Filo, como estão divididos os grupos dentro do Filo? - O filo Porifera é dividido em três Classes: Classe Calcarea: espícula composta inteiramente de carbonato de cálcio e com 1, 3 e 4 raios. Marinhas; Classe Demospongiae: espículas de sílica mas nunca com 6 raios. Marinhas ou água doce. Classe Hexactinellida: espículas de sílica e com 6 raios. Marinhas e de águas profundas; considerou-se ser um novo filo, devido às características estruturais diferenciadas. asconóide siconóide leuconóide - Os modelos asco-, sico- e leuconóides variam principalmente na coanoderme (camada interna formada pelos coanócitos). - No caso do modelo asconóide a coanoderme é simples e contínua. Os coanócitos posicionam-se em uma grande cavidade denominada espongiocele (átrio) e a água é expulsa por um grande ósculo. Esse tipo de esponja raramente ultrapassa 10cm de altura - No caso do modelo siconóide a coanoderme é dobrada e poder ser contínua ou não. Os coanócitos posicionam-se em pequenas cavidades, as câmaras coanocitárias, de onde a água é expulsa por um grande ósculo. Nesse tipo de esponja o mesoílo é espesso formando um segunda camada (córtex). Esponjas que podem atingir tamanhos maiores que as asconóides. asconóide siconóide 9

10 - No caso do modelo leuconóide a coanoderme é dobrada e não contínua. Os coanócitos posicionam-se em pequenas cavidades (câmaras coanocitárias) e a água é expulsa por pequenos ósculos. Nesse tipo de esponja o mesoílo é espesso formando um segunda camada (córtex). Esponjas que podem atingir tamanhos maiores que as asconóides e siconóides. SISTEMA AQUÍFERO EM ASCONÓIDE Comum nas esponjas da Classe Calcarea Fluxo de água: óstio espongiocele ósculo leuconóide SISTEMA AQUÍFERO EM SICONÓIDE Comum em várias esponjas da Classe Calcarea Fluxo de água: poro inalante (dérmico) câmara coanocitária apópila átrio ósculo SISTEMA AQUÍFERO EM SICONÓIDE Comum nas esponjas da Classe Calcarea e Demospongiae. Fluxo de água: poro inalante (dérmico) canal inalante prosópila câmara coanocitária apópila canais exalantes ósculo 10

11 - Porque esses padrões de complexidade apresentam um papel importante no entendimento da contrução corporal versus tamanho do corpo versus aproveitamento do sistema aquífero. - Notem que o aumento da complexidade corporal das esponjas aumenta a superfície de contato (coanócito-água circulante) e traduz novamente a idéia da razão corporal de organismos sem sistema circulatório especializado (área/volume). TIPOS MORFOLÓGICOS ASCONÓIDE OU ASCON: Maior espongiocele; Menor número de coanócitos; Menor tipo morfológico SICONÓIDE OU SICON: Espongiocele intermediária; Quantidade de conócitos intermediária; Tamanho intermediário LEUCONÓIDE OU LEUCON: Espongiocele reduzida; Maior número de coanócitos; Maior tamanho. asconóide siconóide leuconóide CLASSIFICAÇÃO Sistemas - excreção e trocas gasosas: por simples difusão da parede do corpo (coanoderme); - nervoso: não existem neurônios ou órgãos sensorias definidos. O que existe é a comunicação célula-célula (mecânica e química) no qual resulta no fechamento dos poros, ósculo e parada do sist. aquífero a partir de estímulo qualquer. - reprodução: assexuada (vários modos) e sexuada 11

12 Na reprodução assexuada, temos: REPRODUÇÃO ASSEXUADA - regeneração: fragmentos forçados ou espontâneos e consequente reorganização celular. - formação de gêmulas: estruturas esféricas formadas para dormência em condições ambientais não ótimas (gêmula = massa de arqueócitos com reservas alimentares). - brotamento: expansões partindo lateralmente do corpo principal. Ao se desligar, o broto pode ser levado pela corrente de água ou simplesmente formar novo individuo ao lado do individuo de origem. Na reprodução sexuada, o que acontece é: REPRODUÇÃO SEXUADA - mesmo a maioria das esponjas sendo hermafroditas (macho e fêmea no mesmo individuo) não ocorre a autofecundação, pois a produção e liberação dos gametas (óvulos e espermatozoides) ocorre em períodos separados. - óvulos originados de coanócitos ou arqueócitos e espermatozoides originados de coanócitos. - óvulos e espermatozoides liberados pelo ósculo. 12

13 - após a liberação, a fecundação é externa e subsequente formação de uma larva planctônica. Nesse caso são ovíparos pois há o surgimento de ovo. -algumas são vivíparas, no qual o macho libera o espermatozoide e esse é capturado pelo sist. aquifero da fêmea. Um coanócito da fêmea captura o espermatozoide e carrega-o até o óvulo ainda no mesoílo. Após a fecundação é liberado um larva planctônica. larvas planctônicas - após certo período a larva se fixa e inicia formação do novo individuo (metamorfose). CICLO DE VIDA DE UM PORIFERA LARVA ANFIBLÁSTULA 13