Complexo Educacional FMU Curso de Ciências Biológicas Zoologia de invertebrados I Filo Porifera Prof: Biólogo Luiz A.B. Mello Lula 2º semestre 2011
Filo Porifera Porifera (do latim porus, poro + hfera, portador de) 1. Características principais: Multicelulares mais primitivos Sem órgãos ou tecidos Células independentes Animais sésseis Poucos movimentos
Maioria são habitantes marinhos Águas rasas maioria Águas profundas algumas espécies Poucas espécies de água doce Substrato de fixação Consolidados ou duros: rocha, madeira submersa, conchas, corais Inconsolidados ou moles: areia ou lodo
2. Classificação dos Poríferos: Segundo Hickman, Roberts e Larson, 2009 Brusca & Brusca, 2007 Classe Calcarea (Calcispongiae) Subclasse Calcinea Subclasse Calcaronea Classe Hexactinellida (Hyalospongiae) Subclasse Amphidiscophora Subclasse Hexasterophora Classe Demospongiae Subclasse Homoscleromorpha Subclasse Tetractinomorpha Subclasse Ceractinomorpha
Classe Calcarea (Calcispongiae) Esponjas calcárias. Possuem espículas de carbonato de cálcio do tipo mono, tri ou tetráxonas e encontram-se geralmente separadas umas das outras. Apresentam os três tipos de organização corporal: asconóide, siconóide e leuconóide. Têm cor geralmente apagada, mas algumas espécies podem ser amarelo-brilhante, vermelhas ou lavanda. São de porte pequeno, a maioria com 10 cm de altura. São exclusivamente marinhas e ocorrem em todos os oceanos do mundo. Vivem preferencialmente nas águas costeiras e rasas. Exemplo: Sycon e Leucosolenia
Classe Hexactinellida (Hyalospongiae) Esponjas-de-vidro. Têm organização corporal do tipo siconóide, espículas silicosas com 6 raios (hexactinas), separadas ou unidas em rede, alguns esqueletos assemelham-se a fios de vidro; são as mais simétricas e individualizadas entre as esponjas; coanócitos somente em câmaras digitiformes; corpo geralmente cilíndrico, xícara, vaso ou urna. Tamanho médio entre 30 e 40 cm, mas podem atingir 1,0 metro de altura; coloração pálida. Há um átrio bem desenvolvido com um único ósculo o qual pode às vezes, estar coberto por uma placa crivada formada por espículas fundidas.
Revestimento superficial não apresenta pinacócitos, mas sim uma rede sincicial (massa multinucleada) formada pelos pseudópodos de amebócitos; longas espículas projetam-seatravés da rede sincicial. rede trabecular. São esponjas exclusivamente marinhas de águas profundas, entre 450 e 900 metros de profundidade, chegando até 5000 metros, podem ser encontradas em todos os oceanos, mas são mais comuns no Antártico. Exemplo: Euplectella
Classe Demospongiae A esta classe pertence a maioria das esponjas. São todas do tipo leucon e apresentam formatos irregulares. Vivem em águas rasas e profundas, e entre elas estão as esponjas de banho. Apresentam esqueleto de espículas silicosas, de espongina, de ambas, ou ausente. As espículas geral mente são monoaxônicas e tetraxônicas. Têm organização corporal do tipo leuconóide. Representam 95% das espécies de esponjas. Estão distribuídas desde águas rasa até grandes profundidades; coloração brilhante com diferentes cores e toda uma graduação de matizes. Apresentam os mais diversos padrões de crescimento, podem ser: incrustantes, ramificadas verticalmente, foliáceas, forma de urna ou tubular.
As esponjas de água doce pertencem principalmente à família Spongillidae, que contém a maioria das espécies. Esta família está distribuída por todo o mundo vivendo em lagos, rios, lagoas e nos oceanos. As espongilídeas contêm as conhecidas esponjas-de-banho, cujo esqueleto é composto apenas de fibras de espongina. Exemplo: Spongilla e Myenia
As esclerosponjas são encontradas em grutas e túneis associados a recifes de coral, apresentam um invólucro externo de carbonato de cálcio e esqueleto formado por espículas silicosas e fibras de espongina. Numerosos ósculos abrem-se na superfície calcária. Esta esponjas que formavam uma classe de, atualmente estão incluídas na classe Demospongiae.
3. Forma do corpo: Variedade de formas, cores e tamanhos Átrio ou espongiocele: cavidade interior Óstio: orifício lateral para a entrada de água Ósculo: orifício superior para saída de água Pinacoderme: revestimento externo da parede do corpo Pinacócitos: células da pinacoderme; contração das margens; alterações de tamanho; pinacócitos basais secretam material que fixa a esponja Porócitos: células especiais do poro inalante Coanóticos: células com flagelos projetados para o átrio; promovem a circulação de água
4.Tipos de estruturas: Asconóide Mais primitiva Pequenas e tubulares Grande átrio Fluxo de água lento Limitação de tamanho Leucosolenia sp
Siconóide Bolsas internas e externas com fundo cego Canais inalantes externo - invaginação da parede do corpo presença de óstios dérmicos - captação de água Canais radiais interno - evaginação da parede do corpo Prosópilas comunica os canais aferente e radial Apópilas comunica os canais à espongiocele Coanócitos confinados nos canais radiais também chamados de canais flagelados Sycon ciliatus
Leuconóide Forma grandes massas com ósculos numerosos. Poros dérmicos comunicam-se com os canais aferentes. Formação de câmaras flageladas. Sem átrio. Mycale laevis
5. Tipos de células: As células estão organizadas na meso-hilo (mesogléia, mesênquima). O meso-hilo é uma matriz protéica gelatinosa, isto é um tecido conjuntivo das esponjas. São encontrados várias células amebóides, fibrilas e elementos esqueléticos
Pinacócitos: É a maior aproximação de um tecido verdadeiro. São células epiteliais afiladas e achatadas. Algumas são em forma de T, com seus corpos celulares se estendendo para dentro da meso-hilo. São células pouco contráteis e auxiliam a regular a área de superfície da esponja. Alguns são modificados em miócitos contráteis, os quais estão geralmente organizados em bandas circulares ao redor dos ósculos ou poros, onde auxiliam a regular a taxa de entrada de água. Porócitos: São células cilíndricas, semelhantes a tubos, encontradas na pinacoderme formando os óstios. São contráteis e podem abrir e fechar o poro, regulando o diâmetro dos óstios.
Arqueócitos: São células amebóides que se deslocam no meso-hilo, e são responsáveis por várias funções. Podem diferenciar-se em qualquer célula Eles podem fagocitar partículas na pinacoderme e receber partículas dos coanócitos para digestão. Podem diferenciar-se em: Esclerócitos: secretam as espículas. Espongiócitos: secretam as fibras de espongina do esqueleto. Colêncitos: secretam o colágeno fibrilar. Lofócitos: secretam fibras de colágeno. Miócitos: contêm actina e miosina - agregam-se ao redor do ósculo - ajudam a controlar o fluxo de água. Oócitos e Espermatócitos: células reprodutivas que sofrem gametogênese.
Coanócitos: Células que forram os canais e câmaras flageladas. São ovóides com uma extremidade embebida no meso-hilo e a outra exposta. Esta extremidade exposta possui um flagelo circundado por um colarinho., formado por microvilos e microfibrilas forma um dispositivo de filtragem de partículas alimentares da água. O batimento de um flagelo empurra a água através de um colarinho em forma de peneira e a força a sair pela abertura superior deste colarinho.
As partículas que são muito grandes para entrar no colarinho são envolvidas em um muco secretado e deslizam na direção inferior do colarinho até sua base, onde serão fagocitadas. O alimento fagocitado é passado para as células arqueócíticas para que ocorra a digestão.
6. Tipos de esqueletos: O esqueleto fornece a sustentação. A principal proteína encontrada é o colágeno. Algumas Demospongiae secretam colágeno - espongina. As esponjas calcárias secretam espículas compostas na maior parte de carbonato de cálcio cristalino e apresentando um, três ou quatro raios. Esponjas-de-vidro (Hexactinellida) possuem espículas silicosas com seis raios, organizadas em três planos em ângulos retos um do outro.
Existem muitas variações na forma das espículas e estas variações estruturais são de importância taxonômica. microscleras Megascleras - espículas grandes que formam o principal esqueleto Microscleras espículas menores que sustentam a pinacoderme dos canais hídricos Monáxonas um eixo em formato de agulha; podem ser retas ou curvas Triáxonas três eixos Tetráxonas quatro eixos Poliáxonas vários eixos agrupados Fundidas umas às outras ou apenas agrupadas Imersas em espongina espícula espongina megascleras
Formação das espículas Exemplo da triaxônica 3 escleroblastos se unem Cada célula se divide em pares de células-filhas Ocorre a secreção da espícula Os raios são fundidos na base Cada par de escleroblasto se move ao longo da espícula Uma das células secreta o alongamento da ponta e a outra o espessamento União de escleroblastos Multiplicação celular Secreção da espícula Formas marinhas CaCO 3 Água doce SiO 2 Alongamento e espessamento
7. Fisiologia: Dependente da corrente de água Fornece oxigênio, alimento e remove dejetos Coanócitos responsáveis pela corrente de água através do batimento flagelar Água sugada para o interior átrio ou canal flagelado Seguem por canais eferentes ou diretamente para o óstio, onde o fluxo deixa a esponja
Nutrição Partículas pequenas (menos de 1mm) e bactérias são retidas no colarinho do coanócito; transferidas para vacúolos digestivos no citoplasma Particulas maiores (50mm) são fagocitas por amebócitos do meso-hilo Transferência de partículas entre tipos celulares Captura, transferência, digestão e egestão de partículas e bactérias
8. Reprodução: Assexuada Formação e liberação de brotos Gêmula agregados celulares chamados arqueócitos, envolvidos por espongina e espículas Ocorrência típica de inverno nas espécies de água doce; resistente às condições severas de temperatura Na primavera os arqueócitos emergem através da micrópila abertura da gêmula e desenvolvem-se em esponja adulta Regeneração Independência celular Constrição na base da esponja Separação de partes Novos indivíduos Processo utilizado na propagação de espécies comerciais
Rep. Assexuada: brotamento, gemulação Gêmulas estruturas de resistência à seca e ao frio mais comuns em spp. de água doce Grossa capa de colágeno com microscleras de sílica Suportam exposição de até -70 graus por até 1 hora! Arqueócitos se agregam no mesoilo e sofrem mitose células nutritivas se aproximam e são fagocitadas pelos arqueócitos revestimento de espongina e espículas. Uma vez formada, inicia a hibernação da gêmula esponja parental morre Condições ambientais melhoram arqueócitos saem da gêmula pela micrópila
Sexuada A maioria dos poríferos são hermafroditas. Os gametas são originados em células denominadas gonócitos, que derivam dos amebócitos. Os gametas masculinos (espermatozóides) saem da esponja através do ósculo (abertura principal do espongiocele), para em seguida, penetrar em outra esponja através dos poros, carregada pela corrente de água. Os coanócitos (células ovóides) captam os espermatozóides, transferindo-os para os óvulos, localizados na mesogléia, ocorrendo a fecundação. A maior parte das esponjas são vivíparas, sendo que após a fecundação o zigoto é retido e passa a receber nutrientes da esponja, até haver a liberação de uma larva flagelada, que irá nadar e se fixar em um substrato, originado um novo indivíduo.
9. Importância: - esponjas de banho (Demospongiae Spongiidae) passado: Flórida (1900: 156 ton, US$ 4/kg), Caribe, Tunísia hoje :Mediterrâneo - 10% de 1930 (US$ 16-86/kg) raras espongioculturas - cadeias tróficas das águas doces - alimento exclusivo de alguns peixes ("cascudo chita" Hipostomus regania e o "cascudo abacaxi" Megalancystrus aculeatus): Oncosclera navicella - jazidas de espongilitos (NW SP) - utilização em cerâmicas mais nobres (e.g., chips de computador, por exemplo e, talvez fibras óticas): Oncosclera, Uruguaya, Trochospongilla e Drulia - defesas de natureza química - compostos tóxicos - podem causar dermatites em seres humanos: Tedania, Neofibularia - compostos de interesse comercial (e.g., antibacteriana, antifungica, antiviral, antiinflamatórios, antitumorais, anti-fouling, citotóxicos) e.g. - Roche, SeaPharm, PharmaMar, Astra Phamaceuticals - indicadoras ambientais de poluição: sensíveis a suspensão resistentes a hidrocarbonetos e metais pesados - relacionadas à bioerosão - degradação de conchas e corais (reciclagem de CaCO3) nos recifes - Entretenimento infantil com transmissão de conhecimento biológico
Bibliografia consultada HICKMAN JUNIOR, C. P. Princípios Integrados de Zoologia. 11. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2004. RUPPERT, E.; BARNES, R. D. Zoologia dos Invertebrados. 6. ed. São Paulo: Roca, 1993. RUPPERT, E.; FOX, R.S.; BARNES, R. D. Zoologia dos Invertebrados. 7. ed. São Paulo: Roca, 2005. BRUSCA, R. C.; BRUSCA, G. J.; SILVEIRA, F. L. Invertebrados. 2. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2007.