Di cui circa 10000 specie conosciute vivere oggi sulla terra. I membri di questo tipo di animale sono spugne calcaree, spugne ordinarie, spugne a sei raggi. Le spugne adulte sono animali sedentari che vivono attaccandosi a superfici rocciose, conchiglie o altri oggetti sottomarini, mentre le larve nuotano liberamente. La maggior parte delle spugne ci vive ambiente marino, ma si possono trovare diverse specie nei bacini d'acqua dolce.
Le spugne sono animali multicellulari primitivi che non hanno un sistema digestivo, circolatorio o nervoso. Non hanno organi e le cellule non organizzano una struttura ben definita.
Esistono tre classi principali di spugne. Le spugne di vetro hanno uno scheletro costituito da aghi fragili e vitrei formati da silice. Le spugne ordinarie sono spesso colorate e crescono più grandi di altre spugne. Le spugne ordinarie rappresentano oltre il 90 percento di tutto specie moderna spugne. Le spugne di calce sono l'unica classe di spugne che hanno spicole composte da carbonato di calcio. Le spugne di lime sono generalmente più piccole di altri membri del tipo.
Il corpo di una spugna è come una borsa, perforata con tanti piccoli fori o pori. Le pareti del corpo sono composte da tre strati:
Le spugne si nutrono filtrando l'acqua. Aspirano l'acqua attraverso i pori situati lungo l'intera parete corporea nella cavità centrale. La cavità centrale è rivestita di cellule del colletto, che hanno un anello di tentacoli che circondano il flagello. Il movimento del flagello crea una corrente che trattiene l'acqua che scorre attraverso la cavità centrale in un foro nella parte superiore della spugna chiamato osculum. Quando l'acqua passa attraverso le cellule del colletto, il cibo viene catturato dagli anelli dei tentacoli. Inoltre, il cibo viene digerito nel cibo o nelle cellule ameboidi nello strato intermedio del muro.
Il flusso d'acqua fornisce anche un apporto costante di ossigeno e rimuove i rifiuti azotati. L'acqua esce dalla spugna attraverso un grande foro nella parte superiore del corpo chiamato osculum.
Le spugne sono suddivise nei seguenti principali gruppi tassonomici:
Le spugne sono animali molto particolari, quindi i ricercatori hanno deciso da molto tempo se questi organismi debbano essere attribuiti a piante o animali. Sono note circa 4500 specie di spugne. Tutti loro, ad eccezione di un piccolo numero di quelli d'acqua dolce, vivono nei mari e negli oceani. Le spugne sono gli organismi multicellulari più primitivi.
La forma del corpo delle spugne ricorda un bicchiere o una borsa (Fig. 1). Si tratta di forme sessili solitarie o più spesso coloniali. L'intero corpo di una spugna è crivellato di pori. Attraverso di loro, l'acqua con l'ossigeno disciolto e piccoli organismi galleggianti penetra nella spugna, che la spugna usa come cibo. L'acqua esce dalla spugna attraverso l'uscita - la bocca (osculum).
Lo strato esterno del corpo (ectoderma) è costituito da cellule a superficie piatta. Lo strato interno (endoderma) è costituito da cellule del colletto flagellate (coanociti), simili alle cellule flagellari coloniali. I coanociti catturano il cibo, che viene poi digerito all'interno delle cellule. Inoltre, speciali cellule ameboidi mobili catturano anche il cibo e lo digeriscono. Pertanto, la digestione della spugna è intracellulare, apparato digerente non ancora. Tra gli strati esterni ed interni delle cellule c'è la sostanza gelatinosa della mesoglea. Al suo interno sono sparse cellule di diversa funzione: cellule ameboidi, che servono per la digestione, gameti maturi e immaturi, scheletoblasti, cioè che formano uno scheletro. Lo scheletro è costruito da materia organica spongina o da aghi calcarei e di selce (spicole) ad uno, tre e quattro assi, anch'essi localizzati nella mesoglea.
Le spugne si riproducono asessualmente (per gemmazione) e sessualmente. Hanno una capacità ben definita di rigenerarsi.
Con lo sviluppo delle spugne si verifica un processo particolare. Lo strato esterno di cellule flagellari che si formano nelle larve si trasforma successivamente in endoderma (e non in ectoderma, come in altri animali) e lo strato interno di cellule embrionali, che di solito danno endoderma, nelle cellule esterne di un animale adulto. In nessun altro tipo di animali multicellulari, ad eccezione delle spugne, si osserva un tale fenomeno.
Si può vedere dalla descrizione di cui sopra che, a differenza dei protozoi, in cui tutte le funzioni vitali sono svolte da una cellula, la spugna ha una divisione di funzioni tra cellule e la relativa differenziazione morfologica. Ma non ci sono ancora o quasi nessuna connessione tra le cellule, nessuna coordinazione delle funzioni.
Ci sono due punti di vista sull'origine delle spugne. La presenza di cellule del colletto nelle spugne fa presumere la loro origine da alcuni antichi flagellati del colletto coloniale, indipendentemente dal resto del mondo animale. Tuttavia, la loro origine è più probabile da un ipotetico antenato di tutti gli organismi multicellulari - phagocytella, con cui la larva che si trova nella maggior parte delle spugne, il parenchima, ha una struttura molto simile. Il progressivo sviluppo delle spugne dovuto alla sedentarietà si è interrotto e la loro struttura potrebbe essere stata semplificata. Lo sviluppo e la struttura mostrano che le spugne si distinguono da altri tipi di organismi multicellulari e in termini filogenetici rappresentano un ramo cieco dell'albero genealogico degli animali.
Il valore pratico delle spugne è piccolo. Un certo numero di spugne di mare, dette spugne da toilette, sono state estratte dal fondo del mare fin dall'antichità e, dopo l'essiccazione, vengono utilizzate per il lavaggio. Nel nostro acqua dolce ah, c'è una spugna bodyaga che forma escrescenze su oggetti sottomarini. È usato in medicina tradizionale come agente antireumatico esterno.
Le spugne sono animali acquatici multicellulari sessili. Non ci sono tessuti e organi reali. Sistema nervoso sono sprovvisti. Il corpo sotto forma di borsa o di vetro è costituito da una varietà di cellule che svolgono varie funzioni e sostanza intercellulare.
La parete corporea delle spugne è permeata da numerosi pori e canali provenienti da essi, comunicanti con la cavità interna. Le cavità e i canali sono rivestiti con cellule del colletto flagellate. Con poche eccezioni, le spugne hanno scheletri minerali o organici complessi. Sono già noti resti fossili di spugne dalle rocce proterozoiche.
Spugne di lime e vetro:
1 - Polimastia corticata; 2 - spugna di mare (Halichondria panicea); 3 - coppa di Nettuno (Poterion neptuni); 4 - Spugna del Baikal (Lubomirskia baikalensis);
5, 6 - Clathrina primordiale; 7 - Feronema giganteum; 8 - Hyalonema sieboldi
Sono state descritte circa 5mila specie di spugne, la maggior parte delle quali vive nei mari. Il tipo si divide in quattro classi: spugne calcaree, spugne siliconiche o ordinarie, spugne di vetro oa sei raggi e spugne coralline. L'ultima classe comprende un piccolo numero di specie che vivono in grotte e cunicoli tra le barriere coralline e hanno uno scheletro costituito da una massiccia base calcarea di carbonato di calcio e aghi silicei uniassiali.
Ad esempio, considera la struttura di una spugna di lime. Il suo corpo è sacculare, la sua base è attaccata al substrato e la sua apertura, o bocca, è rivolta verso l'alto. La regione paragastrica del corpo comunica con l'ambiente esterno tramite numerosi canali che iniziano con i pori esterni.
Nel corpo di una spugna adulta ci sono due strati di cellule - ecto- ed endoderma, tra i quali si trova uno strato di sostanza senza struttura - mesoglea - con cellule sparse al suo interno. La mesoglea occupa la maggior parte del corpo, contiene lo scheletro e, tra gli altri, le cellule germinali. Lo strato esterno è formato da cellule ectodermiche piatte, lo strato interno è formato da cellule del colletto - coanociti, dalla cui estremità libera sporge un lungo flagello. Le cellule liberamente sparse nella mesoglea sono divise in immobili - stellate, che svolgono una funzione di supporto (collenciti), mobili scheletrici (scleroblasti), impegnati nella digestione del cibo (amebociti), ameboidi di riserva, che possono trasformarsi in uno qualsiasi di questi tipi e sessuale. La capacità degli elementi cellulari di passare l'uno nell'altro indica l'assenza di tessuti differenziati.
In base alla struttura della parete del corpo e del sistema dei canali, nonché alla localizzazione delle sezioni dello strato flagellare, si distinguono tre tipi di spugne, la più semplice delle quali è l'ascon e quelle più complesse, la sicon e la leukon .
Vari tipi di struttura della spugna e loro sistema di canali:
MA - ascon; B - sikon; A - leucone. Le frecce mostrano il flusso d'acqua nel corpo della spugna.
Lo scheletro di spugna si forma nella mesoglea. Lo scheletro minerale (calcareo o siliceo) è costituito da aghi (spicole) separati o saldati che si formano all'interno delle cellule degli scleroblasti. Lo scheletro organico (spugnoso) è composto da una rete di fibre simili in Composizione chimica alla seta e formata intercellularmente.
Le spugne sono organismi filtrati. Attraverso il loro corpo c'è un flusso d'acqua continuo, causato dall'azione delle cellule del colletto, i cui flagelli battono in una direzione - verso la cavità paragastrica. Le cellule del colletto catturano le particelle di cibo (batteri, unicellulari, ecc.) Dall'acqua che passa e le ingeriscono. Parte del cibo viene digerito sul posto, parte viene trasferita agli amebociti. L'acqua filtrata viene espulsa dalla cavità paragastrica attraverso la bocca.
Le spugne si riproducono sia asessualmente (per gemmazione) che sessualmente. La maggior parte delle spugne sono ermafroditi. Le cellule sessuali si trovano nella mesoglea. Gli spermatozoi entrano nei canali, vengono espulsi attraverso la bocca, penetrano in altre spugne e fecondano le loro uova. Lo zigote si fende, risultando in una blastula. Nelle spugne non calcaree e in alcune spugne calcaree, la blastula è costituita da cellule flagellari più o meno identiche (coeloblastula).
In futuro, parte delle cellule, perdendo flagelli, si tuffa verso l'interno, riempiendo la cavità della blastula e, di conseguenza, appare una larva-parenchima.
Più spesso, le spugne vivono in colonie risultanti da un germogliamento incompleto. Solo poche spugne sono solitarie. Ci sono anche organismi solitari secondari. La loro importanza nella vita dei bacini idrici è molto grande. Filtrando attraverso il loro corpo un'enorme quantità di acqua, aiutano a purificarlo dalle impurità dalle particelle solide.
TIPO SPUGNA (PORIFERA o SPONGIA)
Le spugne sono animali eccezionalmente particolari. Il loro aspetto e la loro struttura corporea sono così insoliti che per molto tempo non hanno saputo dove attribuire questi organismi a piante o animali. Nel Medioevo, ad esempio, e anche molto più tardi, le spugne, insieme ad altri simili animali "dubbiosi" (bryozoi, alcuni celenterati, ecc.), furono collocate tra i cosiddetti zoofiti, cioè creature, per così dire , intermedio tra piante e animali. In futuro, le spugne venivano considerate, a volte come piante, a volte come animali.
Solo a metà del 18° secolo, quando hanno preso dimestichezza con l'attività vitale delle spugne, era loro natura animale. Per molto tempo la questione del posto delle spugne nel sistema del regno animale è rimasta irrisolta. Inizialmente, un certo numero di ricercatori considerava questi organismi come colonie di protozoi o animali unicellulari.
E questo punto di vista sembrava essere confermato nella scoperta da parte di D. Clark nel 1867 di coanoflagellati, flagellati con un colletto al plasma, che mostrano una sorprendente somiglianza con cellule speciali - coanociti, che si trovano in tutte le spugne. Tuttavia, subito dopo, nel 1874-1879, grazie agli studi di I. Mechnikov, F. IIIulze e O. Schmidt, che studiarono la struttura e lo sviluppo delle spugne, fu inconfutabilmente provata la loro appartenenza ad animali multicellulari.
A differenza di una colonia di protozoi, che è costituita da cellule più o meno monotone e indipendenti, nel corpo degli animali multicellulari le cellule sono sempre differenziate sia per struttura che per funzione che svolgono. Le cellule qui perdono la loro indipendenza e sono solo parti di un unico organismo complesso. Formano vari tessuti e organi che svolgono una funzione specifica.
Alcuni di essi servono per la respirazione, altri svolgono la funzione di digestione, altri forniscono l'escrezione, ecc. Pertanto, gli animali multicellulari sono talvolta chiamati anche animali dei tessuti. Nelle spugne anche le cellule del corpo sono differenziate e tendono a formare tessuti, peraltro molto primitivi e debolmente espressi.
Ancora più convincente che le spugne appartengano ad animali multicellulari, lo hanno fatto ciclo vitale complesso sviluppo individuale. Come tutti gli organismi multicellulari, le spugne si sviluppano da un uovo. L'ovulo fecondato si divide molte volte, dando vita a un embrione, le cui cellule sono raggruppate in modo tale da formare due strati diversi: quello esterno (ectoderma) e quello interno (endoderma). Questi due strati di cellule, chiamati strati germinali o fogli, con ulteriore sviluppo formano parti rigorosamente definite del corpo di un animale adulto.
Dopo che le spugne sono state riconosciute come organismi multicellulari, sono trascorsi molti altri decenni prima che prendessero il loro posto reale nel sistema animale. Per molto tempo le spugne sono state classificate come animali intestinali. E sebbene l'artificiosità della loro associazione con i celenterati fosse ovvia, solo dalla fine del secolo scorso la visione delle spugne come un tipo indipendente del regno animale iniziò gradualmente a ottenere il riconoscimento universale.
Ciò fu in gran parte facilitato dalla scoperta da parte di I. Delage nel 1892 della cosiddetta "perversione degli strati germinali" durante lo sviluppo delle spugne - un fenomeno che le distingue nettamente non solo dai celenterati, ma anche da altri animali multicellulari. Pertanto, attualmente, molti zoologi tendono a suddividere tutti i metazoi (Metazoa) in due divisioni: Parazoa, a cui appartiene solo un tipo di spugna degli animali moderni, ed Eumetazoa, che copre tutti gli altri tipi.
Secondo questa idea, Parazoa include animali multicellulari primitivi il cui corpo non ha ancora tessuti e organi reali; inoltre, in questi animali gli strati germinali cambiano posto nel processo di sviluppo individuale, e in un modo o nell'altro parti simili del corpo di un organismo adulto, rispetto a Eumetazoa, sorgono in essi da rudimenti diametralmente opposti.
Pertanto, le spugne sono gli animali multicellulari più primitivi, come dimostra la semplicità della loro struttura corporea e del loro stile di vita. Si tratta di animali acquatici, prevalentemente marini, immobili, solitamente attaccati al fondo oa vari oggetti sottomarini.
ASPETTO DELLA SPUGNA E STRUTTURA DEL LORO CORPO
La forma del corpo delle spugne è estremamente varia. Appaiono spesso come escrescenze croccanti, simili a cuscini, a tappeto o grumose e escrescenze su pietre, gusci di molluschi o qualche altro substrato. Spesso tra loro vi sono anche forme sferiche, a calice, a imbuto, cilindriche, a peduncolo, a cespuglio e altre più o meno regolari.
La superficie del corpo è solitamente irregolare, aghiforme o addirittura ispida a vari livelli. Solo a volte è relativamente liscio e uniforme. Molte spugne hanno un corpo morbido ed elastico, alcune sono più rigide o addirittura dure. Il corpo delle spugne si distingue per il fatto che si strappa facilmente, si rompe o si sbriciola. Dopo aver rotto la spugna, si può vedere che consiste in una massa irregolare e spugnosa, penetrata direzioni diverse cavità e canali; anche gli elementi dello scheletro - aghi o fibre - sono abbastanza ben distinguibili.
Le dimensioni delle spugne variano ampiamente: dalle forme nane, misurate in millimetri, alle spugne molto grandi, che raggiungono un metro o più di altezza.
Molte spugne sono colorate: il più delle volte in giallo, marrone, arancione, rosso, verde, viola. In assenza di pigmenti, le spugne sono di colore bianco o grigio.
La superficie del corpo delle spugne è forata da numerosi piccoli fori, pori, da cui deriva il nome latino di questo gruppo di animali - Porifera, cioè animali porosi.
Con tutta la varietà di aspetto delle spugne, la struttura del loro corpo può essere ridotta ai seguenti tre tipi principali, che hanno ricevuto nomi speciali: askon, sikon e leukon.
Ascon. Nel caso più semplice, il corpo della spugna si presenta come un piccolo calice o sacca dalle pareti sottili, la base attaccata al substrato e l'apertura, chiamata bocca o osculum, rivolta verso l'alto. I pori che penetrano nelle pareti del corpo portano a una vasta cavità interna, atriale o paragastrica. Le pareti del corpo sono costituite da due strati di cellule: l'esterno e l'interno. Tra di loro c'è una speciale sostanza senza struttura (gelatinosa); mesoglea, che contiene vari tipi di cellule.
Lo strato esterno del corpo è costituito da cellule piatte - pinacociti, che formano l'epitelio di copertura, che separa la mesoglea dall'acqua che circonda la spugna. Le cellule separate più grandi dell'epitelio di copertura, i cosiddetti porociti, hanno un canale intracellulare che si apre verso l'esterno con un'apertura dei pori e fornisce comunicazione parti interne spugne con l'ambiente esterno. Lo strato interno della parete corporea è costituito da cellule del colletto caratteristiche, o coanociti. Hanno una forma allungata, dotata di un laccio emostatico, la cui base è circondata da un colletto al plasma a forma di imbuto aperto rivolto verso la cavità atriale.
La mesoglea contiene cellule stellate immobili (collenociti), che sono elementi di supporto del tessuto connettivo, cellule che formano lo scheletro (scleroblasti), che formano gli elementi scheletrici delle spugne, vari tipi di amebociti mobili, nonché archeociti - cellule indifferenziate che possono trasformarsi in tutte le altre cellule, compreso il numero nel sesso. Ecco come sono disposte le spugne del tipo asconoide più semplice. I coanociti rivestono qui la cavità atriale, che comunica con l'ambiente esterno attraverso i pori e la bocca.
Seacon. Un'ulteriore complicazione nella struttura delle spugne è associata alla crescita della mesoglea e all'invaginazione di parti della cavità atriale in essa, formando tubi radiali. I choanociti sono ora concentrati solo in queste invaginazioni, o tubi flagellari, e scompaiono dal resto della cavità atriale. Le pareti del corpo della spugna diventano più spesse e quindi si formano passaggi speciali tra la superficie del corpo e i tubi flagellati, che sono chiamati canali adduttori.
Pertanto, con il tipo siconoide di struttura a spugna, i choanociti rivestono tubi flagellari che comunicano con l'ambiente esterno, da un lato, attraverso i pori esterni o un sistema di canali adduttori, e dall'altro, attraverso la cavità atriale e la bocca.
lacon. Con una crescita ancora maggiore della mesoglea e l'immersione dei coanociti in essa, si forma il tipo più sviluppato di struttura spugnosa leuconoide. I choanociti sono qui concentrati in piccole camere flagellari, che, a differenza dei tubi flagellari di tipo sicon, non si aprono direttamente nella cavità atriale, ma sono collegate ad essa da uno speciale sistema di canali di scarica.
Di conseguenza, nella struttura spugnosa di tipo leuconoide, i coanociti rivestono camere flagellari che comunicano con l'ambiente esterno, da un lato, attraverso pori esterni e canali adduttori, e dall'altro, attraverso un sistema di canali di scarico, la cavità atriale e l'orifizio . La maggior parte delle spugne adulte ha un tipo di corpo leuconoide. Nel leucone, così come nel sicon, l'epitelio di copertura (pinacociti) riveste non solo la superficie esterna della spugna, ma anche la cavità atriale e il sistema canalare.
Va tenuto presente, tuttavia, che le spugne nel processo di crescita spesso sperimentano vari tipi di complicazioni nella struttura del corpo. L'epitelio di copertura, con la partecipazione di elementi della mesoglea, spesso si ispessisce, trasformandosi nella membrana dermica e talvolta nello strato corticale. spessore diverso. Si formano ampie cavità in punti sotto la membrana dermica, da dove hanno origine i canali di adduzione.
Le stesse cavità possono formarsi anche sotto la membrana gastrica che riveste la cavità atriale. L'eccezionale sviluppo del corpo della spugna, la sua mesoglea, porta al fatto che la cavità atriale si trasforma in un canale stretto e spesso non è affatto distinguibile dai canali di uscita. Il sistema di camere flagellari, canali e cavità aggiuntive diventa particolarmente complesso e intricato quando le spugne formano colonie.
Allo stesso tempo, si possono osservare alcune semplificazioni associate alla quasi completa scomparsa della mesoglea nel corpo delle spugne e alla comparsa di sincizi - formazioni multinucleari risultanti dalla fusione cellulare. L'epitelio di copertura può anche essere assente o sostituito da sincizio.
Il corpo delle spugne è costituito da molte cellule che svolgono varie funzioni. Tuttavia, a differenza di altri animali multicellulari, le spugne non hanno differenziazione tissutale. 1 - cavità paragastrica, 2 - bocca, 3 - coanaociti (cellule del colletto dell'endoderma), 4 - ectoderma, 5 - aghi dello scheletro minerale, 6 - canale.
Oltre alle cellule sopra annotate, nel corpo delle spugne, specialmente vicino a numerosi fori, cavità e canali, ci sono anche speciali cellule a forma di fuso - miociti, capaci di contrarsi. In alcune spugne sono state trovate cellule stellate nella mesoglea, interconnesse da processi e processi di invio ai coanociti e alle cellule dell'epitelio di copertura.
Queste cellule stellate sono considerate da alcuni ricercatori come elementi nervosi in grado di trasmettere stimoli. È del tutto possibile che tali cellule svolgano una sorta di ruolo di collegamento nel corpo delle spugne, ma non è necessario parlare della trasmissione di impulsi che distinguono le cellule nervose. Le spugne reagiscono molto debolmente anche agli stimoli esterni più forti e la trasmissione degli stimoli da una parte all'altra del corpo è quasi impercettibile. Ciò indica l'assenza di un sistema nervoso nelle spugne.
Le spugne sono animali multicellulari così primitivi che la formazione di tessuti e organi in esse è nella sua più infanzia.
Per la maggior parte, le cellule spugnose hanno una notevole indipendenza e prestazioni determinate funzioni indipendentemente l'uno dall'altro, non collegandosi tra loro in formazioni simili a tessuti.
Solo lo strato di choanocytes e l'epitelio di copertura formano qualcosa di simile ai tessuti, ma anche qui la connessione tra le cellule è estremamente insignificante e instabile. I coanociti possono perdere flagelli ed entrare nella mesoglea, trasformandosi in cellule ameboidi; a loro volta, gli amebociti, riorganizzandosi, danno origine ai coanociti. Anche le cellule epiteliali di copertura, che si tuffano nella mesoglea, possono trasformarsi in cellule ameboidi.
Tipo di spugna (Poriferi o Spongia)
Le spugne sono animali immobili attaccati che vivono principalmente nei mari, meno spesso in acque dolci. Hanno la forma di escrescenze, tappeti, occhiali o assomigliano a steli ramificati (Fig. 70). Spugne
possono essere animali solitari, ma molto più spesso formano colonie. Per molto tempo le spugne sono state classificate come zoofite, forme intermedie tra piante e animali. L'appartenenza delle spugne agli animali fu provata per la prima volta da R Ellis nel 1765, che scoprì il fenomeno della filtrazione dell'acqua attraverso il corpo delle spugne e il tipo di alimentazione olozoica R Grant (1836) identificò per primo le spugne come Spugne di tipo indipendente (Porifera).
In totale si conoscono 5000 specie di spugne, un antico gruppo di animali conosciuto dal Precambriano.
Caratteristiche generali del tipo di spugne. Le spugne combinano le caratteristiche degli animali primitivi multicellulari con una specializzazione per uno stile di vita immobile. L'organizzazione primitiva delle spugne è evidenziata da segni come l'assenza di tessuti e organi, l'elevata capacità rigenerativa e l'interconvertibilità di molte cellule e l'assenza di cellule nervose e muscolari. Sono caratterizzati solo dalla digestione intracellulare.
Le spugne, invece, portano i tratti della specializzazione per uno stile di vita immobile. Hanno uno scheletro che protegge il corpo da danni meccanici e predatori. Lo scheletro può essere minerale, cornea o di natura mista. Un componente obbligatorio dello scheletro è la sostanza cornea - spongin (da cui uno dei nomi del tipo - Spongia). Il corpo è crivellato di pori. Ciò si riflette nel sinonimo del nome del tipo - Porifera (rop - pori, fera - cuscinetto). Attraverso i pori, l'acqua entra nel corpo con particelle di cibo in sospensione. Con il flusso dell'acqua attraverso il corpo delle spugne, tutte le funzioni di nutrizione, respirazione, escrezione e riproduzione vengono svolte passivamente.
Nel processo di ontogenesi si verifica una perversione (inversione) degli strati germinali, ovvero lo strato esterno primario delle cellule assume la posizione dello strato interno e viceversa.
Esistono tre classi di spugne: la classe Spugne di calce (Calcispongiae), la classe Spugne di vetro (Hyalospongiae), la classe Spugne ordinarie (Demospongiae).
Esterno e struttura interna spugne. Le singole spugne nel caso più semplice hanno la forma di un vetro, ad esempio Sycon (Fig. 70, 1), questa forma ha una simmetria assiale eteropolare. Nella spugna a calice si distingue la suola, con la quale si attacca al substrato, e al polo superiore - la bocca - l'osculo.
Attraverso il corpo delle spugne viene effettuato un flusso d'acqua costante: attraverso i pori, l'acqua entra nella spugna e lascia la bocca. La direzione del flusso d'acqua nella spugna è determinata dal movimento dei flagelli di speciali cellule del colletto. Le spugne coloniali hanno molte bocche (osculum) e la simmetria assiale è rotta.
La parete del corpo delle spugne è costituita da due strati di cellule (Fig. 71): cellule tegumentarie (pinacociti) e uno strato interno di cellule del colletto flagellate (coanociti), che svolgono la funzione di filtrare l'acqua e di fagocitosi. I coanociti hanno un colletto a forma di imbuto attorno al flagello. Il collare è formato da microvilli collegati. Tra gli strati di cellule c'è una sostanza gelatinosa - mesoglea, in cui si trovano i singoli elementi cellulari. Questi includono cellule di supporto stellate (collentiti), scheletriche
Riso. 71. La struttura della spugna di Ascon (secondo Hadorn): A - sezione longitudinale, B, C - choanocytes; 1 - aghi scheletrici all'osculum, 2 - choanocyte, 3 - pori, 4 - ago scheletrico, 5 - porocyte, 6 - pinacocytes, 7 - amebocytes, 8, 9 - mesoglea con elementi cellulari
Riso. 72. Tipi di struttura morfologica delle spugne (secondo Hesse): A - ascon, B - sicon, C - leucon. Le frecce mostrano la direzione del flusso d'acqua nel corpo della spugna.
cellule (sclerociti), cellule ameboidi mobili (amebociti) e cellule indifferenziate - archeociti, che possono dare origine a qualsiasi altra cellula, comprese le cellule sessuali. A volte ci sono cellule che si contraggono debolmente: i miociti. Tra i pinacociti si distinguono cellule speciali: porociti con poro passante. Il porocita è in grado di contrarsi e può aprire e chiudere il poro. I pori sono sparsi in tutto il corpo della spugna o formano grappoli.
Esistono tre tipi di struttura morfologica delle spugne askon, sikon, leukon (Fig. 72). La più semplice è l'ascon.Le spugne asconoidi sono piccole spugne singole, in cui l'acqua entra attraverso i pori e i canali dei pori penetrando nella parete corporea nella cavità atriale rivestita di coanociti, quindi esce attraverso l'osculum. Le spugne di tipo Seacon sono più grandi, con pareti più spesse, in cui sono presenti camere flagellari. Il flusso d'acqua nelle spugne di tipo siconoide avviene lungo il seguente percorso: pori, canali dei pori, camere flagellari, cavità atriale, osculum. A differenza delle spugne asconoidi, i coanociti siconoidi non rivestono la cavità atriale, ma numerose tasche flagellari nello spessore della parete corporea, aumentando la superficie digestiva delle spugne e aumentando l'efficienza della fagocitosi. La cavità atriale nei siconoidi è rivestita di pinacociti. Il tipo più complesso di struttura è il leucone. Si tratta di spugne coloniali con numerosi osculum. Ci sono molti elementi scheletrici nello spesso strato di mesoglea Stenka
Riso. 73. La forma degli aghi nelle spugne (secondo Dogel): A - ago uniassiale, B - triassiale, C - quadriassiale, D - multiassiale, D - ago triassiale complesso o spugna di vetro florik, E - ago irregolare
il corpo è attraversato da una rete di canali che collegano numerose camere flagellari. Il flusso d'acqua nella spugna leuconoide avviene lungo il percorso: pori - canali dei pori - camere flagellari - canali efferenti - cavità atriale - osculum. Le spugne leuconoidi hanno la superficie digestiva più grande.
Il tipo di struttura delle spugne non riflette la loro relazione sistematica. In diverse classi di spugne ci sono rappresentanti con diversi struttura morfologica. Ciò indica percorsi di evoluzione paralleli in diverse classi di spugne. Il vantaggio della complicazione della struttura delle spugne era che con l'aumento delle dimensioni del corpo delle spugne aumentava la superficie digestiva dello strato di coanociti e aumentava l'intensità della filtrazione. Ad esempio, una spugna Leuconia (leukon) di 7 cm filtra 22 litri di acqua al giorno.
Scheletro spugne interne e si forma nella mesoglea. Lo scheletro può essere minerale (calce o silicio), corneo o misto - corno di silicio.
Lo scheletro minerale è rappresentato da aghi (spicole) di varie forme: 1, 3, 4 e 6 assi e struttura più complessa (Fig. 73). Parte
lo scheletro include una sostanza organica simile a un corno: la spugna. Nel caso di riduzione dello scheletro minerale rimangono solo filamenti spugnosi.
Esempi di spugne con diverse composizioni di scheletro: leucandra (Leucandra) ha uno scheletro calcareo; spugna di vetro (Hyalonema) - silicone; spugna badyaga (Spongilla) - silicone-horny e spugna da toilette (Euspongia) - cornea o spugnosa.
Gli aghi di calce delle spugne sono cristalli di calcite con una miscela di altri elementi (Ba, Sr, Mn, Mg, ecc.). All'esterno, gli aghi sono ricoperti da un guscio organico.
Gli aghi di silicio sono costituiti da silice amorfa disposta in strati concentrici attorno a un filamento organico assiale.
Gli aghi minerali si formano a causa dell'attività delle cellule - gli sclerociti, mentre gli aghi calcarei si formano a livello extracellulare a causa delle secrezioni di diversi sclerociti e gli aghi di silicio si formano a livello intracellulare. Grandi aghi di silicio sono formati da diversi scleroblasti o sincizio intracellulare con diversi nuclei.
Le fibre spugnose si formano extracellularmente a causa del rilascio di filamenti fibrillari da parte delle cellule - spongiociti. Le fibre spugnose cementano gli aghi nello scheletro del corno di silicio.
Le spugne cornee e scheletriche sono un fenomeno secondario.
Fisiologia delle spugne. Le labbra sono immobili. Tuttavia, è noto che i porociti portatori di pori e gli osculum di spugna possono restringersi ed espandersi lentamente a causa delle contrazioni delle cellule dei miociti e del citoplasma di alcune altre cellule che circondano questi fori. Le cellule mobili includono gli amebociti, che svolgono una funzione di trasporto nella mesoglea. Trasportano particelle di cibo dai coanociti ad altre cellule, rimuovono gli escrementi e durante la stagione riproduttiva trasportano lo sperma lungo la mesoglea fino alle uova. I flagelli dei coanociti sono in costante attività. A causa del movimento sincrono dei flagelli, a DC acqua in una spugna, fornendo particelle di cibo e porzioni fresche di acqua con ossigeno. I coanociti catturano il cibo con pseudopodi, digeriscono alcune delle particelle di cibo stesse e alcune vengono trasferite agli amebociti, che svolgono le principali funzioni digestive e di trasporto nel corpo delle spugne,
Riproduzione e sviluppo di spugne. La riproduzione nelle spugne può essere asessuale o sessuale. riproduzione asessuata svolta da gemmazione esterna o interna. Nel primo caso si forma una protuberanza sul corpo della spugna, in cima alla quale si rompe l'osculo. Nelle spugne solitarie, le gemme si separano dal corpo madre e formano organismi indipendenti, mentre nelle spugne coloniali, il germogliamento porta alla crescita della colonia. Le spugne d'acqua dolce badyagi (Spongilla) sono capaci di interni
Riso. 74. Gemmule di spugne d'acqua dolce (secondo Rezvom): 1 - badyagi gemmul - Spongilla lacustris, 2 - Ephydatia blembingia gemmul. La sezione mostra il contenuto cellulare, una doppia membrana spugnosa con file di microsclera, un poro
gemmazione. Allo stesso tempo, nella mesoglea si formano gemme interne - gemmule (Fig. 74). La formazione del Gemmul inizia solitamente in autunno prima della morte della colonia madre. Allo stesso tempo, gli archeociti formano grappoli nella mesoglea, attorno ai quali gli sclerociti formano una doppia guaina spugnosa con aghi di silicio o elementi scheletrici complessi: gli anfidischi.
In primavera, gli archeociti emergono dalla gemmula attraverso un tempo speciale, che iniziano a dividersi. In futuro, da esse si formano tutti i tipi di cellule spugnose. Dall'insieme delle gemmule nella struttura scheletrica della colonia madre, se ne forma una nuova: quella figlia. Le gemmule svolgono anche la funzione di assestamento, poiché sono trasportate dalle ombre. Quando i corpi d'acqua dolce si prosciugano, le gemme possono essere trasportate dal vento verso altri corpi idrici. La formazione delle gemmule è il risultato dell'adattamento delle spugne alla vita in acque dolci.
La riproduzione sessuale è stata descritta per le spugne calcaree e di corno di silicio. Le spugne sono generalmente ermafrodite, raramente dioiche. Le cellule sessuali si formano nella mesoglea da cellule indifferenziate - archeociti. Fecondazione incrociata. Gli spermatozoi della mesoglea entrano nella cavità atriale e ne escono. Con il flusso dell'acqua, gli spermatozoi cadono attraverso i pori nel corpo di un'altra spugna, quindi penetrano nella mesoglea, dove si fondono con le uova. Come risultato della frantumazione dello zigote, si forma una larva, che lascia il corpo della spugna madre, quindi si deposita sul fondo e si trasforma in una spugna adulta. Le caratteristiche dell'embriogenesi e i tipi di larve sono diversi nelle diverse spugne.
In alcune spugne calcaree, ad esempio a Clathrina (Fig. 75, A), a seguito della frantumazione dello zigote, si forma una larva di coeloblastula, costituita da cellule della stessa dimensione con fasci. Il coeloblastula entra nell'acqua, quindi alcune delle cellule immigrano nel blastocele.
Riso. 75. Sviluppo di spugne (da Malakhov): A - fasi di sviluppo della spugna Clathrina: 1 - zigote, 2 - frammentazione uniforme dell'embrione, 3 - larva di coeloblastula (in acqua), 4 - parenchima (in acqua), 5 - larva stabilizzata (pupa) con inversione di strati, 6 - formazione di una spugna con camere flagellate. B - fasi dello sviluppo della spugna Leucosolenia: 1 - zigote, 2, 3 - frammentazione irregolare dell'embrione, 4 - formazione di stomoblastula con micromeri e macromeri (i flagelli dei micromeri sono rivolti verso l'interno), 5 - eversione (escurvazione) di stomoblastula attraverso phialopore, 6 - formazione di anfiblastula e invaginazione temporanea di macromeri nel blastocele, 7 - ripristino della forma sferica dell'anfiblastula e suo rilascio nell'acqua, 8 - trasformazione della larva depositata in una spugna con inversione degli strati
Perdono flagelli, acquisiscono una forma ameboide. È così che si forma una larva di parenchima a due strati con cellule flagellari sulla superficie e cellule ameboidi all'interno. Si deposita sul fondo, dopo di che si verifica di nuovo il processo di immigrazione cellulare: le cellule flagellari affondano verso l'interno, dando origine a coanociti e le cellule ameboidi vengono in superficie, formando cellule tegumentarie - pinacociti. Alla fine della metamorfosi si forma una giovane spugna. Il processo di modifica della posizione degli strati cellulari nell'embriogenesi della spugna è chiamato inversione dello strato. Le cellule flagellari esterne, che svolgevano una funzione motoria nelle larve, si trasformano nello strato interno delle cellule dei coanociti, che assicurano il flusso dell'acqua all'interno della spugna e la cattura del cibo. Al contrario, le cellule fagocitiche interne nelle larve formano successivamente uno strato di cellule tegumentarie.
In altre spugne calcaree e di corno di silicio lo sviluppo è più complicato e con la formazione di una larva di anfiblastula. Quindi, nella spugna calcarea Leucoslenia (Fig. 75, B), a seguito della frantumazione irregolare dell'uovo, si forma inizialmente un embrione a strato singolo della stomoblastula con un foro - fialopor. Le grandi cellule si trovano lungo i bordi della fialopora e il resto della stomoblastula è costituito da piccole cellule con flagelli diretti all'interno della cavità embrionale. Successivamente, la stomoblastula si capovolge attraverso il phialopore, dopodiché si chiude. Questo processo di eversione dell'embrione è chiamato escurvazione. Si forma una larva sferica a strato singolo - anfiblastula. Una metà di questa sfera è formata da piccole cellule flagellate - micromeri, e l'altra metà - da grandi cellule senza flagelli - macromeri. Dopo l'escurvazione, l'anfiblastula sperimenta una gastrulazione temporanea - la sporgenza dei macromeri verso l'interno. Prima del rilascio delle larve in ambiente esterno i macromeri sporgono all'indietro e acquisiscono nuovamente una forma sferica. Le anfiblastule fanno galleggiare le cellule flagellari in avanti, quindi si depositano sul fondo e iniziano la gastrulazione secondaria. Solo ora all'interno sporgono cellule flagellari, che vengono poi trasformate in coanociti, e da grandi macromeri si formano cellule tegumentarie ed elementi cellulari nella mesoglea. La metamorfosi termina con la formazione di una spugna. Nello sviluppo di questa spugna si osserva il fenomeno dell'inversione del letto comune a tutti i tipi di spugne. Se, durante la prima gastrulazione dell'anfiblastula, la posizione dello strato esterno è occupata da micromeri flagellari e lo strato interno da macromeri, dopo la seconda gastrulazione, gli strati cellulari cambiano la loro posizione in quella diametralmente opposta. Rispetto allo sviluppo della spugna Clathrina, la Leucoslenia ha una modalità di gastrulazione più avanzata, che si verifica non per immigrazione di singole cellule, ma per invaginazione del foglio cellulare.
L'inversione degli strati nell'embriogenesi delle spugne indica la plasticità funzionale degli strati cellulari, che non dovrebbero essere identificati con gli strati germinali degli organismi multicellulari superiori.
Revisione delle classi di spugne, ecologia e significato pratico.
La divisione delle spugne in classi si basa sulle caratteristiche dello stato chimico e sulla struttura dello scheletro.
Classe Spugne Lime (Calcispongiae, o Calcarea)
esso spugne di mare con scheletro di calcare. Gli aghi scheletrici possono essere triassiali, quadrupli e uniassiali. Tra le spugne calcaree vi sono forme a calice o tubolari, oltre a quelle coloniali. Le loro dimensioni non superano i 7 cm di altezza. Rappresentanti di questa classe includono la spugna a calice Sycon e la coloniale Leucandra (Fig. 70, 1).
Spugne di vetro di grado
(Hyalospongiae, o
esaclinellida)
Questi sono prevalentemente grandi, di acque profonde forme marine con uno scheletro di silicio costituito da aghi a sei assi. A volte i singoli aghi sono ridotti e in alcuni casi gli aghi sono saldati insieme e formano anfidischi o reticoli complessi (Fig. 76). Le spugne di vetro hanno un bellissimo scheletro traforato e sono usate come oggetti da collezione e souvenir. Ad esempio, è molto apprezzata la spugna - il cesto di Venere (Euplectella asper) a forma di cilindro traforato, la spugna di vetro - hyalonema (Hyalonema) con una lunga coda di spessi aghi di silicone. Il corpo di alcuni rappresentanti
Riso. 76. Spugne di vetro d'altura a sinistra - Cesto di Venere Euplectella asper, a destra - Hyalonema sieboldi
Riso. 77. Spugne siliconiche: a sinistra - una tazza di Neptune Poterion neptuni, a destra - una spugna da toeletta Spongia officinalis
le spugne di vetro raggiungono una lunghezza di circa 1 m e un mazzo di aghi, con cui la spugna è fissata su un terreno soffice, può raggiungere i 3 m La pesca delle spugne di vetro viene praticata principalmente al largo delle coste del Giappone.
Classe Spugne ordinarie (Demospongiae)
La classe in esame comprende la stragrande maggioranza dei moderni tipi di spugne. Hanno uno scheletro di silicio combinato con filamenti spugnosi. Ma in alcune specie, gli aghi di silicio sono ridotti e rimane solo lo scheletro spugnoso. Aghi in silicone: quattro assi o un asse.
Le spugne ordinarie sono diverse per forma, dimensione, colore. Nella zona del surf, le spugne di solito assumono la forma di escrescenze, tappeti e cuscini. Queste sono le spugne marine di geodia (Geodia) forma sferica, arance di mare (Tethya), spugne di sughero (Subriti). Sul grandi profondità le spugne possono essere ramificate o tubolari, a calice. Tra le belle spugne spicca la coppa di Nettuno (Poterion neptuni, Fig. 77). Le spugne commerciali includono una spugna da toilette (Spongia zimocca) con morbida spugna. scheletro. La pesca delle spugne da toeletta si sviluppa nel Mediterraneo, nel Mar Rosso, così come nel Mar dei Caraibi, nell'Oceano Indiano. Al largo della costa della Florida e del Giappone creato
piantagioni artificiali. Le spugne per WC vengono utilizzate non solo per il lavaggio, ma anche come materiale per lucidare o filtri. Tra le spugne vi sono forme perforanti (Cliona) che danneggiano i gusci calcarei dei molluschi, comprese le specie commerciali (ostriche, cozze).
Un gruppo di spugne d'acqua dolce sono spugne badyagi. Abbiamo circa 20 specie di spugne d'acqua dolce, la maggior parte delle quali vive nel lago Baikal. Il più comune nei nostri fiumi è il badyaga (Spongilla lacustris) di forma bitorzoluta o cespugliosa (Fig. 78). Si posa su pietre, strappi, pezzi di legno. In precedenza il badyagu era usato in medicina come rimedio per reumatismi, lividi.
La maggior parte delle spugne sono biofiltri attivi, che liberano il cibo dalle particelle organiche e minerali in sospensione. Ad esempio, una spugna badyaga delle dimensioni di un dito al giorno filtra 3 litri d'acqua. Le spugne hanno importanza nella depurazione biologica del mare e delle acque dolci. Recentemente, in alcune spugne sono state trovate sostanze biologicamente attive, che troveranno ampia applicazione in farmacologia.
