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Porifera Dra. Luana MC Mendonça Metazoa Choanoflagellata Hickman et al. 2017 Porifera História taxonômica Inicialmente era considerado planta por sua natureza assimétrica e séssil Em 1765 a natureza das correntes de água interna foi descoberta Nos séculos 18 e 19 pertenceram ao grupo Zoophytes e Polypes Radiata ou Coelenterata Em 1836 a morfologia e fisiologia do grupo foi melhor descrita por R.E. Grant que criou o nome Porifera O filo era dividido em 3 classes a partir da morfologia dos seus esqueletos internos em 2010 Homoscleromorpha foi elevado ao nível de classe Porifera https://mundoeducacao.uol.co m.br/biologia/filo-porifera.htm https://lereaprender.com.br/animais -invertebrados/spongy-situation/ https://www.icmbio.gov.br/cepene/destaques/354-destaque.html https://www.todamateria.com.br/poriferos/ https://alinnebotelho.wordpress.com/2010/12/13/ porifera/ https://www.thoughtco.com/sponges-profile- p2-130755 https://manoa.hawaii.edu/exploringourfluidearth/biologic al/invertebrates/phylum-porifera Latim porus, poro + ferre, possuir Porifera Características gerais: Pouco mais de 8.500 espécies válidas no mundo; Maioria marinha (200-250 espécies de água doce); Tamanho varia de 1 mm a mais de 1 m de comprimento; Habitam todos os mares e profundidades; Predominam em zonas tropicais. https://manoa.hawaii.edu/exploringourfluid earth/biological/invertebrates/phylum- porifera Porifera Características gerais: Animais sésseis, aquáticos e filtradores (carnívoros em alguns casos); Aspecto geral simples; Forma e tamanho influenciados pelo ambiente turbulência da água e espaço disponível. https://www.thoughtco.com/sponges-profile- p2-130755 Porifera Epitélio e tipos celulares Dois atributos organizacionais singulares definem as esponjas e tem grande importância no sucesso dos poríferos: 1. O primeiro é o sistema de canais de corrente aquática (sistema aquífero) e suas células únicas de usos múltiplos (coanócitos); 2. O segundo atributo é a natureza altamente pluripotente das células das esponjas em geral. https://lereaprender.com.br/animais- invertebrados/spongy-situation/ Porifera Epitélio e tipos celulares Pinacoderme Coanoderme Adaptado de Hickman et al. 2017 OUTROS TIPOS CELULARES: Basopinacócitos; Miócitos (células contráteis); Lofócitos (colágeno); Espongiócitos (espongina); Esclerócitos (espículas); Amebócitos (alimentação e excreção). Exopinacoderme Endopinacoderme Porifera Epitélio e tipos celulares Leys et al. 2009 Porifera Epitélio em Hexactinellida sincício trabecular Brusca et al. 2018 Não há pinacoderme típica membrana dérmica fina contínua em todas as partes da esponja; Poro incurrente é um orifício da membrana Sincício trabecular rede que se estende entre as cavidades internas interconectadas e sustenta o coanossomo; Porifera Estrutura corporal e sistema aquífero Adaptado de Hickman et al. 2017 Padrões corpóreos agrupados pelo nível de complexidade do sistema aquífero Porifera Estrutura corporal e sistema aquífero Hickman et al. 2017 Asconoide Coanoderme é uma camada linear simples que reveste todo o átrio; A água circula da seguinte forma: Óstio Átrio/espongiocele Ósculo Porifera Estrutura corporal e sistema aquífero Hickman et al. 2017 Siconoide Enrolamento da pinacoderme e coanoderme origina o padrão siconoide; Coanócitos estão restritos a camadas específicas do átrio; Porifera Estrutura corporal e sistema aquífero Siconoide O movimento da água nessas esponjas é: Óstio dermal Canal incurrente ProsópilaCâmara dos coanócitos Apópila Átrio Ósculo Adaptado de Hickman et al. 2017 Porifera Estrutura corporal e sistema aquífero Adaptado de Hickman et al. 2017; Brusca et al. 2018 Porifera Estrutura corporal e sistema aquífero Leuconoide Coanoderme apresenta dobras muito mais complexas; Subdivisão em câmaras de coanócitos ovais pequenas; Adaptado de Hickman et al. 2017 Porifera Estrutura corporal e Sistema aquífero Leuconoide Átrio reduzido a uma série de canais excurrentes; Adaptado de Hickman et al. 2017 Porifera Estrutura corporal e Sistema aquífero Leuconoide O trajeto da água em uma esponja leuconóide é: Óstio dermal Canal incurrente Câmara de coanócitos Prosópila Canal excurrenteApópila Ósculo Adaptado de Hickman et al. 2017 Porifera Sustentação Hickman et al. 2017; Brusca et al. 2018 Elementos esqueléticos de dois tipos: orgânicos e inorgânicos: O orgânico é sempre colágeno colágeno fibrilar (espongina) e colágeno tipo IV; O inorgânico pode ser silicoso ou calcário; Porifera Fisiologia - digestão Quase todas as esponjas dependem da digestão intracelular; Fagocitose e a pinocitose são os meios utilizados para capturar alimentos bactérias, protistas pequenos, algas unicelulares e detritos orgânicos; Adaptado de Hickman et al. 2017 Porifera Fisiologia – digestão esponjas carnívoras (Cladorhizidae) https://pt.wikipedia.org/wiki/Cladorhizidae https://www.ncei.noaa.go v/waf/okeanos-animal- guide/Poecilosclerida027. html https://memim.com/chondrocladia.html Brusca et al. 2018 Porifera Fisiologia - excreção e trocas gasosas Adaptado de Hickman et al. 2017 Excreção (amônia) e trocas gasosas difusão simples, que ocorre principalmente na coanoderme. Podem passar por uma série de contrações do corpo inteiro, similares a espirros; Em esponjas de água doce existem vacúolos de expulsão de água; Porifera Fisiologia - Atividade e sensitividade Sinapses neurais não são encontradas nos poríferos; Mesmo sem sistema nervoso são capazes de reagir a estímulos ambientais fechamento dos óstios e ósculos, constrição dos canais, reversão do fluxo, contrações corporais e reorganização das câmaras flageladas; As respostas visam reduzir o fluxo de água do sistema aquífero. Porifera Fisiologia - Atividade e sensitividade https://www.youtube.com/wat ch?v=EiC7OJ2JL3E Porifera Fisiologia - Atividade e sensitividade Miócitos contráteis atuam como efetores independentes; Tempo de reação dessas células é relativamente longo; Condução não polarizada e difusa e pode depender da ação de hormônios e outras moléculas de sinalização; Há um cílio modificado imóvel que fica na porção interna do ósculo detectar as taxas de fluxo pelo ósculo. Porifera Fisiologia - Atividade e sensitividade Estudos demostraram: a presença de acetilcolinesterase, catecolaminas e serotonina nas esponjas; Larvas das esponjas apresentam fototaxia positiva e negativa, dependendo da fase, se planctônica ou de assentamento; Hexactinelidas tem capacidade de conduzir estímulos elétricos, quando estimulados por uma sonda elétrica. Porifera Reprodução e desenvolvimento Todas as esponjas são capazes de realizar reprodução sexuada e vários tipos de processos assexuados; Muitos detalhes desses processos são desconhecidos; Esponjas não têm gônadas bem-definidas ou localizadas; Todas as esponjas hexactinelidas, homoscleromorfas, calcárias e a maioria das demosponjas são vivíparas. Porifera Reprodução assexuada Provavelmente todas as esponjas são capazes de regenerar adultos viáveis a partir de fragmentos dos seus corpos; Algumas espécies desprendem botões, enquanto em outras, fragmentos do corpo são quebrados em tempestades; Outros processos assexuados utilizados pelas esponjas incluem a formação de gêmulas e corpos de redução e brotamento; Porifera Reprodução assexuada https://www.studyandscore.com/studymaterial-detail/phylum-porifera-sexual-and-asexual-reproduction-in-sponges-and-regeneration-in-sponges Porifera Reprodução assexuada As gêmulas podem suportar condições extremas; A morfologia das gêmulas é altamente específica e é utilizada para diagnosticar famílias, gêneros e até espécies. http://www.stormcrow- software.de/Systematik/Metazoa/Porifer a/Demospongiae/demospongiae.htmlEl-Bawab2020 Porifera Reprodução sexuada Muitas são hermafroditas, mas geralmente produzem ovócitos e espermatozoides em diferentes épocas; Em algumas espécies os organismos parecem ser machos ou fêmeas permanentemente; Em todos os casos, a fecundação cruzada parece ser a regra. Porifera Reprodução sexuada Os espermatozoides parecem originar-se principalmente dos coanócitos; Cistos com espermatozoides El-Bawab 2020 Porifera Reprodução sexuada Os ovócitos podem se originar de coanócitos ou arqueócitos; El-Bawab 2020 Câmara com ovos e oócitos Porifera Desenvolvimento O desenvolvimento das esponjas compartilha muitos elementos com os metazoários superiores: clivagem programada e deposição dos tecidos pelo processo de morfogênese embrionária (“gastrulação”); Apesar das similaridades, esponjas expressam grande variedade, tornando difícil fazer generalizações sobre seu desenvolvimento; No fim há formação, em geral, de uma larva lecitotrófica; Porifera Reprodução e desenvolvimento El-Bawab 2020 Porifera Reprodução e desenvolvimento El-Bawab 2020 Degnan et al. 2015 Porifera CLASSE CALCAREA https://maestrovirtuale.com/calcario-caracteristicas-habitat-reproducao-alimento/ Classificação Aproximadamente 690 espécies, exclusivamente marinhos 7% da diversidade do filo; Fósseis datam do Cambriano Inferior (542-513 Ma); Encontradas desde a zona entremarés até 4 mil metros de profundidade; http://www.seawater.no/fauna/porifera/Calcarea.html https://en.wikipedia.org/wiki/Calcareous_sponge#/media/File:Clathrina_clathrus_Scarpone_055.jpg Porifera CLASSE CALCAREA Classificação Reúne esponjas marinhas com esqueleto de espículas de carbonato de cálcio ou por essas mais um esqueleto sólido, hipercalcificado, também de CaCO3 (formadoras de recife); Espículas com 1, 3 ou 4 raios; Em geral espículas formam uma "franja" ao redor do ósculo; Todos os tipos de sistemas de canais presente (asconoide, siconoide e leuconoide – e derivados); https://maestrovirtuale.com/calcario-caracteristicas-habitat-reproducao-alimento/ http://www.seawater.no/fauna/porifera/Calcarea.html https://en.wikipedia.org/wiki/Calcareous_sponge#/media/File:Clathrina_clathrus_Scarpone_055.jpg Porifera Classificação https://www.digitalatlasofancientlife.org/learn/porifera/hexactinellida/ CLASSE HEXACTINELLIDA Aproximadamente 700 espécies, exclusivamente marinhos 7% da diversidade do filo; Habitam principalmente águas profundas; Foram muito abundantes no Jurássico, formavam grandes recifes no antigo mar de Tethys; https://www.digitalatlasofancientlife.org/learn/porifera/hexactinellida/ https://www.komschlies.com/music/hexactinellida-alarm-will-sound Porifera Classificação https://www.digitalatlasofancientlife.org/learn/porifera/hexactinellida/ CLASSE HEXACTINELLIDA Corpo cilindrico ou em forma de funil; Não possui pinacoderme: membrana dermal + coanossoma sincício trabecular; Espículas silocosas com 6 raios (podem ter 3 raios); Sistema de canais leuconóide ou siconóide (diferente de Calcarea); Porifera Epitélio em Hexactinellida sincício trabecular Brusca et al. 2018 Não há pinacoderme típica membrana dérmica fina contínua em todas as partes da esponja; Poro incurrente é um orifício da membrana Sincício trabecular rede que se estende entre as cavidades internas interconectadas e sustenta o coanossomo; Porifera https://www.european-marine-life.org/02/calcareous-sponge-gallery.php CLASSE HOMOSCLEROMORPHA Classificação Era um subgrupo de Demospongiae que recebeu status de Classe em meados de 2010; Cerca de 90 espécies; Fósseis mais antigos datam do Carbonífero Inferior 359-318 Ma); Todas as espécies são marinhas; Porifera https://www.european-marine-life.org/02/calcareous-sponge-gallery.php CLASSE HOMOSCLEROMORPHA Classificação Pinacoderme com membrana basal; Espículas presente ou ausente, se presente pequenas e com 4 raios; Sistema de canais apenas do tipo leuconoide; São vivíparas; Porifera Classificação CLASSE DEMOSPONGIAE https://www.digitalatlasofancientlife.org/learn/porifera/demospongiae/ Van Soest et al. 2012 5.000 espécies descritas maior diversidade dentro do filo ~85%; Maior diversidade de cores e formatos maiores esponjas; Fósseis mais antigos datam do Proterozoico Superior (2500 a 1000 Ma); Uma família habita água doce e demais representantes marinhos; Ocorrem desde a zona entremarés até ~9000 m de profundidade; Porifera Classificação CLASSE DEMOSPONGIAE https://www.digitalatlasofancientlife.org/learn/porifera/demospongiae/ Van Soest et al. 2012 Espículas silicosas e/ou espongina ou sem nenhum esqueleto; Espículas sempre de sílica, podem estar associadas a um esqueleto hipercalcificado de CaCO3 (formadoras de recife); Espículas nunca possuem 6 raios; Sistema de canais apenas do tipo leuconoide (e variantes), exceto as esponjas carnívoras que não possuem esse sistema; http://5kingdoms.org/category/animals/parazoa/porifera/demospongiae/ h tt p s :/ /m u s e u m .w a .g o v .a u /r e s e a rc h /c o ll e c ti o n s /a q u a ti c -z o o lo g y /m a ri n e - in v e rt e b ra te s -s e c ti o n /p o ri fe ra -s p o n g e s - c la s s -d e m o s p o n g ia Porifera Outros aspectos sobre a biologia e ecologia do grupo Simbiose é comum em todos os tipos de esponja; Embora alguns animais se alimentem das esponjas o dano causado por eles é geralmente pequeno; Esponjas geralmente são hospedeiros de muitos grupos diferentes de organismos, porém o grupo também provoca bioerosão e tem impacto significativo em recife de corais e cultivos de moluscos; Porifera Outros aspectos sobre a biologia e ecologia do grupo Esponjas parecem ser muito resistentes as contaminações por hidrocarbonetos e metais pesados; Estudos demonstraram que as esponjas fabricam um espectro surpreendentemente amplo de biotoxinas, algumas muito potentes, podendo causar erupções cutâneas poderosas em humanos e tratar inúmeras doenças. Porifera Taxonomia Tradicionalmente a taxonomia das esponjas era baseada na composição química, a forma, ornamentação, dimensão e localização das espículas; Recentemente, informações incluindo a química dos metabólitos secundários e a sistemática molecular vem sendo usadas para desenvolver hipóteses filogenéticas e classificações mais acuradas. Porifera Origem e filogenia A natureza singular do plano corpóreo dos poríferos é demonstrada: Sistema aquífero Pluripotência celular Flexibilidade reprodutiva Inexistência de trato digestivo, órgãos reprodutores fixos, sistema nervoso, músculos, etc... https://www.digitalatlasofancientlife.org/learn/porifera/homoscleromorpha/ https://www.digitalatlasofancientlife.org/learn/porifera/demospongiae/ https://www.digitalatlasofancientlife.org/learn/porifera/hexactinellida/ https://www.european-marine-life.org/02/calcareous-sponge-gallery.php Porifera Filogenia Possui muitos dos genes responsáveis por direcionar o desenvolvimento da forma corporal e dos órgãos dos metazoários “superiores”. Fidler et al. 2017 Obrigada e até a próxima aula!