28.1: Phylum Porifera

Sienien morfologia

Yksinkertaisimpien sienienien morfologia on sylinterin muotoinen, ja sylinterin sisäpuolella on suuri keskusontelo, spongocoel. Vesi pääsee sienirakkulaan lukuisista rungon seinämässä olevista huokosista. Vesi, joka pääsee sienisuoleen, purkautuu ulos suuren yhteisen aukon, osculumin, kautta. Sienillä on kuitenkin erilaisia ruumiinmuotoja, mukaan lukien vaihtelut sienikotelon koossa, oskulien määrässä ja siinä, missä vedestä ravintoa suodattavat solut sijaitsevat.

Vaikka sienillä (lukuun ottamatta heksaktinelliittejä) ei ole kudoskerrosorganisaatiota, niillä on erilaisia solutyyppejä, jotka suorittavat erilaisia tehtäviä. Pinakosyytit, jotka ovat epiteelin kaltaisia soluja, muodostavat sienien uloimman kerroksen ja ympäröivät hyytelömäistä ainetta nimeltä mesohyl. Mesohyl on solunulkoinen matriisi, joka koostuu kollageenin kaltaisesta geelistä, jossa on suspendoituneita soluja, jotka suorittavat erilaisia tehtäviä. Mesohyylin geelimäinen koostumus toimii kuin endorunko ja ylläpitää sienien putkimaista morfologiaa. Osculumin lisäksi sienillä on rungossaan useita ostioiksi kutsuttuja huokosia, joiden kautta vesi pääsee sienen sisään. Joissakin sienissä ostiat muodostuvat porosyyteistä, yksittäisistä putkenmuotoisista soluista, jotka toimivat venttiileinä säätelemässä veden virtausta sienirakkulaan.

Koanosyyttejä (”kaulus-soluja”) on sienityypistä riippuen eri paikoissa, mutta ne reunustavat aina jonkin tilan sisäosaa, jonka läpi vesi virtaa (yksinkertaisten sienienien sienirihmasto, monimutkaisempien sienien rungon seinämän sisäpuolella olevat kanavat ja monimutkaisimmissa sienissä eri puolille rungon sisäpuolelle sirotellut kammiot). Pinakosyytit reunustavat sienen ulkopintaa, kun taas choanosyytit reunustavat yleensä tiettyjä sienen rungon sisäosia, jotka ympäröivät mesohylliä. Choanosyytin rakenne on ratkaisevan tärkeä sen toiminnalle, joka on veden virtauksen synnyttäminen sienen läpi ja ravintohiukkasten vangitseminen ja nieleminen fagosytoosin avulla. Huomaa sienen choanosyytin ja choanoflagellaattien (Protista) ulkonäön samankaltaisuus. Tämä samankaltaisuus viittaa siihen, että sienet ja choanoflagellaatit ovat läheistä sukua toisilleen ja että niillä on todennäköisesti yhteinen esi-isä. Solurunko on upotettu mesohyyliin ja sisältää kaikki solun normaaliin toimintaan tarvittavat organellit, mutta sienen sisäpuolella olevaan ”avoimeen tilaan” työntyy esiin mikrovillien muodostama verkkomainen kaulus, jonka keskellä on yksi lippulaite. Kaikkien choanosyyttien flagellien kumulatiivinen vaikutus auttaa veden liikkumista sienen läpi: vesi imeytyy sienen sisään lukuisten ostioiden kautta, choanosyyttien reunustamiin tiloihin ja lopulta ulos osculumin (tai osculien) kautta. Sillä välin ravintohiukkaset, mukaan lukien vedessä olevat bakteerit ja levät, jäävät choanosyyttien seulamaisen kauluksen vangiksi, liukuvat alaspäin solun runkoon, nielaistaan fagosytoosin avulla ja koteloituvat ravintotyhjiöön. Lopuksi choanosyytit erilaistuvat siittiöiksi seksuaalista lisääntymistä varten, jolloin ne irtoavat mesohyllystä ja poistuvat sienestä karkotetun veden mukana osculumin kautta.

Sienienien toiset ratkaisevat solut ovat ameebosyyttejä (tai arkeosyyttejä), jotka ovat saaneet nimensä siitä, että ne liikkuvat mesohyllyssä ameebamaisesti. Amoebosyyteillä on monenlaisia tehtäviä: ne toimittavat ravintoaineita choanosyyteistä muille sienen sisällä oleville soluille, synnyttävät munasoluja seksuaalista lisääntymistä varten (jotka jäävät mesohyyliin), toimittavat fagosytoituneita siittiöitä choanosyyteistä munasoluihin ja erilaistuvat spesifisemmiksi solutyypeiksi. Eräitä näistä spesifisemmistä solutyypeistä ovat kollosyytit ja lofosyytit, jotka tuottavat kollageenin kaltaista proteiinia mesohyylin ylläpitämiseksi, sklerosyytit, jotka tuottavat piikkejä joissakin sienissä, ja spongosyytit, jotka tuottavat proteiinia spongiinia useimmissa sienissä. Nämä solut tuottavat kollageenia mesohyylin koostumuksen ylläpitämiseksi. Sienien eri solutyypit on esitetty kuvassa \(\PageIndex{2}\).

Art Connection
Kuva \(\PageIndex{2}\): Kuvassa on esitetty (a) sienen perusrunko ja (b) joitakin sienissä esiintyviä erikoistuneita solutyyppejä.

Harjoitus \(\PageIndex{1}\)

Mikä seuraavista väittämistä on väärin?

  1. Choanosyyteillä on flagellat, jotka kuljettavat vettä elimistön läpi.
  2. Pinosyytit voivat muuttua miksi tahansa solutyypiksi.
  3. Lofosyytit erittävät kollageenia.
  4. Porosyytit säätelevät veden virtausta sienen rungossa olevien huokosten läpi.

Joidenkin sienien sklerosyytit erittävät mesosyyliin pieniä piikkejä, jotka koostuvat joko kalsiumkarbonaatista tai piidioksidista sienityypistä riippuen. Näiden piikkien tehtävänä on antaa sienen rungolle lisää jäykkyyttä. Lisäksi piikit voivat ulkoisesti esiintyessään karkottaa saalistajia. Joidenkin sienien mesohylissä voi esiintyä myös toisenlaista proteiinia, spongiinia.

Hiutaleiden/spongiinin esiintyminen ja koostumus ovat kolmen sieniluokan erottava piirre (kuva \(\PageIndex{3}\)): Luokka Calcarea sisältää kalsiumkarbonaattisia piikkejä eikä lainkaan spongiinia, luokka Hexactinellida sisältää kuusisäikeisiä piipitoisia piikkejä eikä lainkaan spongiinia, ja luokka Demospongia sisältää spongiinia ja siinä voi olla piikkejä, mutta ei välttämättä lainkaan; jos piikkejä on, ne ovat piipitoisia. Piikkejä on selvimmin luokassa Hexactinellida, joka on lasisienien muodostama järjestys. Jotkin piikkeistä voivat saavuttaa jättiläismäiset mittasuhteet (suhteessa lasisienien tyypilliseen 3-10 mm:n kokoluokkaan), kuten Monorhaphis chunissa, joka kasvaa jopa 3 m pitkäksi.

Kuva \(\PageIndex{3}\): (a) Clathrina clathrus kuuluu luokkaan Calcarea, (b) Staurocalyptus spp. (yleisnimi: keltainen Picasso-sieni) kuuluu luokkaan Hexactinellida ja (c) Acarnus erithacus kuuluu luokkaan Demospongia. (luotto a: Parent Géryn työn muutos; luotto b: Monterey Bay Aquarium Research Institute, NOAA:n työn muutos; luotto c: Sanctuary Integrated Monitoring Network, Monterey Bay National Marine Sanctuary, NOAA:n työn muutos)

Physiological Processes in Sponges

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.