28.1: Phylum Porifera

Morfologia gąbek

Morfologia najprostszych gąbek przyjmuje kształt walca z dużą jamą centralną, spongocoel, zajmującą wnętrze walca. Woda może przedostawać się do spongocoelu z licznych porów w ścianie ciała. Woda dostająca się do spongokole jest wyciskana przez duży wspólny otwór zwany osculum. Jednakże, gąbki wykazują szereg różnorodności w formach ciała, w tym różnice w wielkości spongocoel, liczba osculi, i gdzie komórki, które filtrują żywność z wody są zlokalizowane.

While gąbki (z wyjątkiem hexactinellids) nie wykazują organizację warstwy tkanki, mają różne typy komórek, które wykonują różne funkcje. Pinakocyty, które są komórkami przypominającymi nabłonek, tworzą najbardziej zewnętrzną warstwę gąbek i zamykają galaretowatą substancję zwaną mezohylem. Mezohyl jest macierzą zewnątrzkomórkową składającą się z kolagenopodobnego żelu z zawieszonymi komórkami, które pełnią różne funkcje. Żelowa konsystencja mezohylu działa jak endoszkielet i utrzymuje rurkowatą morfologię gąbek. Oprócz osculum, gąbki posiadają na swoim ciele liczne pory zwane ostiami, które umożliwiają przedostawanie się wody do wnętrza gąbki. U niektórych gąbek ostia są utworzone przez porocyty, pojedyncze komórki w kształcie rurek, które działają jak zawory regulujące przepływ wody do spongocoelu. U innych gąbek ostia są tworzone przez fałdy w ścianie ciała gąbki.

Choanocyty („komórki kołnierzowe”) są obecne w różnych miejscach, w zależności od rodzaju gąbki, ale zawsze wyściełają wewnętrzne części jakiejś przestrzeni, przez którą przepływa woda (spongocoel u prostych gąbek, kanały w ścianie ciała u bardziej złożonych gąbek i komory rozrzucone po całym ciele u najbardziej złożonych gąbek). Podczas gdy pinakocyty wyściełają zewnętrzną część gąbki, choanocyty mają tendencję do wyścielania pewnych wewnętrznych części ciała gąbki, które otaczają mezohyl. Struktura choanocytu jest krytyczna dla jego funkcji, którą jest generowanie prądu wody przez gąbkę oraz wychwytywanie i połykanie cząstek pokarmu poprzez fagocytozę. Zwróć uwagę na podobieństwo w wyglądzie choanocytu gąbki do choanoflagellatów (Protista). To podobieństwo sugeruje, że gąbki i choanoflagellaty są blisko spokrewnione i prawdopodobnie mają niedawnego wspólnego przodka. Ciało komórkowe osadzone jest w mezohylu i zawiera wszystkie organelle niezbędne do normalnego funkcjonowania komórki, ale do „otwartej przestrzeni” wewnątrz gąbki wystaje siateczkowaty kołnierz złożony z mikrowypustek z pojedynczą flagellą w centrum kolumny. Skumulowany efekt działania flagelli wszystkich choanocytów wspomaga ruch wody w gąbce: wciąganie wody do wnętrza gąbki przez liczne ostia, do przestrzeni wyścielonych przez choanocyty, a w końcu na zewnątrz przez osculum (lub osculi). W międzyczasie cząsteczki pokarmu, w tym bakterie i glony znajdujące się w wodzie, są wychwytywane przez sitowaty kołnierz choanocytów, zsuwają się do wnętrza komórki, są połykane w procesie fagocytozy i zamykane w wakuoli pokarmowej. Wreszcie, choanocyty będą się różnicować w plemniki do rozmnażania płciowego, gdzie będą się odrywać od mezohylu i opuszczać gąbkę z wydaloną wodą przez osculum.

Drugie kluczowe komórki w gąbkach nazywane są amebocytami (lub archeocytami), nazwane tak ze względu na fakt, że poruszają się po mezohylu w sposób podobny do ameby. Amebocyty pełnią wiele funkcji: dostarczają składniki odżywcze z choanocytów do innych komórek gąbki, dają początek jajom służącym do rozmnażania płciowego (które pozostają w mezohylu), dostarczają fagocytowaną spermę z choanocytów do jaj oraz różnicują się w bardziej specyficzne typy komórek. Niektóre z tych bardziej specyficznych typów komórek obejmują kolencyty i lofocyty, które produkują kolagenopodobne białko do utrzymania mezohylu, sklerocyty, które produkują kolce u niektórych gąbek, oraz spongocyty, które produkują białko sponginę u większości gąbek. Komórki te produkują kolagen, aby utrzymać konsystencję mezohylu. Różne typy komórek w gąbkach pokazano na rycinie

Art Connection
Rycina \(\PageIndex{2}}): Pokazano (a) podstawowy plan ciała gąbki i (b) niektóre z wyspecjalizowanych typów komórek występujących u gąbek.

Ćwiczenie ™(™PageIndex{1}})

Które z poniższych stwierdzeń jest fałszywe?

  1. Choanocyty mają flagelle, które napędzają wodę w organizmie.
  2. Pinakocyty mogą przekształcić się w każdy typ komórki.
  3. Lofocyty wydzielają kolagen.
  4. Porocyty kontrolują przepływ wody przez pory w ciele gąbki.

W niektórych gąbkach, sklerocyty wydzielają do mezohylu małe kuleczki, które składają się z węglanu wapnia lub krzemionki, w zależności od rodzaju gąbki. Te spicule służą do zapewnienia dodatkowej sztywności ciała gąbki. Dodatkowo, gdy są one obecne zewnętrznie, mogą odstraszać drapieżniki. Inny rodzaj białka, spongina, może być również obecny w mezohylu niektórych gąbek.

Występowanie i skład spiculi/sponginy są cechami różnicującymi trzy klasy gąbek (rysunek): Klasa Calcarea zawiera sześcienne szkielety węglanu wapnia i nie zawiera gąbki, klasa Hexactinellida zawiera sześciopromienne krzemowe szkielety i nie zawiera gąbki, a klasa Demospongia zawiera gąbkę i może, ale nie musi mieć szkieletów; jeśli są obecne, szkielety te są krzemowe. Spicule są najbardziej widoczne w klasie Hexactinellida, rzędzie obejmującym gąbki szklane. Niektóre ze spikul mogą osiągać gigantyczne rozmiary (w stosunku do typowego zakresu rozmiarów gąbek szklanych od 3 do 10 mm), co widać na przykładzie Monorhaphis chuni, która dorasta do 3 m długości.

Figure \(\PageIndex{3}}): (a) Clathrina clathrus należy do klasy Calcarea, (b) Staurocalyptus spp. (nazwa zwyczajowa: żółta gąbka Picassa) należy do klasy Hexactinellida, a (c) Acarnus erithacus należy do klasy Demospongia. (kredyt a: modyfikacja pracy autorstwa Parent Géry; kredyt b: modyfikacja pracy autorstwa Monterey Bay Aquarium Research Institute, NOAA; kredyt c: modyfikacja pracy autorstwa Sanctuary Integrated Monitoring Network, Monterey Bay National Marine Sanctuary, NOAA)

Physiological Processes in Sponges

.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.