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Informações sobre os poríferas ou esponjas, um filo antigo de animais multicelulares caracterizados pela simplicidade estrutural e baixo grau de diferenciação dos tecidos. Ele aborda a origem, morfologia e classificação destes organismos, incluindo a composição molecular uniforme da matriz extracelular, a presença de colágeno e evidências genéticas. Além disso, o texto discute as diferentes classes de esponjas, suas características e as funções de seus diferentes tipos de células.
Tipologia: Notas de aula
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Apresentar as características do Filo Porifera, suas características morfológicas, fisiológicas e sua evolução.
Ao final da aula, o aluno deverá: entender o processo que levou a origem das esponjas; compreender a diversidade morfológica das esponjas baseando-se no seu sistema aquífero; diferenciar as classes de Porífera e suas características.
Introdução aos Metazoa
Biologia dos Invertebrados
Características gerais Os poríferos ou esponjas (do latim: indivíduo portador de poros - porus = poro; ferre = possuidor) são organismos antigos, com origens que provavelmente ocorreram há um bilhão de anos atrás. Sua morfologia se caracteriza pela relativa simplicidade estrutural e o baixo grau de dife- renciação dos tecidos, em conjunto com o registro fóssil, os colocam como um dos animais multicelulares mais primitivos existentes. Possuem gran- de semelhança com protozoários flagelados coloniais (Coanoflagelados) dos quais atualmente acredita-se que sejam derivados. Encontrados em quase todos os ambientes aquáticos, desde rios até as fossas abissais, em regiões tropicais e polares. As mais de 8000 espécies descritas possuem uma extrema variedade de dimensões, cores, formas e hábitos e sua cons- trução aparentemente simples e primitiva não revela totalmente a imensa complexidade destes organismos.
Esquema da estrutura dos Porifera. Células flageladas conhecidas como coanócitos são os principais tipos encontrados nas esponjas, podendo formar canais e câmaras que produzem o fluxo aquífero.
Biologia dos Invertebrados
Esponjas não possuem tecidos típicos, como encontrados em outros animais multicelulares, e suas células ainda retêm um alto grau de totipotência (capacidade de diferenciação celular) e independência. Ape- sar de serem animais capazes de alcançar grande porte, com mais de um metro de altura ou recobrir largas áreas de substrato, alguns dos seus pro- cessos orgânicos são por vezes mais semelhantes aos encontrados nos Protozoa (animais unicelulares) que nos Metazoa (animais multicelulares). Apresentam aproximadamente 6000 espécies de descritas em todo o mundo e a maioria proveniente de ambientes bentônicos marinhos. Apesar de ocorrem em todos os mares e em todas as profundidades, os litorais ro- chosos de áreas não poluídas abrigam faunas de esponjas particularmente ricas. Quase todas as esponjas litorais são incrustantes, formando cama- das de espessura variada em substratos duros, em geral rochas, mas tam- bém em qualquer outro como madeiras, metal ou cimento. As poucas espécies encontradas em substratos móveis como lama, areia ou cascalho são geralmente eretas e finas para evitar o soterramento pelo sedimento, podendo ter um pedúnculo ou raiz para ancoragem no substrato (http:// www.poriferabrasil.mn.ufrj.br).
Nos Porifera entre a ectoderme e a endoderme encontramos o mesênquima (não é mesoderme) que contém matriz protéica gelatinosa, células e substâncias esqueléticas. Nesse meio podemos encontrar vários tipos celulares, tais como: Amebócitos
Filo Porífera (^) Aula
Estatócitos – células formadoras de gêmulas;^4 Espongiócitos – células produtoras de espongina; Esclerócitos – células produtoras de espículas. Material esquelético: o esqueleto mineral que sustenta as esponjas é composto por espículas e/ou fibras de espongina. As espículas são secretadas pelos esclerócitos, enquanto as fibras de espongina são secretada pelos espongiócitos.
A. Espículas da Classe Calcarea, B. Classe Hexactinellida; Espícula de calcita (a) – Classe Calcarea, Espícula de silício (b) - Hexactinellida, Espícula de silício (c-d-e) – Classe Demospongiae. Fonte: Ruppert et al., 2005
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Digestão e Circulação Ambas as funções são realizadas pelos coanócitos (digestão) e tesócitos (armazenamento). Os coanócitos criam correntes de água e no colarinho o material é microfiltrado (material particulado fino, dinoflagelados e bac- térias) e selecionado pelo tamanho e fagocitados. A digestão é intracelular, no próprio coanócito, em vacúolos digestivos, ou pode ser transferido aos amebócitos (ou arqueócitos) que circulam levando as substâncias para outras células.
Parede do corpo nas esponjas = pinacoderme. Pinacócitos são células sem membrana basal que permite contração e distensão no tamanho da esponja; Porócitos ocorrem entre os pinacócitos e são células perfuradas que se estendem da superfície externa ao átrio. O porócito apresenta uma cavidade interna denominada poro inalante ou óstio, por onde penetra a água na esponja e que pode ser aberto ou fechado por contração.
Biologia dos Invertebrados
Respiração A respiração das esponjas é realizada por todas as células. Ocorre por difusão. Excreção Realizada por todas as células. Os produtos nitrogenados são libera- dos na corrente de água circulante. Locomoção As esponjas são indivíduos sésseis, mas podem apresentar um está- gio livre natante na fase larvária. Sistema Nervoso Não possui. Ocorrem reações celulares locais e independentes. Miócitos localizados ao redor do ósculo podem conter fibrilas de actina e miosina, que formam a base da contratilidade nos grupos animais. Reprodução Assexuada: É o processo mais comum. Pode ser brotamento ou gemulação. No brotamento expansões em certas áreas do corpo do ani- mal originam brotos que podem permanecer fixos ou desprender-se da esponja-mãe. Em alguns casos é difícil distinguir este processo do pro- cesso de crescimento Na gemulação arqueócitos enriquecidos de matéria alimentar (ou estatócitos), reúnem-se no mesênquima e são circundados por um reves- timento duplo, no qual há um pequeno poro a micrópila. São resistentes e algumas vezes contém espículas. Quando o ambiente se torna desfa- vorável e a esponja-mãe morre, restam as gêmulas que permanecem em repouso até a melhoria das condições ambientais. Sob condições ambientais favoráveis ocorre a eclosão com as células escapando pela abertura e reorganizando-se em uma minúscula esponja.
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Fases do desenvolvimento da anfiblástula mostrando os pólos distintos (A), o processo de invaginação do endoderme (B) e a forma final com a esponja formada (D). Ect – ectoderme, End
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O padrão morfológico dos poríferos é baseado na construção ao redor de um sistema de canais para a circulação da água – relacionada ao caráter séssil do filo. Existem basicamente três tipos estruturais: Asconóide, Siconóide e Leuconóide (figura: Hickman et al. 2004)
A parede do corpo é fina e perfurada por poros inalantes, por onde a água penetra. Os poros se abrem numa cavidade interior, o átrio. Este se abre para fora pelo ósculo. O fluxo de água que é constante se dá na seqüência observada abaixo:
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Num estágio mais especializado deste tipo de esponja desenvolve- se o fechamento das extremidades dos canais aferentes. As novas abertu- ras recebem o nome de poros dérmicos e permitem a entrada de água.
Apresenta o maior grau de dobramento das paredes do corpo. Os canais flagelados sofreram invaginações formando pequenas câmaras flageladas arredondadas. O átrio usualmente desaparece, exceto pelos canais hídricos que levam ao ósculo. O fluxo da água neste tipo se dá na seguinte seqüência:
Taxonomia (Ruppert, Fox e Barnes, 2005) Tradicionalmente baseada em tipo e tamanho das espículas, com- posição das espículas, disposição das espículas no corpo do animal. Recentemente a taxonomia é baseada em características bioquími- cas, moleculares e microscopia eletrônica (morfologia).
Subfilo Symplasma Classe Hexactinellida ou Hyalospongiae Apresentam espículas com seis pontas (três eixos), seu esqueleto é composto por espículas silicosas (esponjas de vidro). São típicas de regi- ões profundas, abaixo de 200m, e apresentam estrutura ligeiramente siconóide. Apresentam estrutura sincicial e são desprovidas de pinacócitos.
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Subfilo Cellularia Classe Calcarea ou Calcispongiae Esqueleto com espículas calcáreas de um, três ou quatro raios. Po- dem apresentar os três graus de estrutura (único com o tipo Ascom). A maioria tem menos de 10 cm de altura. São encontrados em todos os oceanos principalmente nas águas costeiras (menos de 100m). Exem- plos: Leucosolenia, Scypha e Grantia. Classe Demospongiae Apresentam espículas silicosas ou esqueleto de espongina, ou ain- da uma combinação de ambos. Nunca apresentam espículas hexactinas. É a classe com o maior número de espécies (95%) e são as esponjas mais comuns (somente leuconóides).
Neste capítulo aprendemos que o Filo Porifera compreende os pri- meiros organismos multicelulares. Apresentam um sistema aquífero res- ponsável que é composto por canais, poros e células especiais, os coanócitos, que possuem flagelos que produzem uma corrente de água com material em suspensão. O tamanho dos poríferos está relacionado com a complexidade estrutural dos canais internos. Quanto maior a es- ponja, maior os número de câmaras e capacidade de retenção das partícu- las de alimento pelos coanócitos.
Os metazoários surgiram provavelmente de um ancestral colonial que apresentava características como células flageladas e um meio interno diferenciado. Os poríferos representam o ramo mais antigo dos animais muulticelulares. A presença de células flageladas, coanócitos, a digestão intracelular e ausência de sistemas complexos são características desse grupo. As esponjas apresentam espículas que dão sustentação ao corpo e são produzidas por células denominadas esclerócitos. Ascon, Sicon e Leucon são os tipos morfológicos que apresentam diversidade estrutural que evolui de acordo com o tamanho e demanda de água. Câmaras coanocíticas, ausência de um átrio e diversos canais compreendem o tipo mais complexo de esponja (Leucon).
