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1 Invertebrados Marinhos IInvertebrados Marinhos I Instituto de Geociências/ Faculdade de Oceanografia Prof. Mayk de Almeida FILO PORIFERA (Poríferos – Esponjas – Os mais primitivos) •L. porus, poro, + fera, portador de. História • Conhecidas e utilizadas desde a antiguidade • foram incluídas no primeiro tratado sobre classificação de organismos � 350 A.C., na Grécia por Aristóteles � Consideradas como plantas • Grandes naturalistas (Lammarck, Lineu, Cuvier) classificavam as esponjas como Zoophyta (animais-plantas) ou Pólipos (considerando-as como próximas dos cnidários). • R.E. Grant (1765)� criou o nome Porifera. • A criação do Filo: Huxley em 1875 e Sollas em 1884, só foi aceita no início do século XX. • A classificação do Filo Porifera é ainda hoje muito debatida, desde a definição das espécies até as relações entre as classes e subclasses. • Os caracteres morfológicos e esqueléticos são insuficientes para um estudo filogenético amplo • Atualmente complementados por métodos bioquímicos, moleculares, embriológicos, histológicos e citológicos 2 Animais Filtradores Corpo multicelular adaptado a filtração da água PORÍFEROS PORÍFEROS -- CORPO COM POROSCORPO COM POROS • Corpo multicelular adaptado à alimentação por filtração; • Corpo de remodela-se continuamente para se ajustar ao sistema de filtração; • Teoria: organismos mais primitivos, forma intermediária entre a colônia de protozoários e outros metazoários; • Maioria em água rasa, vivem desde da zona entre-marés até profundidades de 5.500 metros • Organismos sésseis e fixos, alguns capazes de realizar movimentos limitados do corpo e suas partes; • grande maioria fixa em substratos rochosos ou sobre conchas e outros animais � Demospongiae colonizam substratos arenosos e/ou lodosos. • 1mm até 2m de diâmetro e altura; • Simetria Radial ou Assimétricos 3 • São descritas cerca de 9 mil spp descritas, só 150 são dulcícolas; • Coloração: vermelhas, roxas, amarelas, laranjas, marrons e cinzas – pigmentos celulares ou endossimbiontes; • Desenvolvimento embrionário termina na fase de blástula. • Ou seja, não formas camadas embrionárias, portanto, nem tecidos organizados; Estrutura corporal ASCON SICON LEUCON Ósculo Átrio ou espongiocele Poro • Óstios ou poros incorrentes: origem do nome porifera; � Porócitos. • Espongiocele ou átrio; • Ósculo; • Pinacócitos e pinacoderme; • Mesoílo ou mesênquima; • Esqueleto: � Pode ser composto por espículas calcárias, silicosas, fibras de espongina. � São importantes na taxonomia das esponjas. • Arqueócitos (amebócitos) Asconóide 4 TIPOS DE CÉLULAS • Tanto as células quanto o material esquelético encontram-se mergulhados ou aderidos numa substância gelatinosa denominada de MESÊNQUIMA ou MESOÍLO; • PINACÓCITOS: células afiladas e achatadas que recobre a superfície exterior (PINACODERME) e parte das interiores (poros). Secretam material que fixa a esponja ao substrato. • Alguns pinacócitos podem se diferenciar em MIÒCITOS ou PORÓCITOS 5 MORFOLOGIA • Mesênquima ou mesoílo: • camada intermediária na qual se encontram células móveis que se deslocam intensamente por meio de pseudópodos. CÉLULAS AMEBÓIDES: podem ser de: - ARQUEÓCITOS: células presentes no mesênquima, fagocitários podem captar partículas alimentares na pinacoderme ou recebe-las dos coanócitos. (Células totipotentes) - COLÊNCITOS: secretam fibras de colágeno; - ESCLERÓCITOS (escleroblástulos): secretam espículas; - ESPONGIÓCITOS: secretam espongina; AmebócitosAmebócitos ((ArqueócitosArqueócitos)) AmebócitosAmebócitos ((ArqueócitosArqueócitos)) •• COANÓCITOSCOANÓCITOS: células ovóides flageladas e com : células ovóides flageladas e com colarinho que forram o interior da esponja colarinho que forram o interior da esponja -- COANODERME. Uma extremidade está embebida no COANODERME. Uma extremidade está embebida no mesênquima e outra está exposta no átrio.mesênquima e outra está exposta no átrio. 6 Célula típica – coanócito Funções : - digestão intracelular - fluxo de água 7 • MATERIAL ESQUELÉTICO: Constituído por colágeno, espículas (escleras) calcáreas (CaCO3) ou silicosas (SiO2), de fibra de espongina (proteína) ou uma combinação dessas estruturas. Sustentação • Esqueleto inorgânico – espículas calcárias ou silicosas. • Esqueleto orgânico – rede de espongina. Fibras de espongina 8 EsclerocitosEsclerocitos ouou escleroblastosescleroblastosEsclerocitosEsclerocitos ouou escleroblastosescleroblastos Tipos Morfológicos dos Poríferos ASCONÓIDES (ASCON): organização mais simples, são pequenos e tubulares. Sentido da corrente de água: Óstios Átrio ósculo Sentido da corrente de água: Estrutura mais simples impõem limitações quanto ao tamanho corporal • Exemplos de asconóides: Características dos asconóides: • Dimensões reduzidas (mm-cm) • Forma tubular • Compostas por tubos fixados na base • Formação de colônias • Estrutura simples • Menor superfície de filtração • Filtração pouco eficiente • Mesênquima pouco desenvolvido • Cavidade atrial ocupa grande volume SICONÓIDE (SYCON): corpo tubular e ósculo único. Com parede do corpo mais espessa e contém canais radiais ou inalantes (forrados por coanócitos) que desembocam no átrio. Sentido da corrente de água: átrio Ósculo 9 • Exemplos de siconóides: Características: • Indivíduos com átrio reduzido e maior superfície de absorção; •Espécies maiores que os asconóides (cm); Sycon Phylum Porifera- Syconoid Type Sponge: LEUCONÓIDES: organização mais complexa e permite o aumento do tamanho das esponjas. Apresentam ósculos numerosos, associados à câmeras flageladas (forradas por coanócitos). • Mais alto grau de pregueamento. • Espongiocele reduzida. •Presença de vários ósculos •Esponjas de água rasa e todas de água doce 10 Sentido da corrente de água: Óstios canais inalantes Prosópila câmaras flageladas Apópilacanais exalantesÓsculos Esponja LeuconoideEsponja LeuconoideEsponja LeuconoideEsponja Leuconoide (Incrustante) • Aspectos fisiológicos AlimentaçãoAlimentação • Digestão: intracelular extra-corpórea, realizada na superfície corporal pelos pinacócitos. A intra-corpórea é realizada pelos coanócitos e amebócitos (intracelular). Partículas filtradas: 50 - 1µm Plâncton, bactérias, vírus, material orgânico dissolvido etc. Obs: todas as células de uma esponja são capazes de realizar fagocitose 11 Partículas maiores que 50 µm não entram pelos óstios, mas podem ser absorvidas pela pinacoderme externa. Asbestopluma hypogea Outras formas de alimentação Esponjas carnívoras, classe Demospongiae – Cavernas marinhas e Antártida Se alimentam de pequenos crustáceos e outros animais Em geral, não possuem sistema aqüífero, nem coanócitos Esponjas + microorganismos Endossimbiontes: algas verdes (zooclorelas); dinoflagelados (zooxantelas, cianobactérias e bactérias) – a matriz extracelular das esponjas provê um meio rico para o crescimento das bactérias, e o hospedeiro se beneficia de um estoque de bactérias utilizável em sua nutrição. – As esponjas são os únicos metazoários conhecidos a manter relações simbióticas com cianofíceas, que produzem glicerol e compostos fosfatados para a nutrição das esponjas. – Esponjas portadoras de cianobactérias funcionam como produtores primários, e apresentam um crescimento rápido e alta produtividade primária em recifes de coral. • Bombeamento de água – Sistema Aqüífero Em geral um esponja é capaz de filtrar em 5s um volume de água = volume doseu corpo; Esponjas preferem se fixar em locais onde possam estar exposta as correntes – Economia de Energia 12 • Transporte Interno: através dos amebócitos e por difusão simples; • Troca de gases: por difusão simples • Sistema Nervoso: Ausente, contudo, algumas esponjas são capazes de condução lenta de estímulos (célula à célula); • Locomoção: maioria das espécies são fixas ou sésseis, algumas são capazes de locomoção limitada (1 a 4 mm/dia); Outros movimentos: Contração do corpo; Constrição dos óstios e ósculo; Células amebóides estão em movimento constante; Pouco se sabe sobre as taxas de crescimento, mas os dados disponíveis sugerem uma grande variação entre as espécies. Embora algumas espécies tenham um ciclo de vida anual (por exemplo, Sycon sp), estimativas baseadas em taxas de crescimento conferem idades acima de 1500 anos a indivíduos algumas espécies; (Lehnert & Reitner, 1997) ���� animais com tempo de vida mais longa do planeta. Terpios sp. (Filipinas) ���� 2.3 cm por mês sobre corais, hidrocorais, moluscos e algas, matando-os através da liberação de uma toxina e por sufocamento. Reprodução • ASSEXUADA: Fragmentação e Regeneração: potencialmente, cada parte de uma esponja partida em vários fragmentos (contendo amebócitos) poderá reconstituir um novo indivíduo. Em geral ocorre devido à danos causados pelas correntes ou predadores Artificialmente, para experimentos ou cultivo ASSEXUADA: BROTAMENTO - pequenos brotos laterais que se desenvolvem em novos indivíduos, originando as formas coloniais ���� naturalmente ou regeneração de partes danificadas. BROTAMENTO OU GEMIPARIDADEBROTAMENTO OU GEMIPARIDADE Indivíduos podem não se depreender do corpo do genitor e formar colônias 13 ASSEXUADA: • GEMULAÇÃO : formam-se agregados de células amebóides (totipotentes) indiferenciadas, envoltas por envoltório de espongina e dura camada de espículas justapostas. • Formas de resistência à condições ambientais severas • Comum em esponjas de água doce CÉLULAS CAPAZES CÉLULAS CAPAZES DE ORIGINAR NOVAS DE ORIGINAR NOVAS ESPONJASESPONJAS ESPÍCULASESPÍCULAS GEMULAÇÃOGEMULAÇÃO SEXUADA: maioria é dióica, com fecundação interna; com desenvolvimento indireto Espermatozóide - originado de coanócitos Óvulo – originado de arqueócitos (amebócitos) Ovíparas: liberam o zigoto na água para o desenvolvimento da larva Vivíparas: Retém o zigoto internamente até o desenvolvimento de larva Desenvolve em uma larva livre- natante — anfiblástula — que sai pelo ósculo, fixa-se em um substrato e cresce, originando novo indivíduo. Larvas: Anfiblástula – Esponjas calcáreas Celoblástula – esponjas calcáreas Parênquima – Demospongiae Triquimeras – Esponjas-de-vidro Fig. 7.3 14 Principais classes: Classe Calcarea Exclusivamente marinhas Consideradas as mais primitivas; Coloração parda, amarelada ou avermelhadas. Espículas 1, 3 ou 4 pontas, sem espongina, de carbonato de cálcio; Sistema aqüífero de três tipos básicos (ascon, sicon e leucon) Altura média de 10 cm e ocorrem em águas rasa costeiras; Ex.: Leucosolenia (asconóide) e Sycon (siconóide) Principais classes: Classe Demospongiae • 95% das espécies recentes; • A maioria marinha ���� quatro famílias dulcícolas; • Espículas siliciosas com ou sem espongina; • Espículas silicosas de 2,3 ou 4 pontas; • Em forma de taça ou vaso com alturas entre 10 e 30 cm; • As esponjas utilizadas para banho pertence a essa classe; Principais classes: Classe Hexactinellida (esponjas-de-vidro): • Espículas silicosas com seis raios (hexactinas), • Exclusivamente marinhas • De águas profundas (200 a 1.000 metros). • Não apresentam pinacoderme Aspectos ecológicosAspectos ecológicos 15 • Vários animais se alimentam de esponjas: moluscos, ouriços e estrelas-do-mar, peixes tropicais (donzelas, peixes-borboleta) e tartarugas • mecanismos de defesa contra a predação: ampla gama de compostos tóxicos – Tedania e Neofibularia: dermatites dolorosas � Tedania ignis (Duchassaing & Michelotti, 1864) Foto no Quebra- Mar da Capitania dos Portos em Salvador (BA), numa profundidade de 2-4 m. Esta esponja é capaz de provocar queimaduras na pele quando tocada. • metabólitos secundários ���� interesse para a farmacologia e a pesquisa biomédica. – doenças causadas por vírus, bactérias ou fungos. – grupo de organismos com maior percentagem de espécies produtoras de compostos antibióticos, anti-tumorais e antivirais. Defesa contra: peixes ouriços-do-mar ermitão gastrópode Larvas defendidas contra: peixes anêmonas Predadores especialistas: moluscos planárias marinhas defesas estruturais: espículasdefesas estruturais: espículasdefesas estruturais: espículasdefesas estruturais: espículas N H N O Br Br N N NH H H H defesas químicas: oroidinadefesas químicas: oroidina – compostos com atividade antimicrobiana (antibacteriana, antifúngica, antiviral). – toxinas servem também para a competição por espaço com outros invertebrados, como briozoários, ascídias, corais e até mesmo outras esponjas. – Isto permite a algumas esponjas crescer rapidamente e recobrir a fauna e a flora adjacentes. - Metabólicos produzidos pelas espojas são amplamente utilizados na industria farmacêutica Comensalismo/Inquilinismo: muito comum. • O sistema de canais das esponjas e suas defesas antipredação as tornam excelentes refúgios para uma horda de invertebrados menores (crustáceos, ofiuróides, poliquetas) e alguns peixes (gobídeos e blennídeos). DesmospongiaeDesmospongiae Obs: Inquilinismo: É o tipo de comensalismo onde o proveito tirado (pelo chamado inquilino) é um local de abrigo ou suporte para o crescimento. 16 • As esponjas perfurantes (gêneros Cliona e Aka) escavam galerias complexas em substratos calcáreos como corais e conchas de moluscos (bioerosão) ���� auxilia no processo de crescimento do recife. Cliona sp. Esponja perfurante de cor laranja (aqui crescendo no coral Siderastrea stellata). Possui papilas inalantes e exalantes agrupadas. Comum exposta à luz. Fotografia a 5-15m de profundidade. • boas indicadoras da qualidade da água: sésseis e filtradores ���� distribuição fortemente influenciada pela qualidade da água Importância Econômica • Algumas espécies de esponjas (Spongia e Hippospongia) são usadas como esponjas de banho ���� 16 e 86 US$/kg • Década de 30 (Flórida, Cuba, Bahamas,Tunísia) ����apogeu econômico de exploração das esponjas. Importância Econômica • Infestações bacterianas em 86/90) ���� populações locais nunca mais voltaram à abundância anterior • aumento da coleta no Mediterrâneo ���� declínio nas populações nativas • Obs: Não se conhecem no Brasil localidades com abundância de esponjas de banho ���� espongicultura
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