Porifera: Animais Aquáticos Filtradores

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Porifera 
 
 Ulisses dos Santos Pinheiro 
DZ/UFPE 
Bibliografia Indicada 
Pode ser também! NUNCA! 
Uma Boa Leitura! 
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Porifera 
•  Animais sésseis (fixos) e filtradores que se utilizam de uma única camada 
de células flageladas para bombear água através do corpo. 
•  Sem órgãos ou tecidos desenvolvidos como outros animais. 
•  Funcionamento baseado em células. Peixes (~500 m) 
Porifera (~1000 m) 
Dinossauros (~230 m) 
Mamíferos (~180 m) 
Humanos (~13 m) 
Escala de Tempo 
Milhares de anos 
0 250 500 750 1000 
Ø Animais multicelulares mais primitivos, com 
origem na era Pré-cambriana (mais de 1 bilhão de 
anos) 
Ø São exclusivamente aquáticas, encontradas desde 
ambientes de água doce até as fossas abissais. 
Ø Possuem cerca de 7000 espécies conhecidas 
Esponjas 
Ø São encontradas espécies desde 1 milímetro de 
comprimento até outras com mais de 1 metros 
Ø Apresentam coloração bastante variada. 
Ø Sua fisiologia esta centrada no bombeamento 
unidirecional da corrente de água 
Esponjas 
Organização das Esponjas 
Ø São animais diblásticos 
Ø  Não possuem tecidos 
verdadeiros 
Ø Um tecido verdadeiro 
possui: 
Ø  junções comunicantes 
Ø  lâmina basal 
Organização das Esponjas 
Ø As células possuem grande mobilidade 
Ø Suas principais células são: 
Ø Arqueócitos (células totipotêntes) 
Ø Coanócitos (alimentação e respiração) 
Ø Pinacócitos (revestimento) 
Ø Esclerócitos (produção de espículas) 
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Reagregação 
Reagregação da esponja 
Malha de nylon 
Células isoladas Esponjas 
Cultura 
sandwich 
Reagregação 
Arqueócitos 
Nucléolo marcado e 
citoplasma vacuolizado 
Totipotentes: originam todos os outros 
tipos celulares (semelhante as células-
tronco em vertebrados) 
Macrófagos ativos (partículas e outras 
células) 
Também secretam colágeno 
Lofócitos 
Secretam a matriz extracelular (colágeno fibrilar) 
Esclerócitos 
Megascleras (principais e de tamanho maior) 
Microscleras (secundárias e de 
 tamanho menor) Nomenclatura segundo a forma 
em ~230 tipos diferentes. 
Secretam o esqueleto 
inorgânico 
(espículas de sílica e 
carbonato de cálcio). 
Pinacócitos 
Pinacoderme 
Dispostas em camada unicelular 
Podem também fagocitar alimento 
Sem lâmina basal desenvolvida 
Contato direto com o meio externo 
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Coanócitos 
Flageladas 
Câmara coanocitária 
Dispostas em camada unicelular 
Sempre em grupos 
Organização das Esponjas 
Ø Seus principais “tecidos” são: 
Ø Pinacoderme 
Ø Mesoílo 
Ø Coanoderme. 
Ø Nestes “tecidos” podemos encontrar 
espículas e fibras de espongina que tem 
funções estruturais na esponja. 
Organização das Esponjas 
•  Sua fisiologia esta focada principalmente 
em torno de seu sistema aqüífero. 
•  O sistema aqüífero permanece em constante 
reorganização 
•  Através dele se processa sua respiração, 
alimentação e reprodução 
Sistema aqüífero 
Cubo Volume Superfície Sup x Vol 
2m3 8m 24m 3,00 
3m3 27m 54m 2,00 
4m3 64m 96m 1,50 
5m3 125m 150m 1,20 
6m3 216m 216m 1,00 
7m3 343m 294m 0,86 
8m3 512m 384m 0,75 
Volume X Superfície Organização 
Ósculo 
(Siconóide) Poro 
Átrio 
Ósculo 
(Asconóide) Poro 
Ósculo 
(Leuconóide) 
Poro 
Mais eficiente 
Não há relação evolutiva!! 
Mais comum 
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Alimentação 
•  Filtração não seletiva. 
•  Partículas menores que 0,05 mm 
•  Grande capacidade de captação de bactérias 
do meio (ca. 98%) 
•  1 Kg de esponja filtra 13000 litros/dia 
Esponjas Carnívoras 
 
 
Esponjas carnívoras Taxonomia das Esponjas 
•  A classificação das esponjas se dá pelo 
estudo: 
– Morfologia Externa 
– Morfologia Interna 
•  Forma das espículas 
•  Arranjo da arquitetura esquelética 
Classificação e Filogenia 
 
Classe Homoscleromorpha 
 
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Classe Homoscleromorpha 
 
Demospongiae 
Maior grupo (~95%) 
Ocorrem em todos os ambientes 
aquáticos do planeta 
 
Único grupo com representantes 
em ambientes dulciaquícolas 
 
Possuem espículas silicosas e/
ou fibras de espongina ou 
nenhum dos dois. 
 
 
Maiores tamanhos 
Esqueleto variado 
Classificação de Demospongiae 
13 ordens 
1000 gêneros (apenas ~500 considerados válidos) 
Identificação baseada em: 
Tipos de esqueleto 
Organização do esqueleto 
Características gerais do animal 
Bastante complexa: 
Esterráster 
Triênio 
Oxiesferáster 
Tiloto 
Estilo 
Sigma 
Óxea 
Micróxea 
Toxa 
Anisoquela 
Classificação: Tipos de esqueleto 
Megascleras 
Microscleras 
Fibras (colágeno) 
Fibras de colágeno 
Fibras reticuladas 
Classificação: Organização do esqueleto 
Reticulado 
Axial 
Confuso 
Fibras primárias 
 e secundárias 
Classificação: Cor, forma, textura 
e consistência 
As mais variadas 
possíveis... 
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Classe Demospongiae Calcarea 
Espículas de Carbonato de Cálcio 
Tamanho geralmente pequeno 
Até 300 metros de profundidade 
Classe Calcarea Hexactinellida 
Espículas de Sílica com seis raios 
Grandes profundidades (até 10.000 metros) 
Organização celular sincicial 
“Esponjas de vidro” 
Classe Hexactinellida 
Ecologia 
 
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Locomoção 
Larvas, Tethya 
Reprodução 
Sexuada Assexuada 
Brotamento 
Maioria hermafrodita 
Maioria vivípara 
Gêmulas 
Óvulo Espermat. 
Maioria com fecundação interna 
Reprodução Sexuada 
Parenchymela Amphiblastula 
Liberação de gametas 
Reprodução Sexuada 
n  Esponjas vivíparas: 
n  Gametogênese não-localizada 
n  Coanócitos – espermatócitos – espermátides - espermatozóides 
n  Arqueócitos – ovócitos 
n  Esperma lançado na água 
n  Captura do esperma pela fêmea nos coanócitos 
n  Coanócitos – células carreadoras: FECUNDAÇÃO INDIRETA 
n  Zigoto – larva planctônica 
 
n  Esponjas ovíparas: 
n  Esperma e ovócitos lançado na água 
n  Fecundação externa 
n  Zigoto – larva planctônica 
 
 
Reprodução 
n  Tipos de Larvas 
Trichimella 
(Hexactinellida) 
Amphiblastula 
(Calcaronea) 
Cinctoblastula 
(Homosclero- 
morpha) 
Coeloblastula 
(Tetractinomorpha) 
Parenquimela 
(Ceractinomorpha) 
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Larvas X Adultos 
Larvas Adultos 
Vida livre Sésseis 
Horas a dias Meses a milênios 
Lecitotróficas Planctotróficos 
Mortalidade alta Mortalidade baixa 
Reprodução Sexuada 
Ø Duração: 
Ø Clathriidae: de 2-3 horas 
Ø Polymastia: 18-20 dias 
Ø Esponjas que atrasam o assentamento das 
larvas tem taxas de mortalidades 6 x maiores do 
que as que se assentam no tempo correto 
Ø  Graças a esta limitada capacidade de dispersão 
as esponjas são um excelente instrumento de 
estudo para biogeografia. 
Ecologia da larva: 
-  Planctônicas ou reptantes, 50 µm a 5 mm 
-  Vida livre curta: pk 3-48 h 
-  Halichondria – 60 h pk 
-  Tethya, Cliona – vida curta pk 
-  Crambe crambe – 0 h-2 d pk (max. 7 d) 
-  Ophlitaspongia – 24 hs superfície em água calma 
-  Scypha sp. – fototaxia negativa 3 d 
-  Microciona – 2 hs pk + 2 h reptação 
-  Halichondria moorei - reptação 
-  Polymastia – blastula 15-20 d reptação 
-  Tetilla serica – sem larva 
 
Halichondria (reptante) 
Haliclona (natante) 
Phorbas (natante) Spongia (natante) 
Vida larval, fixação e metamorfose 
 
Ephydatia (natante) Fixação 
- Liberação: de manhã, parada de 
circulação da água do aquário 
- Nado em espiral, sentido horário 
ou anti-horário 
- 1 cm/s 
- Reações a estímulos: luz, 
gravidade, turbulência 
- Seleção de substrato (estrutura e 
orientação) 
- Mortalidade pré-fixação: 
predação (Pomacentrus) e fatores 
físicos (estenotérmicas)Scypha sp. (Calcarea) 
Reprodução 
Sexuada Assexuada 
Brotamento 
Maioria hermafrodita 
Maioria vivípara 
Gêmulas 
Óvulo Espermat. 
Maioria com fecundação interna 
Reprodução Sexuada 
Parenchymela Amphiblastula 
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Reprodução Assexuada: 
Brotamento 
Tethya sp 
Reprodução Assexuada: 
Gemulação 
Spongilla alba 
Ecologia 
Ø São animais de vida longa, sendo que algumas 
espécies apresentam um ciclo de vida anual (eg. 
Sycon) 
Ø Existem espécies com rápido crescimento (Terpios 
das Filipinas com 2,3 cm por mês) 
Ø Já Sphaerotylus antarticus e outras espécies da 
Antártica passam mais de dez anos sem nenhum 
crescimento (1500 anos de vida). 
Esponjas perfurantes 
Perfurantes de calcário 
Afetam recifes de corais 
Infestam cultivos de mariscos 
Esponjas aglutinam sedimentos 
Esta esponja aglutinou a parte de cima do 
biquini, misteriosamente perdido numa praia de 
Búzios (RJ)... 
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Bactérias, Cianobactérias, Archaea, Zoochlorelas, Zooxanthelas 
Biologia Aplicada 
Ø Esponjas de banho (maricultura) 
Ø Bioindicadoras ambientais 
Ø Levantamento paleoclimático 
Ø Potenciais depuradores ambientais 
Ø Fibra óptica 
Importância econômica 
Esponjas de banho 
Atualmente com preços elevados 
Usadas desde a antigüidade até ~1930-1950 
Importância econômica: Cultivo 
Gêneros: Spongia ou Hippospongia 
(ocorrem no Nordeste) 
Cortes 
Flutuadores 
Cordas 
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Esponja Fashion Week Esponja Fashion Week 
-  Recifes de coral, costões, cosmopolitas 
-  Sésseis, filtradoras, abundantes, diversas 
-  Sensíveis à qualidade da água 
-  Acumulam poluentes 
Ø As esponjas tem uma grande capacidade de 
captação de pequenas partículas do meio. 
Ø  Sua partícula preferida são as do tamanho de 
bactérias 
Ø Funcionam como filtros que retêm as bactérias 
do meio líquido. 
Espículas como fibras óticas: 
Tethya seychelensis + Ostreobium 
Presença de alga verde no interior da esponja sugere transmissão de luz pelas espículas 
Fibras óticas: Hexactinellida 
Fibra ótica artificial Hyalonema sp. 
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Espículas como fibras óticas: 
Rossela racovitzae + Diatomáceas 
Antártida, 120 m prof. 
Diatomáceas associadas às pentactinas 
Experimento demonstra que espículas conduzem luz, 
e sugere que diatomáceas usam luz concentrada pelas espículas 
Levantamento paleoclimáticos 
Ø A grande maioria possui espículas de sílica 
Ø Quando a esponja morre esta sílica vai pra o fundo 
do mar ou corpo de água doce habitado pela esponja. 
Ø Através do estudos destas espículas é possível 
descobrir: 
Ø Quais espécies já viveram naquela localidade ? 
Ø  Como era a localidade na época em que a esponja vivia ? 
Importância Econômica 
	
   • 	
  Farmacológica	
  
ü An$micó$cas,	
  an$bacterianas	
  e	
  
an$virais	
  
Importância econômica: Farmacologia 
- Ácido okadaico: Inibidor de Fosfatase 
- AZT: tratamento da AIDS 
- Antibacteriana - Antifúngica - Antiviral - Antimitótica - Tumorogênica - 
- Citotóxica - 
‘ 
- // - 
Microorganismos 
Algas 
Animais Marinhos 
Plantas 
Animais terrestres 
Percentagem de extratos ativos 
Atividades 
Tedania ignis 
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-  
 
Argila com espículas (MEV) 
Drulia uruguayensis 
Drulia brownii 
Estudo das esponjas no Brasil 
Taxonomia 
(Pesquisa de Base) 
Química 
Extração de compostos químicos 
Farmacologia 
(Estudo dos compostos bioativos) 
Citologia Genética 
Estudo das esponjas no Brasil 
Aplysina caissara 
Estudo das esponjas no Brasil 
Folha de São Paulo 
Estudo das Esponjas no Brasil 
Ø Pesquisa Básica 
Ø Biologia Celular 
Ø Taxonomia e Sistemática 
Ø Ecologia 
Ø Genética 
Ø Pesquisa Aplicada 
Ø Química 
Ø Farmacologia 
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Biologia Celular 
Ø  As esponjas foram os primeiros animais a desenvolverem a 
multicelularidade 
Ø  Célula-organismo (Protozoários) para a célula-elemento de 
um organismo (metazoários) 
Ø  Estudo das esponjas (multicelulares mais primitivos 
existentes) pode oferecer pistas de quais foram os passos 
evolutivos permitiram que células ancestrais auto-suficientes 
pudessem se organizar nos tecidos e órgãos altamente 
integrados e interdependentes que constituem os animais mais 
recentes 
Biologia Celular 
Ø  O escopo destes trabalhos vem sendo a investigação de 
processos biológicos básicos, mas ainda desconhecidos nas 
esponjas, tais como: 
Ø Reações de reconhecimento 
Ø  Nutrição a nível celular 
Ø Sistemas integradores do organismo 
Ø  O estudo dos arqueócitos (cel. totipotêntes) tem permitido 
entender os mecanismos desempenhados pelas células tronco 
nos vertebrados. 
Reconhecimento 
Básico. Reações imunes 
A 
B 
Citologia 
Indivíduo B 
Indivíduo A 
Células responsáveis 
Mecanismos 
 ??? 
Hymeniacidon 
Haliclona 
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Apoptose? 
Métodos iniciais Métodos iniciais 
Óxido Nítrico? 
Métodos iniciais 
Proliferação 
Genética 
Ø Ferramenta importante para a taxonomia e 
para sistemática filogenética. 
Ø Utilizada nos grupos controversos, com poucos 
caracteres morfológicos. 
Ø Pode ser usada para detectar diferenças 
intraespecíficas. 
Taxonomia 
Ø Tem como escopo o levantamento da biodiversidade 
de Porifera para o Brasil. 
Ø Nos ambientes dulciaqüícolas existem 150 espécies 
descritas para o mundo. 
Ø O Brasil conta com ~50 espécies (1/3 das espécies). 
Ø A maior parte dos registros foram feitos na 
Amazônia e no Rio Grande do Sul. 
Ø Coincidentemente a mesma região onde se 
concentraram os esforços de estudo da única 
taxonomista do grupo para o Brasil, até pouco 
tempo atrás. 
 
Estudo das esponjas no Brasil 
Taxonomia 
(Pesquisa de Base) 
Química 
Extração de compostos químicos 
Farmacologia 
(Estudo dos compostos bioativos) 
Citologia Genética 
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Estudo das esponjas no Brasil 
Aplysina caissara 
Estudo das esponjas no Brasil 
Folha de São Paulo 
Estudo multidisciplinar entre as pesquisas 
básicas e aplicadas com esponjas 
Monografia: Descrição de 
Aplysina caissara sp.n 
Extração de novos compostos 
 químicos: Caissarina A e B 
Farmacologia: Caissarina A e B 
(ação antitumoral) 
Dissertação (Mestrado): 
Revisão do Gênero Aplysina 
 para costa brasileira 
Descrição de nove espécies 
novas para o 
gênero Aplysina 
Pesquisadores que desenvolvem trabalhos com 
Esponjas no Brasil 
Fundação Zoobotânica (RS): 
Ø  Dr. Maria Conceição Tavares 
Ø  Dra. Cecília Volkmer-Ribeiro 
USP (SP): 
Ø  Dr. Márcio Custódio 
 
UERJ (RJ): 
Ø  Dra. Gisele Lobo-Hajdu 
Ø  Dr. Eduardo Esteves 
 
Museu Nacional/UFRJ (RJ): 
Ø  Dr. Eduardo Hajdu 
Ø  Dr. Guilherme Muricy 
UFRJ (RJ): 
Ø  Dra. Michelle Klautau 
UFPE (PE) 
Ø Dr. Ulisses Pinheiro 
UFBA (BA) 
Ø Dra. Carla Menegola 
Ø Dr. Emilio Lanna 
 
Créditos: 
Ø Esquemas: 
Ø Dr. Márcio Custódio (IB/USP) 
Ø Fotos: 
Ø Dr. Eduardo Hajdu (Museu Nacional/UFRJ) 
Ø Dr. Guilherme Muricy (Museu Nacional/UFRJ) 
Ø Dr. Fernando Moraes (Museu Nacional/UFRJ) 
 
http://www.poriferabrasil.mn.ufrj.br/ 
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Esponjas incrustantes finas 
Monanchora sp. 
Esponjas incrustantes finas 
Iotrochota birrotulata 
Esponjas incrustantes finas 
Chondrilla nucula 
Esponjas incrustantes espêssas 
Xestospongia sp. 
Esponjas incrustantes espêssas 
Plakortis angulospiculatus 
Esponjas incrustantes lobadas 
Oscarella tuberculata Oscarella lobularis 
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Esponjas maciças 
Dictyonella sp. 
Esponjas maciças 
Ircinia strobilina 
Esponjas esféricas 
Tetilla radiataEsponjas esféricas 
Cinachyrella sp. 
Esponjas esféricas 
Tethya spp. 
Esponjas eretas 
Aplysina fulva 
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Esponjas eretas 
Amphimedon compressa Monanchora arbuscula 
Esponjas arborescentes 
Axinella sp. Raspaillia elegans 
Esponjas foliáceas 
Niphates digitalis 
Esponjas tubulares 
Aplysina fistularis 
Agelas conifera 
Esponjas vasiformes 
Verongula gigantea 
Ircinia campana 
Esponjas em forma de barril 
Xestospongia muta 
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Esponjas grandes Esponjas perfurantes 
Cliona celata 
Esponjas perfurantes 
Cliona delitrix 
Esponjas com papilas 
Polymastia janeirensis 
Esponjas com papilas 
Hymeniacidon heliophila 
Esponjas com papilas 
Oceanapia nodosa