curso 2021 biología de los organismos marinos

CURSO 2021 Biología de los Organismos Marinos

Foraminíferos e Invertebrados

GABRIELA FAILLA SIQUIER Sección Invertebrados Instituto de Biología

PHYLA: PLACOZOA Y PORIFERA

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CLASE ORDEN FAMILIA GENERO: Spongia

PHYLUM (FILO) PHYLA

ESPECIE: Spongia officinalis Spongia sp.

200µ

1971, K. Grell 1) animal más simple conocido, 2) genoma animal más pequeño conocido

Photo: light microcrospy by Ana Signorovitch

PHYLUM: PLACOZOA Schulze,1883 (animales chatos)

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Hipótesis de la ‘Placula‘: antecesor de esponjas y cnidarios por lo tanto de todos los Metazoa.

PHYLUM: PLACOZOA (animales chatos) Trichoplax adhaerens Sin registros fósiles a la fecha 2 a 3 mm long y 14 µm de espesor

1. - Solo 4 o 6 tipos celulares (somáticas)

2. - «Diblásticos» (?)

3. - Sin simetria ni eje corporal

4. - SIN MEMBRANA BASAL

5. - SIN MEC

6. - Polaridad

7. - Marinos, tropical y subtrop. Intersticiales 4

PLACOZOA

corte transversal de T. adherens

Células fibrosas contráct. céls.glandular

“epitelio” superior

“epitelio” inferior

5

intnernet

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Desmosomas (zona adherentes)

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Fig. 1. Living Trichoplax sp. photographed with light microscopy. Scale 0.5 mm.

Fig. 3. Living Trichoplax sp. (in ventral view) observed in confocal microscopy. Note the white areas showing the natural luminescence of the organism. Scale 0.1 mm.

Fig. 2. Detail of the dorsal layer of Trichoplax sp., showing the shiny spheres under light microscopy. Scale 0.002 mm.

Fig. 4. Living Trichoplax sp. (in ventral view) observed in confocal microscopy. Note the outline of the temporary mouth. Scale 0.05 mm.

Trichoplax from marine cultures in Brazil – First record of the phylum Placozoa in the South Atlantic Ocean Andre´ C. Morandini, Sergio N. Stampar, Fabio L. da Silveira Zoologischer Anzeiger 245 (2006) 127–129

SECUENCIADE MOVIMIENTOS DE T. adherens

Photography: SYED

a) flotando, animal contraído (no puede relajarse)

b) toca el sustrato (der) con el ep. inf. a partir de ese momento puede comenzar a relajarse.

resto de alimento

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Photography: SYED

c) mov.. ciliares: se va acomondando en el sustrato

e) mov. ciliares: completan el estirameiento del animal sobre el sustrato

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T. adherens: desplazamiento por mov. tipo ameboidales

Photography: SYED 11

Photo: SEM by Sven Sagasse

PLACOZOA: Alimentación

Movimiento de tipo “gastrulación”

- detritos, protozoos y algas

movimiento de tipo “gastrulación”

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PLACOZOA

200µ

- 1) brotación: se separan cuerpos esféricos de la cara superior

- 2) fisión binaria

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Reproducción sexual La célula sexual masculina sólo se describió una vez en1981 (¿?)

desarrollo solo hasta estado de 128 células.

Reproducción asexual:

Secuencia de fisión binaria

PLACOZOA

- Genoma secuenciado en agosto de 2006 y publicado en 2008. (Joint Genome Institute Berkeley, California)

- Movimientos ameboidales, únicos en Metazoa.

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- Presentan gran maquinaria de codif. genetica en potencia pero no se expresa. (colageno IV, neurotransmisores, ejes axiales, producc. de cels. sexuales)

Relaciones Filogenéticas

coanoflagelados

A) the earliest branch of animals

B) Uniones de proteinas extracelulares (desmosomas)

C) datos moleculares de secuencias 18S evidencia grupo de genes que no se expresan (codif. colágeno IV, presente en la membr. basal!, neurotransmisores, ejes axiales, producc. de cels. sexuales) Es como que tiene una gran maquinaria de codificación genética en potencia pero no se expresa => simpllificados 2º ! Gastrulación: synapomorfía de Eumetazoa! excepto: Placozoa y Porifera

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Distribución de T. adherens

1971 Grell Mar Mediterraneo y Mar Rojo; 1980 Ivanov Mar Caspio

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PHYLUM: PORIFERA (Grant, 1826)

1) ZOOPHYTA

2) COELENTERATA

- Nivel de Organización: CELULAR

1er.registro fósil: 750 ma es el registro fósil animal más antiguo que existe y su plan corporal básicamente no ha cambiado. * Marinas y algunas de agua dulce

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PORIFERA (± 8553 spp.)

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PORIFERA espículas

- CO3Ca2 - Si - MEGASCLERAS (Macroscleras)

- MICROSCLERAS

20

21

22

microscleras

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PORIFERA (8553 spp. válidas Van Soest, et al. 2012)

CLASE: Calcarea (≈ 600 spp)

Hexactinellida (≈ 600 spp)

Homoscleromorpha (≈ 87 spp)

Demospongiae ( ≈7000 spp)

“Global Diversity of Sponges”

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620 spp

680 spp

87 spp

7466 spp

11.000 spp descriptas 8.853 spp validas 5.000 spp fósiles descriptas

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- 1 CLASE CALCISPONGIAE

SUBCLASE CALCINEA

SUBCLASE CALCARONEA

- 2 CLASE HEXACTINELLIDA o HYALOSPONGIAE

SUBCLASE HEXASTEROPHORA: Sedimentos duros

SUBCLASE AMPHIDISCOPHORA:Sedimentos blandos (> diversidad)

- 3 CLASE DEMOSPONGIAE (± 83% de las spp.)

SUBCLASE TETRACTINOMOPHA

SUBCLASE CERACTINOMOPHA *H2Od

- 4 CLASE HOMOSCLEROMOPHA (espículas ≈)

PORIFERA

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Ascon

Atrio

PORIFERA

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- 10 cm máx.

- presencia de porocitos

TIPOS CELULARES Pinacodermo: - Pinacocitos: exo, endo y basipinacocitos - Porocitos: solo en ascón

Mesohilo (MEC): - Arqueocitos: transp.de nutrientes, digestión, excreción. - Amebocitos - esclerocitos: espículas - colencitos y lofocitos: fibr. de colágeno laxas (libres) - espongiocitos: fibr.de colágeno compactas - tesocitos - actinocitos - céls.con inclusiones (secretoras), bacteriocitos

Coanodermo: - COANOCITOS

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COANOCITOS

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Célula central (amebocito) regulan flujo H20

Coanocito

Cámara de Coanocitos

Canal exhalante

Apopilo endopinacocitos

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PORIFERA

Sistema acuífero -Tipos estructurales

ASCON SICON LEUCON

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ASCON SICON

LEUCON

Prosopilo: orif.entrada del H20 a la cám.flg

Apopilo: orif.salida del H20 de la cám.flg.

3 Sistema diplodal

2 Sistema afodal

canal excurrente

canal incurrente

1 Sistema Euripilo

Sistema acuífero

Evolución del tipo leucón

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Canal Inhalante = Canal Incurrente

Canal Exhalante = Canal Excurrente

Cámara de Coanocitos = Cámara flagelada = Cámara vibrátil (canales de coanocitos)

Atrio = Espongiocele

Sistema Acuífero

Sistema inhalante: desde la superficie externa de la esponja hasta el prosopilo

Sistema exhalante: del apopilo hasta el ósculo

Prosopilo: orificio de entrada del H20 a la Cám.flagelada

Apopilo: orificio de salida del H20 de la Cám.flagelada

CLASE: CALCAREA

- espículas de COCa3

mono, tri y tetractinas

sin microscleras

- pequeño tamaño

- Sist. Acuífero muy variado

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CALCAREA

A. ASCONOIDE

B. SICONOIDE

C. SILEIBIDE

D. LEUCONOIDE

E. SOLENOIDE

Sistema acuífero (Tipos estructurales)

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CLASE: CALCAREA

Sycon ciliatum 5 cm de h 8 mm diam. tb pueden ser arborescentes Sobre sustrato duro, hasta 100 m prof.

1. Subclase: Calcaronea larva anfiblástula

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Petrobiona massiliana

Clathrina rubra

CLASE: CALCAREA 2. Subclase: Calcinea larva celoblástula

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S! de espícula triactina de CaCO

b. 3 esclerocitos se aprox. c. se juntan parcialmente (triplete) y bombean Ca2CO3 del agua de mar. d. forman el centro de la espícula, cada cél se divide y de a pares fabrican el radio e. una cel. segrega la punta y la otra engrosa la base. El proceso es extracelular

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Clase: HEXACTINELLIDA (Symplasmia)

- 200 a 6000 m prof. >(Si) (Antártida, NZ.) - 20 m prof. costa Pacif.N. y cuevas del Med

- espículas tienden a fusionarse y ser

muy gruesas. (hipersilicemia)

- micro y macroescleras

- Sincitiales al estado adulto

- Sist acuif.: Sycon o Leucon (Euripilus)

- nunca incrustantes

- larva Trichimella

espicula hexactina

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LOBULADAS

RAMIFICADAS

HEXACTINELLIDA formas - Erectas, Nunca incrustantes!

TUBULARES 41

Clase: HEXACTINELLIDA (Symplasmia)

Forma TUBULARES

microsclera hexaster 1. SUBCL: Hexasterophora (4 Ordenes)

2. SUBCL: Amphidiscophora (1 Orden)

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microsclera anphidisco

Amphidiscophora: con penacho de espículas para fijación al sustrato blando

Subclase Hexasterophora microscleras 43

a-g subclass Hexasterophora h subclass Amphidiscophora

“esqueletos dictyonal” (a-d) forman arrecifes, esqueleto permanece. “esqueletos lyssacino” (e-h) al no estar todas las espic.fus. se disgregan y dispersan, solo forman matas cuando están vivas 44

ejemplares colectados entre 1000 a 5000 m de profundidad.

H

canal excurrente

canal incurrente

LEUCONOIDE EURIPILO

Euripilo: tipo de cámara de coanocitos que conecta directamente prosopilo con el canal incurrente y apopilo con el c.excurrente. Varias cámaras pueden abrirse al mismo canal excurrente

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Cámaras de Coanocitos grandes!

LARVA TRICHIMELLA

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arrecifes de esponjas vítreas- Mar de Cristal (British Columbia, Canadá) 20 a 260 m de prof. - cubren 1.000 km2 de lecho oceánico. - hasta 25 m de altura - individuos vivientes y fosilizados - T. del agua 9 – 10°C - Poca luz

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Fig. 4. Images of glass sponges identified without samples (i.e. visually) from the ‘Pisces IV’ submersible and remotely operated vehicle ROPOS.

(A–F) dictyonine sponges; (G–K) lyssacine sponges;

(A) and (B) are both presumed to be Aphrocallistes vastus; inset in (A) shows 2 of the many tubular oscula; arrows in (B) indicate palm or mittenshaped processes extending from a single oscular tube. (C) and (D) are both presumed to be Heterochone calyx; (C) shows tube form with a single osculum, (D) shows bush form with multiple oscula; arrowhead in C points to tubular process considered typical of Heterochone spp., arrow points to palm-shaped process from same sponge. (E) and (F) juvenile dictyonine sponges without (E) and with (F, arrow) side processes. (G) Rhabdocalyptus dawsoni hanging with osculum facing down and away from cliff wall. (H) and (I) are both presumed to be Staurocalyptus dowlingi. (J) Acanthascus sp. (K) Small specimen thought to be S. olidus. Scales (where known): (A,B,D) scale bar = 10 cm; (C) sponge = approximately 20 cm from base to osculum; (D) sponge = approximately 40 cm in diameter; (E, F) juveniles = approximately 10 cm long; (G) sponge about 50 cm long; (H–K) sizes unknown; (L) juveniles on skeletons = approximately 5 cm long; (M) scale bar = 1 mm; (N) scale bar = 0.25 mm

Patterns of glass sponge (Porifera, Hexactinellida) distribution in coastal waters of British Columbia, Canada .Leys et al., 2004

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Hecate Strait and Queen Charlotte Sound Glass Sponge Reefs MPA. Source: http://www.dfompo.gc.ca/oceans/mpa-zpm/hecate-charlotte/index-eng.html

Unicos Arrecifes vivos de esponja de cristal 2017 Declarados AMP

CLASE: DEMOSPONGIAE (1-4)

Hippospongia sp. Spongia sp.

- Espículas de Si (mono y tetractinas)

- micro y megascleras

- Red de espongina

- Sist Acuif. Leucon

- Coloniales

- celoblástula, parenquímula y

anfiblástula

- asimétricas, incrustantes o erectas

(colores brillantes)

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DEMOSPONGIAE

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Esponja gigante rocosa Neophrissospongia

DEMOSPONGIAE (1-4)

- aguas profundas, tropicales y subtrp.

Esponjas “rocosas”

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Esponja barril (esponja gigante) Xestospongia muta. FLA - 130 y

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Mega y microscleras de Demospongiae

0.01 -1 mm

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CLASE: HOMOSCLEROMORPHA (Esponjas coralinas)

Oscarella lobularis

• Esp. Si tetraxonas (4 radios =)

“caltrops”

• no ≠ mega/microscl.

• pinacocitos con flagelo

• Membrana basal

• cám. de coanocitos esféricas

• coanocitos grandes

• Larva Cinctoblástula

• vivíparas

• incrustantes (en cuevas o lugares

oscuros) 55

REPRODUCCIÓN ASEXUAL

1. FRAGMENTACIÓN todas

2. BROTACIÓN en pocas spp.

(esférulas de arqueocitos revestidos de colágeno)

3. Cuerpos de Reducción En condiciones de baja salinidad grupos de Céls. totipotentes basales se

liberan cuando muere la esponja madre (sólo en algunas especies).

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REPRODUCCIÓN SEXUAL Hermafroditas gameta femenina deriva de: coanocitos y arqueocitos gameta masculina deriva de : coanocitos espermatocistos: los coanocitos captan a los espermatozoides los

engloban sin digerirlos! y los transportan hacia el ovulo, formando pequeñas cápsulas o cistos.

células nodrizas: encargadas de alimentar al e!

rhagon / olynthus

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DESARROLLO EMBRIONARIO sin gastrulación!

LARVAS: ANFIBLÁSTULA CINCTOBLÁSTULA TRIQUIMELLA PARENQUÍMULA

HO

MO

SC

LE

RP

H.

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ALIMENTACIÓN

FILTRACIÓN Pueden filtrar en 24 hs. aprox. 20,000 veces su volumen

comen 90% de las bacterias

ALIMENTO: bacterias, protozoos, algas, materia orgánica (Hexact.)

H2O H2O

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Esponjas carnivoras

CLASE DEMOSPONGIAE Subclase Heteroscleromorpha Orden: Poecilosclerida Familia: Cladorhizidae

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Asbestopluma hypogea

Chondrocladia lyra

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prof: 3000 - 8000 m.

Chondrocladia lyra

prof: 3316–3399 m.

estolón (1-6) rizoide

ramificaciones

espermatoforo

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2 ramas

isoquelas anisoquelas

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MICROSCLERAS

Cladorhiza pteron

64 > 30 cm Abissocladia kellyae

Abyssocladia vaceleti 2018 Patagonia Atlantica 900-1547

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PREDADORES Competencia por el sustrato !

66 - velocidad de crecimiento - sust.qcas para inhibir crecimiento de competidores

--------- sobre explotación

IMPORTANCIA ECONÓMICA

Sustancias bioactivas: metabolitos con actividad antibacterial, inhibidoras del crecimiento celular, antifouling, propiedades antinflamatoias Desarrollo de medicamentos, cosméticos, etc.

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+

- Esponjas perforadora atacan sustratos calcareos: - cultivo de ostras - arrecifes coralinos - Sustancias tóxicas (defensa) acumulan toxinas en células del mesohilo.

DISTRIBUCIÓN

van Soest, et al., 2012 68

FIN

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