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CURSO 2021 Biología de los Organismos Marinos
Foraminíferos e Invertebrados
GABRIELA FAILLA SIQUIER Sección Invertebrados Instituto de Biología
PHYLA: PLACOZOA Y PORIFERA
1
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CLASE ORDEN FAMILIA GENERO: Spongia
PHYLUM (FILO) PHYLA
ESPECIE: Spongia officinalis Spongia sp.
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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)
3
Hipótesis de la ‘Placula‘: antecesor de esponjas y cnidarios por lo tanto de todos los Metazoa.
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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
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PLACOZOA
corte transversal de T. adherens
Células fibrosas contráct. céls.glandular
“epitelio” superior
“epitelio” inferior
5
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intnernet
6
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Desmosomas (zona adherentes)
7
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8
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
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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
9
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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
10
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T. adherens: desplazamiento por mov. tipo ameboidales
Photography: SYED 11
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Photo: SEM by Sven Sagasse
PLACOZOA: Alimentación
Movimiento de tipo “gastrulación”
- detritos, protozoos y algas
movimiento de tipo “gastrulación”
12
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PLACOZOA
200µ
- 1) brotación: se separan cuerpos esféricos de la cara superior
- 2) fisión binaria
13
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
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PLACOZOA
- Genoma secuenciado en agosto de 2006 y publicado en 2008. (Joint Genome Institute Berkeley, California)
- Movimientos ameboidales, únicos en Metazoa.
14
- Presentan gran maquinaria de codif. genetica en potencia pero no se expresa. (colageno IV, neurotransmisores, ejes axiales, producc. de cels. sexuales)
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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
15
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Distribución de T. adherens
1971 Grell Mar Mediterraneo y Mar Rojo; 1980 Ivanov Mar Caspio
16
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17
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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
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22
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microscleras
23
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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”
24
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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
25
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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
26
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Ascon
Atrio
PORIFERA
27
- 10 cm máx.
- presencia de porocitos
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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
29
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Célula central (amebocito) regulan flujo H20
Coanocito
Cámara de Coanocitos
Canal exhalante
Apopilo endopinacocitos
30
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PORIFERA
Sistema acuífero -Tipos estructurales
ASCON SICON LEUCON
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32
ASCON SICON
LEUCON
Prosopilo: orif.entrada del H20 a la cám.flg
Apopilo: orif.salida del H20 de la cám.flg.
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3 Sistema diplodal
2 Sistema afodal
canal excurrente
canal incurrente
1 Sistema Euripilo
Sistema acuífero
Evolución del tipo leucón
33
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34
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
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CLASE: CALCAREA
- espículas de COCa3
mono, tri y tetractinas
sin microscleras
- pequeño tamaño
- Sist. Acuífero muy variado
35
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CALCAREA
A. ASCONOIDE
B. SICONOIDE
C. SILEIBIDE
D. LEUCONOIDE
E. SOLENOIDE
Sistema acuífero (Tipos estructurales)
36
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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
38
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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
39
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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
40
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LOBULADAS
RAMIFICADAS
HEXACTINELLIDA formas - Erectas, Nunca incrustantes!
TUBULARES 41
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Clase: HEXACTINELLIDA (Symplasmia)
Forma TUBULARES
microsclera hexaster 1. SUBCL: Hexasterophora (4 Ordenes)
2. SUBCL: Amphidiscophora (1 Orden)
42
microsclera anphidisco
Amphidiscophora: con penacho de espículas para fijación al sustrato blando
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Subclase Hexasterophora microscleras 43
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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
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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
45
Cámaras de Coanocitos grandes!
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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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49
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
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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)
50
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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
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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
61
prof: 3000 - 8000 m.
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Chondrocladia lyra
prof: 3316–3399 m.
estolón (1-6) rizoide
ramificaciones
espermatoforo
62
2 ramas
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isoquelas anisoquelas
63
MICROSCLERAS
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Cladorhiza pteron
64 > 30 cm Abissocladia kellyae
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Abyssocladia vaceleti 2018 Patagonia Atlantica 900-1547
65
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PREDADORES Competencia por el sustrato !
66 - velocidad de crecimiento - sust.qcas para inhibir crecimiento de competidores
--------- sobre explotación
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IMPORTANCIA ECONÓMICA
Sustancias bioactivas: metabolitos con actividad antibacterial, inhibidoras del crecimiento celular, antifouling, propiedades antinflamatoias Desarrollo de medicamentos, cosméticos, etc.
67
+
- Esponjas perforadora atacan sustratos calcareos: - cultivo de ostras - arrecifes coralinos - Sustancias tóxicas (defensa) acumulan toxinas en células del mesohilo.
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DISTRIBUCIÓN
van Soest, et al., 2012 68
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FIN
69