PORIFEROUS: מאפיינים, סיווג, רבייה - ביולוגיה - 2025

Porifera הוא פשוט מערכת Porifera שייכים לבעלי החיים הרבים-התאיים, הידוע בכינויו ספוג. בעלי חיים אלה הם מימיים לחלוטין, כ- 15,000 מינים של ספוגים מאכלסים את הים ורק כ 150- נמצאים במים מתוקים.

הספוגים משתנים מאוד בגודלם: הם יכולים למדוד מכמה מילימטרים עד קוטר של יותר משני מטרים. הם אורגניזמים צבעוניים מאוד, מכיוון שיש להם פיגמנטים מרובים בתאי הדרמיס.

לגבי הדיאטה שלהם, הם מסוגלים לקחת חלקיקי מזון המותלים במים, מכיוון שהם אורגניזמים שקועים והם אינם מסוגלים לחפש באופן פעיל את מזונם. עם זאת, קיימת משפחה של ספוגים טורפים אשר שוברת את דפוס האכלת המסנן.

שלדי ספוג יכולים להיות קשיחים ו / או סיבים. החלקים הסיביים של השלד מורכבים מסיבי קולגן, כמו ספוגין המוטמעים במטריקס התא. לעומת זאת החלק הנוקשה מורכב ממבנים דמויי פחמים או סיליקה הנקראים spicules.

ספוגים ממלאים תפקיד חשוב במחזורים ביוגאוכימיים, כמו מחזור החנקן. כמו כן, הם יכולים ליצור אסוציאציות סימביוטיות עם אורגניזמים אחרים, בין מיקרוסקופיים לדגים, פוליצ'יטים, בין היתר. נכון לעכשיו פילוס פורייפרה מחולק לארבע כיתות: קלצריה, הקסקטינלידה, דמוספונגיאה והומוסקלרומורפה.

מאפיינים

האורגניזמים השייכים ל- Phylum Porifera מאופיינים בכך שהם בעלי חיים רב-תאיים, דיבלסטיים ובעלי אקלים המורכבים מסוגי תאים שונים.

מבחינה מורפולוגית מסודרים סדרה של נקבוביות, תעלות ותאים המאפשרים מעבר מים בתוך החיה, ובדרך זו הם משיגים מזון וחמצן.

בניגוד לבעלי חיים אחרים, הספוגים - במצבם הבוגר - הם בעלי גמישה לחלוטין ועוגנים למצע, כמו אלמוגים, סלעים או משטחים אחרים.

צורת הספוג משתנה למדי, היא יכולה להציג סימטריה רדיאלית או לא להציג סימטריה כלשהי. הם יכולים לגדול במגוון רחב של צורות, החל מספוגים זקופים עד מסועפים או עם תוויות, ובאופן כללי חיים במושבות.

אין איברים או רקמות

בספוגים אין איברים או רקמות אמיתיים; לפיכך, עיכול חלקיקי המזון מתרחש תוך תאית ותהליכי הנשימה והפרשה על ידי דיפוזיה. יש להם מערכת עצבים הנחשבת למפוזרת, אם כי נוכחותה של מערכת עצבים אצל חלפים היא נושא שנוי במחלוקת.

ספוגים מתהדרים בתהליך התחדשות תאים מדהים. לאמיתו של דבר, אם ספוג נחתך לחתיכות, כל שבר יכול לפתח ספוג חדש על ידי תהליך שנקרא עוברית סומטית.

ספוגים היסטוריים סווגו כצמחים ימיים. עם זאת, באמצע 1765 החוקרים ציינו את אופיו החייתי ללא ספק.

הספוגים מופצים ברחבי העולם ויכולים לאכלס מגוון רחב של סביבות מימיות, החל ממים רגועים ורדודים ועד אזורים קוטביים.

עיצובים ספוגיים

תוכנית הגוף של הספוגים היא פשוטה ביותר: שכבה סלולרית חיצונית הנקראת pinacoderm המפרידה בין האזור הפנימי הנקרא mesoglea או mesohilo, אזור ג'לטיני המורכב מקולגן. המשטחים הפנימיים מוקפים על ידי צ'אנוציטים, תאים בצורת גליל עם סגלגל.

האזורים שאינם מרופדים עם צ'אנוציטים, מרופדים בסוג תאים אחר הנקרא פינצוציטים.

סוגי עיצובים

בספוגים שלושה סוגים של עיצובים הנבדלים זה מזה במיקום של choanocytes, סוג של תאים מסומנים שיוצרים זרם המאפשר את זרימת המים וחומרים מזינים. ניתן להבחין בין הסוגים הבאים:

ספוגים אסקונואידים

ספוגים אסקונואידיים הם צורות קטנות, פרימיטיביות ופשוטות המחוררות על ידי נקבוביות החוזרות ונפתחות לחלל הנקרא ספונגוצלה. הספוגוסלה נפתחת כלפי חוץ דרך האוסקולום.

סוג הספוג האסקונואידי מהווה מורפולוגיה פרימיטיבית לא יעילה, מכיוון שנפח המים המאכלס את הספוגוצלה הוא גבוה וגירושו כלפי חוץ קשה.

ספוגי סייקון

לספוגים הסקוניים יש קפלים אופקיים בדופן הגוף, שהיא מורכבת ועבה. המים נכנסים דרך התעלות החודרות דרך נקבוביות העור, האוסטיוליות והתעלות המוקרנות - מכוסות על ידי צ'אנוציטים - דרך הפרוסופילוס, שהם פתחים עדינים.

ספוגים לאוקונואידים

ספוגיות לאוקונואידיות מראות מידה רבה יותר של מורכבות בזכות נוכחותם של קפלים בתעלות הדגל ליצירת תאים, המגדילים מאוד את שטח הפנים לקבלת חומרים מזינים.

מִיוּן

הפילום פורייפרה מחולק לשלושה כיתות ספוגים: כיתה קלצריאה, הכיתה הקסקטינלידה וכיתה דמוספונגיאה. להלן נתאר את כל הכיתות בפירוט:

כיתת קלצריה

למוצרי מחלקה משיעור קלצריאה יש חוטים בצורת מחט או עם שלוש או ארבע קרניים, המורכבות מסידן פחמתי. המינים בשיעור זה קטנים ולעיתים רחוקות עולים על 10 סנטימטרים.

עם זאת, בשפכים מסוימים נמצא כי ספוג ה- Sycon ciliatum יכול להגיע עד 50 סנטימטרים. באופן דומה המינים Leucetta אבוקדו ו- Pericharax heteroraphis מאכלסים שוניות אלמוגים באוקיאנוס השקט ומגיעים ל 20 סנטימטרים.

הם נחשבים בדרך כלל למיני מים רדודים, אם כי ישנן עדויות לכך שהם יכולים לאכלס אזורים מגובשים, בעומק של 4,000 עד 6,000 מטר.

כל המינים הם ימיים ומציגים את שלושת סוגי מערכות התעלה: אסקונואיד, סירקואיד ולוקונואידי. ידועים כ -300 מינים, כמה דוגמאות לכך הם: Leucosolenia complicata, Sycon gelatinosum, Grantia compresa ו- Clathrina.

כיתה הקסקטינלידה

הספוגים השייכים לקבוצה זו נקראים ספוגים זגוגיים, מכיוון שהספלים בדרך כלל מתאגדים זה לזה ויוצרים רשת ומורכבים מסיליקון ויש להם שש קרניים (טריאקסוניות).

כל המינים הם ימיים, בעיקר באנטארקטיקה ומאכלסים מים עמוקים. תאי הדגל הם מסוג הסיגנואיד והליקונואידי. כ -500 מינים ידועים, בין אלה הקסקטינלה, פריאה, יופלטה, אפרוקליסטים, בין היתר.

כיתת desmopongiae

יש להם דבורי סיליקה שאינם טריקסוניים, אך יכולים להיות מונו-אקוניים, טטרקסוניים או פוליאקסוניים. בנוסף, הם עשויים להציג רק ספוגי או שניהם.

בשיעור זה נמצאים ספוגי "אמבטיה" המפורסמים, השייכים למשפחת הספונגיידה, שיש להם ספוגיות בשפע.

מרביתם חיים בסביבות ימיות, אם כי דווח על משפחה שחיה בסביבות מים מתוקים, כגון Spongilia lacustris ו- Ephidatia fluviatilis. הם מסוג הלוקנואידים.

בנוסף לספוגיות הרחצה, ניתן להזכיר סוגות אחרות רלוונטיות המשתייכות לשכבה זו, כגון: דניאה, קליונה, מיניה, פוטריון וקליספונגיה.

בתוך כיתה זו ישנו סדר מסוים מאוד, ה- Poecilosclerida, המאופיין בהרגל האכלה הטורפי המוזר שלו.

בהשוואה לקרובי משפחתם המסננים, בספוגים טורפים אין מערכת אקוויפר (למעט מין Chondrocladia) עם choanocytes, מאפיין אבחנתי של חלפים.

טרף בסדר זה כולל חסרי חוליות קטנים, בעיקר סרטנים. ישנם כ -119 ספוגים טורפים בתוך משפחת Cladorhizidae בשמונה ז'אנרים, בין אלה Cladorhiza, Asbestopluma ו- Chondrocladia.

הומוסקלרומורפה בכיתה

זהו המעמד הקטן ביותר של בעלי החיים המצויים על ידי 87 מינים בלבד השייכים לז'אנרים הבאים: אוסקרלה, פסאודוקורטיציום, קורטיציום, פלסינולופה, פלאקינה, פלאקינסטרלה ופלאקארטיס.

הם מאופיינים בכך שיש להם אנצוצוציטים מסומנים; השלד משתנה, עם או בלי חיבורי סיליקה, ויש להם קרום מרתף.

כאשר השלד קיים, הוא מורכב מסיביות טטרקסוניות של סיליקון ארבע. לרוב המינים צורות כרית ומשתנות במידה רבה בצבעם ומציגים גוונים של כחול, סגול, ירוק, צהוב, אדום, בין היתר.

הם מאכלסים מערכות אקולוגיות כהות או חצי חשוכות ויכולים להיות ממוקמים הן במים רדודים והן בעומקים הגדולים ממאה מטרים.

בעבר זו נחשבה תת-קבוצה השייכת ל- Desmospongiae. לאחרונה, מחקרים שהתבססו על ראיות מולקולריות הציעו ליצור את המעמד הספוגי הרביעי הזה.

שִׁעתוּק

רבייה א-מינית

ספוגים יכולים לחוות רבייה מינית וגם רבייה מינית. במין הלא מיני, הספוג מייצר ניצנים חיצוניים הצומחים וכשהם מגיעים לגודל המתאים הם מתנתקים מהספוג האם ויוצרים אינדיבידואל חדש וקטן יותר. זה יכול להישאר גם כחבר במושבה.

תהליך הרבייה הא-מינית יכול להתרחש גם על ידי היווצרות ניצנים פנימיים, המכונים גמלים.

במצב ראשוני, סוג של תאים המכונים ארכיאוציטים מתלכדים זה לזה ומוקפים בשכבה של חוטים וספוגים. מבנים אלה יכולים להימלט מגופו של ההורה ויוצרים ספוג חדש.

אבני חן מיוצרות כאשר התנאים הסביבתיים לא מועילים לספוג והם גם דרך ליישב בתי גידול חדשים.

אבני חן יכולות להיכנס לתקופה רדומה בתקופות לא חיוביות (כמו חורף או טמפרטורות נמוכות) וכאשר מסתיימות אלה הן מופעלות מחדש ונוצרת אדם חדש; לכן הם נחשבים כהסתגלות של ספוגים כדי לשרוד תנאים מזיקים.

רבייה מינית

לרוב הספוגים תאי מין זכריים ונקביים אצל אותו אדם. תנאי כפול זה נקרא "מונו-סודי" או הרמפרודיטי.

גמטות (ביציות וזרע) נוצרות מצ'אנוציטים או גם מארכיאוציטים, תלוי במין. הזרע משתחרר לסביבה המימית ונכנס לגוף של ספוג אחר, שם הוא נכנס לתא הדגל ומוצא את הביצית.

ברוב המקרים ספוג ההורים שומר על הזיגוטה לאחר ההפריה ואז זחל עם ציציות ומשתחרר. הזחל מסוגל לשחות ונייד, בניגוד למבוגר הרגוע. במקרים אחרים, הביציות והזרע משתחררים למים.

במקרים ספציפיים מתרחשת היווצרות של פיצוץ חלול, החווה פתיחה של "פה" וההיפוך של הפיצוץ מתרחש; לפיכך, תאים שנחשפו בעבר לבלסטוצלה פונים כלפי חוץ.

עיכול והפרשה

בספוגים אין מערכת עיכול או מערכת הפרשה. במקום זאת, מערכת התעלות להובלת מים ממלאת את הפונקציות החיוניות הללו במהלך חיי האורגניזם.

הספוגים ניזונים בעיקר על ידי נטילת חלקיקים המותלים במים שנשאבים לספוג.

מים נכנסים דרך נקבוביות קטנות הממוקמות במיטת תא חיצונית. בתוך הספוג, חומר המזון נאסף על ידי הצ'נווציטים, וכך מושגת האכלת מתלים.

חלקיקים קטנים יותר יכולים להיכנס ל choanocytes בתהליך של פגוציטים. שני סוגים נוספים של תאים, פינקוציטים וארכיאוציטים, מעורבים גם הם בספיגת החלקיקים. מצד שני, נשימה והפרשה מתרחשות על ידי תהליכי דיפוזיה פשוטים.

מערכת עצבים

בספוגים חסר תאי עצב או "נוירונים אמיתיים"; עם זאת, הוכח כי בעלי חיים אלה יכולים להגיב לגירויים חיצוניים.

בספוגים יש תאים מתכווכים המגיבים לסביבה באמצעות סוג של הולכה איטית כתוצאה מהעברה פרוטופלמטית.

בשנת 2010, קבוצת חוקרים גילו כי בגנום של הספוג Amphimedon queenslandica ישנם גנים הקשורים לתאים עצביים הדומים לאלה שנמצאו בצנידים ובעלי חיים אחרים.

בין הגנים הללו, אלה הקשורים להעברה סינפטית מהירה, אנזימים המעורבים בסינתזה של מועברים עצביים, בין היתר, בולטים.

כאשר מאפיינים את סוגי התאים של זחלי A. queenslandica, ניתן היה להציע סוגים מסוימים של תאים הקשורים ככל הנראה לתפקודים חושיים.

לדוגמא, תאים פוטו-קולטניים המווסתים פוטוטקסיס נמצאו בחלק האחורי של הזחלים. למעשה, הזחל מסוגל לבחור את המצע בו תתרחש הקמת המבוגר.

אבולוציה ופילוגניות

Phylum Porifera מורכב מהמטאזואנים העתיקים הקיימים בכוכב הלכת. ספוגים הם קבוצה שמקורה לפני הקמבריה. ככל הנראה קבוצה של ספוגים דמויי פלטה כבשה את הים הפליאוזי; בדבוניה התרחשה התפתחות מהירה של קבוצת הספוגים הזגוגיים.

על פי מחקרים מולקולריים, ספוגים רעילים שייכים למיכה נפרדת מאותם ספוגים השייכים לשיעורי Desmospongaie ו- Hexactenellida.

נתונים מולקולריים מצביעים על כך שהקבוצה העתיקה ביותר היא הקסקטינלידה, ואילו קלריאה היא הקרובה ביותר לפילם של המטאזואנים.

עם העדויות הללו הועלו שתי אפשרויות: ספוגי פחם הם קבוצת האחות של ספוגיות סיליקה, או ספוגים קלקריים קשורים יותר למטאואנים אחרים מאשר לספוגיות סיליקה; במקרה האחרון, הפילום פורייפרה יהיה פרפילילי.

הפניות

1. היקמן, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). עקרונות משולבים של זואולוגיה. ניו יורק: מקגרו היל.
2. קאס, ג'ה (אד). (2009). מדעי המוח האבולוציוניים. עיתונות אקדמית.
3. Ryan, JF, and Chiodin, M. (2015). איפה המוח שלי? כיצד ייתכן שספוגים ופלאקסואנים איבדו את תאי העצב. עסקאות פילוסופיות של החברה המלכותית B: Biologic Sciences, 370 (1684), 20150059.
4. Srivastava, M., Simakov, O., Chapman, J., Fahey, B., Gauthier, ME, Mitros, T., … & Larroux, C. (2010). הגנום של אמפימדון קווינסלנדיקה והתפתחות מורכבות בעלי החיים. טבע, 466 (7307), 720-726.
5. ואן Soest, RWM, Boury - Esnault, N., Vacelet, J., Dohrmann, M., Erpenbeck, D., De Voogd, NJ,… Hooper, JNA (2012). מגוון גלובלי של ספוגים (Porifera). PLoS ONE, 7 (4), e35105.
6. Wörheide, G., Dohrmann, M., Erpenbeck, D., Larroux, C., Maldonado, M., Voigt, O., … & Lavrov, DV (2012). פילוגניה עמוקה והתפתחות ספוגים (Phylum Porifera). בהתקדמות בביולוגיה ימית (כרך 61, עמ '1-78). עיתונות אקדמית.