pluricellularità e poriferi Flashcards
perchè gli unicellulari necessitano di modeste dimensioni?
Gli unicellulari autotrofi ed eterotrofi sono caratterizzati dall’avere modeste dimensioni per ragioni legate al rapporto tra il volume della cellula e l’estensione della superficie disponibile per sostenere gli scambi.
affermazione della pluricellularità per piante e animali
La multicellularità si è probabilmente affermata indipendentemente più volte nel corso dell’evoluzione. Piante e animali sono fatti da tipologie cellulari molto diverse, originati probabilmente da antenati diversi.
vantaggi della pluricellularità
perchè è stata favorita nel corso dell’evoluzione?
- stabilità strutturale (aumento delle dimensioni, aumento delle capacità rigenerative, allungamento della vita)
- funzionalità (divisione tramite specializzazione del lavoro tra differenti ceppi unicellulari riuniti in organi e tessuti)
quando è stata acquisita la pluricellularità?
Questa condizione fu acquisita attorno a 800 milioni di anni fa, periodo da cui ci pervengono microfossili di organismi interpretati come animali (chitinozoi).
ipotesi sull’origine della pluricellularità
- Ipotesi simbiotica
- Ipotesi coloniale
- Cellularizzazione
ipotesi simbiotica
Ipotesi simbiotica, da una forma di simbiosi tra organismi unicellulari diversi si è arrivati ad avere un superorganismo, in cui ciascun protozoo andava a svolgere funzioni specializzate.
ipotesi coloniale
Ipotesi coloniale, da una struttura coloniale si è arrivati ad avere delle connessioni maggiori che hanno permesso di costituire un vero e proprio organismo pluricellulare. Le colonie di Volvox a differenza dei coanoflagellati sono costituite da cellule autotrofe e aploidi, supportando l’idea che sia un aggregato di coanoflagellati a sfera cava all’origine dei metazoi.
cellularizzazione
Cellularizzazione, protozoo che ha effettuato diverse mitosi senza separazione, sincizio, e col tempo ha portato alla formazione di un singolo individuo.
parazoi
Poriferi o spugne sono considerati parazoi poichè hanno un tipo di organizzazione primitivo, senza veri e propri tessuti, livello di cellula-tessuto.
eumetazoi
dagli cnidari in poi, animali con tessuti veri e propri
habitat
Organismi acquatici, ambienti soprattutto marini ma anche d’acqua dolce
mobili o sessili?
Adulti sono bentonici sessili, attaccati al substrato
coloniali?
spesso sì
diblastici o triblastici?
Diblastici (due foglietti embrionali) → non presentano mesoderma
simmetria?
Sono asimmetrici o a simmetria raggiata, poichè sono sessili
osculo
L’apertura sopra è l’osculo da cui fuoriesce l’acqua filtrata.
struttura delle spugne
Struttura a sacco, con apertura principale (osculo) da cui esce la corrente d’acqua. L’acqua entra dai pori sulla superficie e che immettono in canali che portano l’acqua nella cavità interna o spongocele. Passaggio unidirezionale.
tegumento
- pinacoderma
- mesoglea
- coanoderma
pinacoderma
Strato cellulare esterno: pinacoderma (pinacociti piatti che fungono da barriera e porociti)
Nei poriferi pur non essendoci veri e propri tessuti, le cellule dello strato esterno (pinacociti) formano uno strato più o meno continuo. I porociti sono cellule specializzate che presentano un foro (ostio) da cui fluisce l’acqua.
mesoglea
Strato intermedio: mesoglea o mesoilo (amebociti dispersi)
Non c’è tessuto connettivo ma c’è un ‘tessuto’ di riempimento, la mesoglea, un gel acquoso molto lasso contenente poche cellule e fibre. Nella maggior parte dei casi manca una lamina basale e le connessioni tra le cellule sono limitate.
coanoderma
Strato cellulare interno: coanoderma (coanociti)
Il coanoderma riveste l’atrio, cavità gastrovascolare o spongocele, ed è formato dai coanociti, cellule flagellate con un collare di microvilli.
plasticità cellulare
Il fatto di non avere veri e propri tessuti fa si che le spugne presentino un’estrema plasticità cellulare. Sono stati fatti esperimenti di disaggregazione e ri-aggregazione cellulare. La scarsa connessione tra le cellule fa si che prendendo una spugna e dividendone le cellule, in condizioni ottimali, queste tornano ad aggregarsi.
scheletro
assente, spicole scheletriche calcaree o silicee o mesoglea ripiena di collagene
scleroblasti
producono le spicole scheletriche
spicole scheletriche
Sono presenti spicole scheletriche a livello della mesoglea più o meno sviluppate a seconda delle specie. Le spicole possono essere calacaree (bicarbonato di calcio) o silicee. Le spicole possono fondersi a formare una rete. Sono prodotte dagli scleroblasti. La forma più semplice di spicola è quella a bastoncino (monoassona), ma ve ne sono di complessità via via crescente, da quelle a forma di Y a quelle a forma stellata, asterischi , ecc.
demospugne
mesoglea ripiena di collagene (organico) associata allo scheletro che da una consistenza carnosa (spugne carnose o demospugne), spesso organizzato come spongina, consistenza rigida)
struttura del digerente
digestione?
digerente a canali
digestione endocellulare
come avviene l’alimentazione e la digestione?
Il flagello genera dei microvortici che creano una pressione negativa che risucchia l’acqua dai pori. Le particelle nell’acqua entrano dai canali nella cavità gastrovascolare dove ci sono i coanociti, che trattengono le particelle nell’acqua a livello dei microvilli. L’acqua passando nei nelle camere dei canali rallenta molto permettendo un maggiore intake di cibo e favorendo gli scambi. Le particelle si appiccicano al muco che si trova a livello del collare. Tramite fagocitosi le particelle vengono inglobate e passate agli amebociti mobili a livello della mesoglea, che prendono le particelle e le portano a tutte le altre cellule. L’apertura sopra è l’osculo da cui fuoriesce l’acqua filtrata.
complessità dei canali crescente
Un aumento nella complessità dei canali permette un aumento della superficie di assorbimento delle particelle di cibo, spongocele ridotto a canali.
parentela evolutiva fra colonie di coanoflagellati e poriferi
Una conferma della possibile parentela evolutiva fra colonie di flagellati e poriferi viene dalla scoperta di un coanoflagellato coloniale, Proterospongia haeckeli, a lungo considerato l’anello mancante fra protozoi e spugne. Le cellule esterne sono molto simili ai coanociti delle spugne e non si riproducono; al contrario le cellule interne sono di tipo ameboide e possono dividersi. Il primo gruppo di cellule, non potendosi riprodurre, è destinato a morire; al contrario le altre, continuando a dividersi, possono produrre nuove generazioni di cellule esterne.
respirazione
Respirazione avviene per diffusione (viene sfruttato il sistema di canali)
escrezione
Escrezione per diffusione sfruttando le correnti, sono ammoniotelici poichè hanno acqua in abbondanza.
sistema nervoso?
Assenza di sistema nervoso, ma non vuol dire che l’animale non percepisca stimoli, sono già presenti neurotrasmettitori.
cellule cigliate - sistema nervoso
Presentano cellule ciliate che possono percepire e controllare il flusso dell’acqua coordinate all’attività contrattile o in grado di percepire le variazioni di intensità luminosa.
riiproduzione
- sessuata
- asessuata
alla base dei processi di riproduzione asessuata - cellule indifferenziate
Ruolo fondamentale è svolto dalle cellula staminali indifferenziate (archeociti o amebociti) che vagano nella mesoglea e possono differenziarsi in diversi tipi cellulari. Anche cellule differenziate come i coanociti o i pinacociti possono diventare cellule staminali adulte per dedifferenziazione.
riproduzione asessuata
- gemmazione
- frammentazione o fissione
- gemmule
gemmazione
Il nuovo individuo si forma per una protuberanza che può restare attaccata alla madre e fare una colonia o staccarsi. Le gemme hanno origine in qualsiasi zona superficiale della spugna e staccandosi danno origine a piccole spugne.
In assenza di scheletro rigido, ci sono dei fenomeni per cui la spugna cola e crea un altro individuo per gemmazione.
frammentazione o fissione
Un pezzo di spugna si stacca e le cellule si riorganizzano per andare a formare una nuova spugna che è sempre un clone.
gemmule
Le specie d’acqua dolce vivono spesso in corsi d’acqua che possono prosciugarsi. Quando si avvicina la stagione sfavorevole, le spugne producono gemmule, ammasso di amebociti, protetti da uno strato cellulare con spicole e pinacociti. Le spicole rendono le gemmule adesive, permettendo l’attacco alle zampe di animali che si avvicinano al corso d’acqua agevolandone la dispersione. Sono delle forme si resistenza, progenie che riesce a resistere anche a condizioni sfavorevoli. Si accrescono durante tutto il periodo dell’anno accumulandosi nel mesoilo mentre la spugna cresce. Nel periodo autunnale la spugna “madre” comincia a disgregarsi, rendendo visibili le gemmule. Le gemmule passato il periodo sfavorevole si differenziano in tutti i tipi cellulari e vanno a riformare la spugna.
riproduzione sessuata
fecondazione?
ermafroditi…? o sessi separati?
Riproduzione sessuata (fecondazione interna): ermafroditi simultanei o sequenziali o a sessi separati
da quali cellule vengono prodotti spermi e uova?
Produzione di gameti, spermi da coanociti e uova da amebociti per meiosi.
come avviene la fecondazione?
L’uovo rimane nella mesoglea e gli spermatozoi vengono rilasciati nell’acqua che esce dall’osculo, sia in caso di ermafroditi che a sessi separati. Gli spermi vengono aspirati a livello dei pori e catturati dai coanociti. Questi perdono il flagello, si staccano dalle cellule adiacenti e si spostano nel mesoilo. Gli amebociti trasportano lo spermatozoo nelle vicinanze della cellula uovo, dove avviene la fecondazione interna assistita.
sviluppo determinativo o regolativo?
regolativo
larve…?
Larve flagellate, natanti. Nella maggior parte delle spugne le uova fecondate evolvono in larve blastule → steroblastula, anfiblastula e parenchimula che fuoriescono attraverso i canali acquiferi e vengono rilasciate in acqua: qui le larve possono svilupparsi direttamente o completare lo sviluppo dopo aver attraversato un periodo di tempo più o meno lungo di vita planctonica.
rapporti simbiotici
I poriferi essendo sessili hanno sviluppato dei rapporti con simbionti che vivono nei loro tessuti e forniscono materiale nutritivo. Simbiosi con alghe (zooxantelle) e simbiosi mutualistiche con cianobatteri.
sistema immunitario
Organismi sessili devono sviluppare più sistemi chimici di difesa ad agenti patogeni. Per la presenza di molteplici organismi simbionti anche le spugne sono fonte di sostanze bioattive che nel corso dell’evoluzione hanno sviluppato per difendersi da patogeni. Dalle spugne vengono estratti antivirali, antibatterici, antivegetativi, antitumorali.
