Tema 13 - Esponjas y animales radiados PDF

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Tema 13: Las esponjas y los animales Radiados. Cnidarios. 1. Caracteres generales 2. Forma y función 3. Reproducción 4. Clasificación 5. Aplicaciones biomédicas 6. Filogenia Parte I: FILO PORÍFEROS 1. Características generales -

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Organismos pluricelulares. No tienen tejidos, sino agregados laxos de células. No existen ni tejidos ni órganos diferenciados. No hay membranas basales. Hay una capa externa de células que forman el pinacodermo y una interna que forma el coanodermo. Tiene células totipotentes y un bajo nivel de organización nerviosa. Tiene el cuerpo lleno de poros por donde entra el agua y comunica por un sistema de canales. Son animales filtradores: dependen del paso de agua por su cuerpo para vivir. No tienen simetría definida (radial, esférica, o como el sustrato) Son animales sésiles con estructuras para la defensa: espículas de sílice o calcáreas o fibras colágenas. No tiene una cavidad digestiva, tienen una digestión intracelular. No tiene sistemas para la excreción y respiración, se hace por intercambio célula-agua. Se reproducen asexual (fragmentación) y sexualmente (óvulos y espermatozoides). Aunque son sésiles hay larvas que tiene ida libre y son nadadoras (ciliadas), cosa que permite su expansión.

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Registro fósil: aparecen en el cámbrico, mayor diversidad en el cretácico. Mucha importancia en la construcción de arrecifes.

2. Forma y función Las células de la superficie externa de una esponja forman el ponacodermo y ser llaman ponacocitos, y la superficie interna que se llama coanodermo está formada por células flageladas llamadas coanocitos. Entre ellas está el mesohilo o mesoglea que forma la masa del cuerpo de la esponja y está sostenida por un esqueleto de espículas y/o fibras. El pinacodermo está perforada por poros, los más finos ostiolos (entrada de agua), los mayores ósculos (salida). Estos están conectados por un sistema de canales. Hay también una cavidad interna llamada espongocele o atrio Tipos celulares: -

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Pinacocitos: constituyen la epidermis de la esponja. No existe membrana basal en el pinacodermo (excepto en Homoscleromorpha). Son células epiteliales que recubren la superficie externa i parciamente la interna. Los porocitos son un tipo de pinacocitos en forma de anillos, contráctiles que forman los poros del Ascón. Coanocitos: tapizan los canales y cámaras flageladas. Actúa el collarete como un sistema de filtración que recoge y selecciona las partículas alimenticias a modo de colador. Las partículas son fagocitadas por el cuerpo células del coanocito. También dirigen la corriente de agua a través de la esponja por movimiento de sus flagelos. Amebocitos: son células libres que le mueven a través de la mesogleas. Son células totipotentes que originan células reproductoras, que participan en los procesos de regeneración y en la reproducción. También intervienen en la digestión y transporte Colenocitos: papel estructural por segregar fibrilas colágeno. Espongocitos: segregan fibras de espongina del esqueleto. Esclerocito: segregan las espículas.

Sistema nervioso: No existe evidencia de la existencia de neuronas y órganos de los sentidos. No se han detectado potenciales de acción, ni conexiones sinápticas. Pero se ha observado que son capaces de responder a estímulos ambientales locales cerrando los ostiolos y ósculos. Esqueleto: animales sésiles que utilizan esqueleto con espículas para evitar a los depredadores. Las espículas son microscópicas (carbonato cálcico o sílice). En las esponjan hay fibrilas de colágeno, que hace función de tejido conectivo: mantiene unidas las células. Las demosponjas forman espongina, que forma un armazón que sire para sostener los tipos celulares.

Niveles de organización: Asconoide, Siconoide y Leuconoide:

La superficie por donde pasa el agua por el volumen tiene que ser constante. La velocidad será más lenta para permitir. Entra y sale a más velocidad que donde están los coanocitos (principio de continuidad).

3. Reproducción Reproducción asexual Fragmentación, formación de yemas externas, formación de gémulas o yemas internas (al llegar el frio forman yemas dentro de su cuerpo, de forma que muchas veces la esponja muere y solo queda la yema, desde donde se reconstruye una esponja). Esta última es una forma más de reproducción y además una adaptación a las bajas temperaturas. Reproducción sexual: Producen óvulos y espermatozoides. Dependiendo de la clase de esponja se forman a partir de arqueocitos o coanocitos. Según la esponja puede ser dioica y monoica o hermafrodita. Son animales con desarrollo indirecto. -

Larva parenquimula: es una larva maciza, sin cavidad en su interior. Demosponjas y hexactinélidas. Larva anfiblastula: tiene una cavidad en su interior. Se forma una estomoblastula con micromeros y macromeros. En un momento determinado el embrión se abre y se da la vuelta, y los flagelos quedaran hacia fuera (anfiblastula que abandona el cuerpo de la esponja, con flagelos que le permiten desplazarse).

3. Clasificación 3.1. Clase calciesponjas (Calcáreas) - Esqueleto con espícula de carbonato cálcico que forman a menudo coronas en torno al ósculo, todas marinas - Con todos los tipos de organización. 3.2. Clase Homoscleromorpha - Marinas, antes incluidas en demosponjas. - Actualmente separadas por presentar una verdadera membrana basal en el pinacordermo. Por tanto, el pinacordermo es un verdadero tejido - Con dos clados: ausencia de espículas y con espículas de sílice. 3.3. Clase Demosponjas - Se caracterizan por tener espículas silícicas con eje interno o espongina. - Marinas, salobres o dulceacuícolas. Tiene organización leuconoide (podrán alcanzar mayor tamaño). - Pueden tener forma definida o adquirir la forma del sustrato. Se incluyen en esta clase las esponjas corneas como las esponjas de baño. 3.4. Hexactinelidas - Espículas silícicas de 6 ejes o 6 radios llamadas hexactinas. - Superficies expuestas al agua cubierta por una capa sinticial formada por la fusión de arqueocitos, no por el pinacodermo. - Viven en aguas profundas, todas marinas. - Organización siconoide simple o leuconoide.

4. Aplicaciones biomédicas Para evitar predación (son animales sésiles) producen defensas químicas como biotoxinas, agentes antimicrobianos y productos biológicamente activos como antinflamatorios. Hay muchos invertebrados producen metabolitos secundarios, pero las esponjas son los invertebrados que mayor número de metabolitos producen. Estos metabolitos muestran bioactividad farmacológica en test antivirales y antimicrobianos, y han resultado de utilidad en biomedicina y biotecnología.

5. Relaciones filogenéticas Las esponjas se originaron antes del Cámbrico. Arrecifes del Paleozoico con dos grupos de organismos con aspecto de esponjas cálcareas. Dos posibilidades: A Y B. A.-Calcáreas y Hoscleromorpha taxón hermano del clado silíceas B.-Filo Poríferos parafilético. Cálcareas más próximas a otros taxones de metazoos que a las silíceas

Parte II: FILO CNIDARIOS 1. Caracteres generales -

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Se llaman cnidarios porque tiene cnidocitos, que con células que contienen orgánulos urticantes (cnidos). Son lo eumetazoos más simples. Nivel de organización tejidos. Son organismos diblásticos con dos hojas embrionarias que da lugar a los tejidos (endodermis originada por el endodermo, gastrodermis originada por el ectodermo). Entre ambos hay un espacio que hace función de tejido conectivo llamado mesoglea, constituida por células del ectodermo. Tiene una cavidad gastrovascular o celenterón con un solo orificio (tubo digestivo ciego) por donde entra el agua y salen los desechos. Esta obertura está rodeada de tentáculos. Digestión extracelular en el celenterón e intracelular en la gastrodermis. Depredadores. Tienen simetría radial primaria alrededor de un eje oro-aboral y son acéfalos (no tiene cabeza). 9000 especies. Todas las especies son acuáticas (marinas y aguas dulces). Los individuos lo podemos encontrar en forma de POLIPO (normalmente reproducción asexual por gemación) Y MEDUSA (reproducción sexual por medio de gametos). Esqueleto quitinoso, calcáreo o solo proteínico. Ciclos metageneticos, donde intervienen dos tipos (pólipo y medusa). Tiene un nematocisto (orgánulo) que cuando se estimula se abre su tapa y libera un filamento que inyecta una sustancia que produce muerte o atontamiento. Tienen neuronas (protoneuronas) que forman una red nerviosa (avance en la percepción sensorial). Aparecen células musculares. Tienen una larva plánula.

2. Tipo morfológicos -

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Pólipo, sésil y sedentarios que viven fijos al sustrato. Pueden ser solitarios o formar colonias. Medusas: con movimiento, forma adaptada a la flotación.

Tienen una cavidad gastrovascular. En el caso de los pólipos es más amplia que en las medusas. El eje principal de los pólipos, se fija al suelo por un disco pedio. La medusa no tiene disco pedio. Tiene una sola obertura.

3. Ciclos vitales y clasificación La metagénesis consiste en la aparición, durante el ciclo vital de un animal, de dos tipos de individuos (ambos diploides) que se reproducen respectivamente de modo sexual y asexual 3.1. Hidrozoos Ciclo vital de hidrozoo colonia bentónico: Obelia

Hidrozoo colonial. Estas colonias están fijas al sustrato mediante hidrohizas. En el hidrocaule se disponen los pólipos. Estos tiene las cavidades gastrovasculares comunicadas (por eso son colonias). Tiene una funda (cenosarco) que recubre la colonia, recubre el perisarco (parte viva). En la colonia hay diferentes tipos de pólipos (hidrantes o gastrozoides: alimentación). Destacan los encargados de formar yemas que darán lugar a las medusas(gonozoides: reproducción). También hay dactilozoides (defensa, no en todas las colonias). Hay división del trabajo. Las medusas liberan los gametos que forman el zigoto y tiene lugar el desarrollo embrionario típico. Al final tenemos una larva plánula (desarrollo indirecto) con cilios. Después de nadar un tiempo se fija al sustrato, se metamorfosea y se convierte en pólipo. Distinguir: hidrozoos sin tabique, anterozoos con tabique al hacer un corte transversal. Medusa con boca que se abre en el extremo de un manubrio colgante y conduce a un estómago y a cuatro canales radiales que comunican con un canal anular o circular, alrededor del borde de la campana, que comunica con tentáculos huecos. 3.2. Escifizoos Medusas de gran tamaño siempre marinas. La mayor parte de su vida en forma de medusa, solitaria y con movimiento. El esperma es transportado al interior de la bolsa gástrica de la hembra por corrientes ciliares. Se produce una larva PLANULA ciliada que luego se fija y desarrolla un ESCIFISTOMA (parecido a una hidra). A continuación por estrobilación (gemación transversal) se forma un conjunto de yemas en forma de platillo, denominado ESTROBILO, estas yemas son las EFIRAS, que cuando se desprendan maduraran y darán lugar a una medusa. Tienen un sistema nervioso más complejo. Tiene unos órganos sensoriales llamados ropalias: encontramos órganos fotorreceptores de distinta complejidad y órganos para el equilibrio, todos en lugares específicos. No tienen el velo de los hidrozoos. El estómago conduce a 4 bolsas gástricas de donde sale un sistema de canales que salen al borde de la umbrela. Son carnívoras.

3.3. Estauromedusas - Antes incluida en Escifozoos. Plánula reptadora, sin cilios. - Pólipo solitario con pedúnculo y disco adhesivo para fijación. Sin fase medusa. - Extremo superior del pólipo con 8 brazos que rodean la boca y terminan en grupos de tentáculos. Entre los brazos se sitúan igual número de órganos adhesivos para la locomoción. 3.4. Cubozoos - Antes incluida en la clase de los Escifozoos. Avispas de mar. Picaduras muy peligrosas. Producen neurotoxinas - Son solitarios, y el estado pólipo es reducido o desconocido. - Las medusas tienen forma de campana de sección cuadrada con 4 tentáculos suspendidos de un PEDALIO en cada esquina de la umbela (simetría radial tetrámera). 3.5. Antozoos Los más primitivos. No encontramos medusas, los pólipos son los que deben reproducirse sexualmente. Hay coloniales y solitarios. Es la clase que más especies tiene, todos marinos (6000). Cavidad gástrica subdividida, al menos, por 8 MESENTERIOS o SEPTOS (2 capas de gastrodermis separadas por mesoglea) o SARCOSEPTOS (perforados por orificios) cuyo extremo libre (el de los incompletos), en muchas ocasiones forma un cordón sinuoso, FILAMENTO MESENTERICO o SEPTAL, cargado de cnidocitos en algunos grupos. Los antozoos tienen espirocistos: filamento con muchos túbulos (tipo especial de cnidos). Son cnidos sin opérculo y sin gatillo. Disponen de un filamento con túbulos numerosos y delgados que se solubilizan después de la descarga para formar un denso adhesivo que se envuelve alrededor de cualquier cosa que toca. Funcionan en la fijación al sustrato y en la captura de presas. Ciclo: Las especies monoicas son protándricas (se forman primero los gametos masculinos y luego los femeninos). La fecundación es externa o en la cavidad gastrovascular. Del zigoto se desarrolla una larva plánula ciliada que se fija y forma un pólipo que formará la colonia al reproducirse asexualmente por gemación. La reproducción asexual también se puede producir en algunos grupos como actiniarios por FRAGMENTACION PEDIAL o por división longitudinal, y, ocasionalmente, por división transversal. En la fragmentación pedial se rompen pequeños trozos del disco pedio, y cada uno regenera una pequeña anémona.

3.5.1. Hexacoralarios Anemonas y corales duros. Tienen los tentáculos lisos, normalmente más de ocho en círculo. Los mesenterios siempre de dos en dos. O. actiniarios: anemonas de mar, carnívoros solitarios y sin esqueleto. Madrepolarios: corales duros. La mayor parte coloniales. Las células de la gastrodermis tienen una simbiosis con un grupo de dinoflagelados: mayor tasa de calcificación. Utilizan los residuos de los dinoflagelados para sus necesidades. Se encuentran en aguas claras y cálidas, con gran salinidad. No estarán en desembocaduras de grandes ríos. o Hermatípicos: forman arrecifes de coral. Todos tienen simbiontes en su interios. El mayor: arrecife de coral de Australia (problema cambio climático: se mueren) o Ahermatipicos 3.5.2. Octocoralarios

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pólipos con tentáculos pinados (pinnulas). Tienen 8 septos o mesentereos completos y desparejados. Es un grupo muy amplio (corales blandos, corales cornios). Pollipos coloniales únidos por mesoglea (cenénquima) y tubos gastro dérmicos. Puede haber escleritos dispersas o fusionadas (similar a las espículas). Tienen un endoesqueleto. -

O. Gorgonaceos: aspecto erecto, en forma de abanico, en sustratos duros fondos rocosos O. Pennatulaceos: fondos fangosos. Colonia: pólipo alargado (axial, con pie y parte distal). De la parte distal sale ramitas que son pólipos. Cuerpo carnoso. No viven totalmente fijos, son pivotantes. El pie se separa del fango, avanza un poco, y se vuelve a asentar. También a grandes profundidades.

4. Filogenia Los análisis clásticos (SCHUCHERT, 1993) y los datos moleculares disponibles, sugieren que los Antozoos- el único grupo de Cnidarios actuales sin fase medusoide en su ciclo vital- son los Cnidarios más primitivos. Esta opinión parece consistente con el registro fósil de los Cnidarios, pero harán falta más estudios para definir este esquema de la evolución de los Cnidarios. Por otra parte, el origen de la medusa en la línea que condujo a los Medusozoa es más parsimonioso porque requiere un simple origen de la medusa, más que un origen temprano o primitivo y una subsiguiente pérdida en la línea que condujo a los Antozoos.

Según esta hipótesis Los Antozoos constituirían el grupo hermano del resto de Cnidarios a los que colectivamente se da el nombre de Medusozoos. Dentro del filo las relaciones entre las clases aproximarán los Cubozoos y los Escifozoos mientras que los Hidrozoos se encontrarían menos relacionados.

5. Organismos modelo y aplicaciones biomédicas Hydra: hidrozoos pólipo. Organismo modelo porque se podía cortar transversalmente y se podía seguir el desarrollo de las regeneraciones. Estudio de la diferenciación morfológica. Nematostel vectensis: antozoo. Estudio De animales triblasticos porque hay genes homólogos con ellos, los que especifican el mesodermo. También se ha visto en ella como se expresan los genes hox lo largo del eje aoroboreal. Los que especifican la región anterior y posterior coinciden con los triblasticos, por lo que debían ser anteriores a la separación diblásticos/triblasticos....