TEMA 8 Poriferos - Apuntes 8 PDF

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Profesora: ines Martinez...

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Son una agregación laxa de células de origen mesenquimático, englobadas en una matriz gelatinosa y sostenidas por un esqueleto de diminutas espículas de carbonato cálcico, o de sílice y de colágeno. Carecen de órganos o de verdaderos tejidos, e incluso sus células muestran un cierto grado de independencia. No tienen membrana basal. Sin simetría o con simetría radial y diblásticos pero sin formación del arquénteron. Su cuerpo está perforado por poros (ostiolos), con canales y cámaras que sirven para el paso del agua. También tienen unos poros de mayor tamaño para la salida del agua, llamados ósculos. Dependen de las corrientes de agua que fluyen a través de su exclusivo sistema canalicular, ya que les proporcionan alimento y oxígeno, y llevan fuera del cuerpo los desechos.  

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Nº especies descritas: 8.000 spp Hábitat: los adultos siempre son sésiles, adheridos o incrustados en el sustrato, mientras que las larvas nadan libremente. Principalmente marinos, algunas de agua dulce (150 spp) Tamaño: desde 1 mm de diámetro hasta 2 m de altura Nivel de organización: Conjunto de células sin constituir tejidos Alimentación: filtrador. Excreción y respiración por difusión. Las partículas y los organismos que penetran con el agua en el cuerpo de la esponja a través de sus canales son capturadas por los coanocitos y los arqueocitos mediante fagocitosis. Absorben nutrientes disueltos en el agua. Digestión intracelular. Carecen de células nerviosas y musculares. La coordinación depende de la transmisión de sustancias mensajeras Aspecto: muy variable en color y forma: tubular, masivo, ramificada, copa, cilíndrico, irregular…

ORGANIZACIÓN GENERAL Pinacodermo: capa más externa tapizada por pinacocitos: células epiteliales de revestimiento planas y finas que cubren las superficies externas y algunas internas. Algunas con forma de T. También hay otros con aspecto ameboide con filopodios (prologaciones) que se suelen encontrar en las zonas más internas. Intervienen en la alimentación atrapando por fagocitosis algunas partículas. El pinacodermo, además, está atravesado por porocitos (funcionan como poros. Son exclusivos de las esponjas calcáreas, atravesadas por un canal). Coanodermo: capa más interna tapizada por coanocitos, importante en la alimentación. Los coanocitos son células exclusivas de poríferos, de aspecto ovoideo o redondeado, con un extremo hundido en el mesohilo y el otro saliendo hacia la superficie del canal o cámara. El extremo que sobresale lleva un flagelo rodeado por un collar con microvellosidades (mecanismo de filtración de partículas de alimento). Las microvellosidades están unidas entre sí por microfibrillas que forman una especie de filtro, de manera que las partículas entran con el agua y se quedan atrapadas en esta red. El flagelo produce corrientes de agua. Funciones: producen corrientes de agua, capturan e ingieren partículas alimenticias, respiración (ya que son ricas en mitocondrias), productoras de gametos y transportadoras de espermatozoides.

Mesohilo: capa intermedia entre las anteriores. Es una matriz proteica gelatinosa con varios tipos celulares: Esclerocito: alargadas y con grandes vacuolas. Productoras de espículas (calcoblastos y silicoblastos) Espongocito: productoras de fibras de espongina del esqueleto Arqueocito: células fagocitarias y totipotentes. Tienen forma ameboide y son capaces de desplazarse por el mesohilo. Colenocito: forma estrellada con grandes vacuolas. Productoras de colágeno Lofocitos: con capacidad de movimiento. Productoras de colágeno (mientras que se van moviendo lo forman). Se diferencian de los colenocitos por su morfología. Tienen filopodios.

Ósculo: orificio de salida Atrio: espacio interno.

TIPOS DE ESQUELETO Existen dos tipos de esqueleto: el orgánico y el inorgánico: ESQUELETO ORGÁNICO: formado por: 1. COLÁGENO:  Dispuesto en el mesohilo .  Presente en todas las esponjas  Secretado por Lofocitos y Colenocitos  No forma una red, pero sí tiene mucha organización. Son fibras finas que forman una estructura amorfa. 2. ESPONGINA: forma derivada del colágeno     

Dispuesto en el mesohilo y en gémulas. Tiene naturaleza proteica. Presente en Demosponjas Secretado por Espongocitos Se forman haces bastante largos que a veces pueden incluir espículas. En ese caso la espongina se llama periespicular. Cuando los espongocitos empiezan a soltar espongina, se ponen varios encima de este núcleo de espongina y siguen secretando. Cuando el núcleo se termina de formar, el espongocito desaparece.

ESQUELETO INORGÁNICO: formado por: ESPÍCULAS:    

Se utiliza como carácter taxonómico, para diferenciar especies. Dispuesto en el mesohilo Presente en todas las Clases Secretado por Esclerocitos

 Calcáreas (CO3Ca) o silíceas (SiO2). Las silíceas tienen una varilla proteica denominada espiculina, y el sílice se acopla alrededor.  Tipos según el tamaño: microescleras 0.1 mm  También pueden unirse y formar un esqueleto macizo en vez de laxo

TIPOS DE ORGANIZACIÓN Tres tipos según complejidad: ascón, sicón y leucón

REPRODUCCIÓN: I.

FORMACIÓN DE GAMETOS

A. ASEXUAL a. GEMACIÓN: es la formación de una yema cargada de arqueocitos, colágeno y espículas. Las yemas externas, después de haber alcanzado un cierto tamaño, pueden desprenderse del cuerpo que las originó y flotar hasta formar una nueva esponja, o bien pueden permanecer unidas a la madre formando colonias. b. GEMULACIÓN: es la formación de gémulas, una estructura de supervivencia presente en esponjas de agua dulce y en muy pocas esponjas marinas. Las gémulas son masas de arqueocitos agrupados en el mesohilo y rodeadas por una cubierta sólida de espongina con espículas silíceas (anfidiscos). Es una gema interna. Cuando el progenitor muere, las gémulas sobreviven y permanecen en un estado de vida latente, conservándose la especie. Luego, cuando las condiciones favorables vuelven, las células del interior de las gémulas salen a través de una abertura, el micrópilo, y los arqueocitos cambian de forma, desarrollando nuevas esponjas. NOTA: cuando vuelven las condiciones favorables se vuelven a formar los arqueocitos y todos los demás, ya que los arqueocitos son totipotentes, pueden cambiar su función. B. SEXUAL: mediante óvulos y espermatozoides  Son hermafroditas pero o funcionan como machos o como hembras, es decir, forman óvulos o espermatozoides.  La mayoría son monoicas y algunas dioicas. La gametogénesis es difusa a partir de arqueocitos y coanocitos. La espermatogénesis se da en el parénquima y la ovogénesis se inicia en el parénquima, continúa en el conducto radial y termina en el parénquima.  OVOGÉNESIS: los oocitos pueden desarrollarse a partir de coanocitos o de arqueocitos. Un coanocito pierde el flagelo y migra al mesohilo, se rodea de endopinacocitos (células de la capa más interna del pinacodermo) y forman una especie de folículo. Entonces aparecen los arqueocitos, que rodean al folículo y alimentan tanto al óvulo como al embrión.

 ESPERMIOGÉNESIS: los espermatozoides se producen a partir de la transformación de coanocitos. En este caso no aparecen arqueocitos rodeando, simplemente todos los coanocitos de una cámara flagelada son rodeadas por células del pinacodermo, se enquistan y pierden el flagelo, formando espermatozoides. El flagelo luego lo formará el espermatozoide dentro del folículo.

II.

FECUNDACIÓN

La fecundación es externa. La mayoría de esponjas son vivíparas: retienen el zigoto en su interior, le alimentan y luego liberan una larva ciliada. En este caso los gametos masculinos (espermatozoides) de un individuo son liberados al exterior. Los espermatozoides en el agua son recogidos por el sistema de canales con coanocitos de otra esponja. Entonces, el espermatozoide es fagocitado por el coanocito (pierde la cola, quedando enquistado dentro de la vacuola. Los coanocitos por tanto se transforman en células transportadoras encargadas de llevar los espermatozoides a través del mesohilo hasta los oocitos. Cuando llega hasta el óvulo, el coanocito le transfiere la vacuola donde está el espermatozoide. El óvulo no se mueve nunca. En esponjas ovíparas se liberan al agua tanto óvulos como espermatozoides.

III.

D E S A RROLLO

Después de la fecundación el zigoto empieza a segmentarse. Primero se forma un blastómero (con varias células) y con células nodrizas (alimentan al blastómero). Con el tiempo, llega un momento en que se diferencia macrómeros y micrómeros. Los micrómeros se disponen en la capa más externa, sintetizando un flagelo, mientras que los macrómeros se quedan en el interior.

La larva de vida libre y nadadora de la mayoría de las esponjas es una parenquímula de cuerpo compacto, que nada hasta encontrar un sustrato adecuado (el que le gusta), y se adhiere a él. Cuando se adhiere los micrómetros flagelados dirigidos hacia el exterior migran al interior, dando lugar a los coanocitos de las células flageladas, a los arqueocitos y colenocitos. Por otro lado, los macrómeros (no flagelados) migran al exterior y forman otros tipos celulares, como los pinacocitos y los esclerocitos. Este proceso se conoce como inversión de capas. Se genera el primer estadío antes de empezar a crecer: el ragon.

INTERÉS EN BIOTECNOLOGÍA: Como estos organismos son sésiles, necesitan mecanismos de PROTECCIÓN Y DEFENSA, que les ayudan a evitar ser comidas y competir por el espacio. ¿Cómo lo hacen? Sintetizando METABOLITOS BIOACTIVOS. Los metabolitos bioactivos son compuestos de naturaleza orgánica, con un esqueleto carbonado. Dentro de ellos encontramos peróxidos, terpenos bioactivos, aminoácidos (derivados), péptidos cíclicos, lípidos (ácidos grasos y esteroles), alcaloides y nucleósidos. Principalmente, hay tres aplicaciones: ANTIFOULING: para entender lo que significa este término antes debemos conocer otro: Biofuling: es la acumulación “indeseable” (pues son molestos, por ejemplo en los barcos) de organismos sésiles, tanto animales como vegetales, en superficies mojadas (puestos, barcos, estructuras de acuicultura y otras de uso humano). El antifouling es una ténica que, mediante el uso de ciertas sustancias, impide que se asienten y que se acumulen en estas estructuras organismos como barnaclas, mejillones o macroalgas.

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MEDICAMENTOS (“DRUGS”):

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Antiinflamatorios: actúan inhibiendo la acción de las enzimas fosfolipasa A2 y la lipoxigenasa. Estas dos enzimas intervienen en la síntesis de protaglandinas y leucotrienos, implicadas en la inflamación. Los compuestos secretados por ciertos poríferos actúan impidiendo la síntesis de fosfolipasa A2 y lipoxigenasa a partir de los ácidos araquidónicos. Importantes en enfermedades como psoriasis, artritis y artrosis. Especies empleadas: Ircinia oros y Jaspis splendes.

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Antitumorales: actúan inhibiendo de forma específica o de forma general (matan rodos los tipos celulares), el crecimiento celular. Algunos inhiben la acción de la proteína Kinasa C y de la fucosiltransferasa. La kinasa C es un receptor de ésteres de FORBOC que promueven las células cancerosas. Un aumento de la proteína Kinasa C está relacionada con un aumeto del cáncer. Se ha observado que los inhibidores de Kinasa C impiden la unión de las células cancerosas al endotelio, un punto importante para que el cáncer no avance. Especies: Crambe crambe, Halichondria okadai y Haliclona sp.

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Inmunosupresores: actúan suprimiendo el sistema inmune al inhibir la proliferación de las células T y la liberación de histamina. Muy importante en asma, migrañas, donaciones de órganos (para evitar el rechazo) y alergias. Especies: Agelas oros

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Agentes cardiovasculares: intervienen en enfermedades relacionadas con la sangre, como la trombosis, arterosclerosis y diabetes. Actúan sobre la trombina, una enzima que sintetiza fibrina (péptido que interviene en la formación de coágulos). Si no hay coágulos, no se forman trombos. Especie: Halichondria okadai

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Neurosupresores: relacionados con la comunicación neuronal mediada por serotonina y L-glutamato. No se sabe bien cómo actúan, pero sí que influyen en enfermedades como trombosis, contracciones musculares suaves, vómitos, antidepresivos y desórdenes neurológicos.

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Relajantes musculares: se utilizan para la relajación local de músculos como alivio de golpes, intubaciones, cirugía, contracciones del útero y como medicamento antiasmático.

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Antivirales: acción antiviral basada en inhibir la replicación viral, no previenen las infecciones pero atenúan la infección viral (ej. Avarol). Influyen en polio, VIH, Herpes, virus de la hepatitis B, leucemia felina y estallidos de virus raros como sars o ébola

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Compuestos antimalaria: medicamentos que tienen actividad antimalaria contra Plasmodium falciparum (protozoo que provoca la malaria) incluso contra cepas resistentes a otras sustancias utilizadas (ej, cloroquinona)

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Antibióticos y fungicidas: numerosas especies tienen efectos antimicrobianos frente a bacterias gram + y gram -. Antibioticos derivados de esponjas bacterias son resistentes y los fungicidas son menos tóxicos que los utilizados hasta ahora. Existen muchos organismos que sintetizan fungicidas (como las plantas), pero son más tóxicos.

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COSMÉTICA: para la limpieza, como exfoliante o para la fabricación de cremas cosméticas. Las fibras de colágeno y espongina se obtienen de demosponjas.

 distintas especies tienen acciones similares  una especie tiene distintas funciones...