ข้อมูล

14.4: กระบวนการทางสรีรวิทยาในฟองน้ำ - ชีววิทยา

14.4: กระบวนการทางสรีรวิทยาในฟองน้ำ - ชีววิทยา



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

วัตถุประสงค์การเรียนรู้

  • อธิบายรูปแบบต่างๆ ของร่างกายและการทำงานของร่างกายของฟองน้ำ

ฟองน้ำแม้จะเป็นสิ่งมีชีวิตที่เรียบง่าย แต่ควบคุมกระบวนการทางสรีรวิทยาที่แตกต่างกันผ่านกลไกที่หลากหลาย กระบวนการเหล่านี้ควบคุมการเผาผลาญ การสืบพันธุ์ และการเคลื่อนไหว

การย่อย

ฟองน้ำขาดระบบย่อยอาหาร ระบบทางเดินหายใจ ระบบไหลเวียนเลือด ระบบสืบพันธุ์ และระบบประสาทที่ซับซ้อน อาหารของพวกเขาจะถูกดักจับเมื่อน้ำไหลผ่านออสเทียและออกทางออสคูลัม แบคทีเรียที่มีขนาดเล็กกว่า 0.5 ไมครอนดักจับโดย choanocytes ซึ่งเป็นเซลล์หลักที่เกี่ยวข้องกับโภชนาการ และถูกกลืนกินโดย phagocytosis อนุภาคที่มีขนาดใหญ่กว่าออสเทียอาจถูกฟาโกไซไลซ์โดยพินาโคไซต์ ในฟองน้ำบางชนิด อะมีโบไซต์ขนส่งอาหารจากเซลล์ที่กินเศษอาหารไปยังเซลล์ที่ไม่ได้กินเข้าไป สำหรับการย่อยอาหารประเภทนี้ ซึ่งอนุภาคอาหารถูกย่อยภายในเซลล์แต่ละเซลล์ ฟองน้ำจะดึงน้ำผ่านการแพร่ ขีดจำกัดของการย่อยอาหารประเภทนี้คืออนุภาคอาหารต้องมีขนาดเล็กกว่าเซลล์แต่ละเซลล์

การทำงานของร่างกายที่สำคัญอื่นๆ ทั้งหมดในฟองน้ำ (การแลกเปลี่ยนก๊าซ การไหลเวียน การขับถ่าย) ทำได้โดยการแพร่กระจายระหว่างเซลล์ที่อยู่ในแนวช่องเปิดภายในฟองน้ำกับน้ำที่ไหลผ่านช่องเปิดเหล่านั้น เซลล์ทุกประเภทภายในฟองน้ำจะได้รับออกซิเจนจากน้ำผ่านการแพร่ ในทำนองเดียวกัน ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะถูกปล่อยลงสู่น้ำทะเลโดยการแพร่กระจาย นอกจากนี้ ของเสียไนโตรเจนที่ผลิตเป็นผลพลอยได้จากการเผาผลาญโปรตีนจะถูกขับออกทางการแพร่กระจายโดยเซลล์แต่ละเซลล์ลงไปในน้ำเมื่อผ่านฟองน้ำ

การสืบพันธุ์

ฟองน้ำขยายพันธุ์โดยวิธีทางเพศและไม่อาศัยเพศ วิธีการทั่วไปของการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศคือการแยกส่วน (โดยที่เศษฟองน้ำแตกออก ตกตะกอนบนสารตั้งต้นใหม่ และพัฒนาเป็นบุคคลใหม่) หรือการแตกหน่อ (ผลพลอยได้ที่เหมือนกันทางพันธุกรรมเติบโตจากพ่อแม่และในที่สุดก็แยกออกหรือยังคงติดอยู่กับ สร้างอาณานิคม) การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศที่ผิดปกติพบได้ในฟองน้ำน้ำจืดเท่านั้นและเกิดขึ้นจากการก่อตัวของอัญมณี Gemmules เป็นโครงสร้างที่ทนทานต่อสิ่งแวดล้อมที่เกิดจากฟองน้ำสำหรับผู้ใหญ่ ซึ่งลักษณะทางสัณฐานวิทยาของฟองน้ำทั่วไปจะกลับด้าน ใน gemmules ชั้นในของ amoebocytes ล้อมรอบด้วยชั้นของคอลลาเจน (spongin) ที่อาจเสริมด้วย spicules คอลลาเจนที่ปกติพบในเมโซฮิลจะกลายเป็นชั้นป้องกันชั้นนอก ในฟองน้ำน้ำจืด อัญมณีอาจอยู่รอดในสภาพแวดล้อมที่ไม่เป็นมิตร เช่น การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและทำหน้าที่ในการตั้งถิ่นฐานใหม่เมื่อสภาพแวดล้อมมีเสถียรภาพ Gemmules สามารถยึดติดกับพื้นผิวและสร้างฟองน้ำใหม่ได้ เนื่องจากอัญมณีสามารถทนต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรง ทนต่อการผึ่งให้แห้ง และอยู่เฉยๆ เป็นเวลานาน พวกมันจึงเป็นวิธีการที่ยอดเยี่ยมในการตั้งรกรากสำหรับสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่

การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศในฟองน้ำเกิดขึ้นเมื่อสร้างเซลล์สืบพันธุ์ ฟองน้ำมีลักษณะเดี่ยวๆ (กระเทย) ซึ่งหมายความว่าบุคคลหนึ่งสามารถผลิตทั้งเซลล์สืบพันธุ์ (ไข่และสเปิร์ม) พร้อมกันได้ ในฟองน้ำบางชนิด การผลิตเซลล์สืบพันธุ์อาจเกิดขึ้นได้ตลอดทั้งปี ในขณะที่ฟองน้ำอื่นๆ อาจแสดงวงจรทางเพศขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของน้ำ ฟองน้ำอาจกลายเป็นกระเทยตามลำดับ โดยสร้างเซลล์ไข่ก่อนและอสุจิในภายหลัง เซลล์ไข่เกิดขึ้นจากการสร้างความแตกต่างของอะมีโบไซต์และยังคงอยู่ในสปองโกโคเอล ในขณะที่สเปิร์มนั้นเป็นผลมาจากการแยกตัวของ choanocytes และถูกขับออกทางออสคิวลัม การขับสเปิร์มออกอาจเป็นเหตุการณ์ที่มีเวลาและมีการประสานงานกัน ดังที่เห็นในบางชนิด อสุจิที่ไหลไปตามกระแสน้ำสามารถปฏิสนธิกับเซลล์ไข่ในเมโซฮิลของฟองน้ำอื่นๆ การพัฒนาของตัวอ่อนในระยะแรกเกิดขึ้นภายในฟองน้ำ จากนั้นตัวอ่อนที่ว่ายน้ำอย่างอิสระจะถูกปล่อยผ่านทางออสคิวลัม

การเคลื่อนไหว

ฟองน้ำมักจะนั่งนิ่งเมื่อโตเป็นผู้ใหญ่และใช้ชีวิตโดยยึดติดกับพื้นผิวที่ตายตัว พวกมันไม่แสดงการเคลื่อนไหวในระยะทางไกลเหมือนสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังในทะเลที่ว่ายน้ำอย่างอิสระ อย่างไรก็ตาม เซลล์ฟองน้ำสามารถคืบคลานไปตามพื้นผิวได้ผ่านทางพลาสติกในองค์กร ภายใต้เงื่อนไขการทดลอง นักวิจัยได้แสดงให้เห็นว่าเซลล์ฟองน้ำแผ่กระจายไปตามส่วนรองรับทางกายภาพ แสดงให้เห็นถึงความเป็นผู้นำในการเคลื่อนไหวโดยตรง มีการคาดการณ์กันว่าการเคลื่อนไหวแบบคืบคลานที่แปลเป็นภาษาท้องถิ่นนี้อาจช่วยให้ฟองน้ำปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมจุลภาคใกล้กับจุดที่เกาะติดกัน อย่างไรก็ตาม ต้องสังเกตว่ารูปแบบการเคลื่อนไหวนี้ได้รับการบันทึกไว้ในห้องปฏิบัติการแล้ว แต่ยังคงต้องสังเกตพบในแหล่งอาศัยของฟองน้ำธรรมชาติ

ดูวิดีโอของ BBC นี้ซึ่งแสดงแถวของฟองน้ำที่เห็นตามกำแพงเคย์แมนระหว่างการดำน้ำใต้น้ำ


สัณฐานวิทยาของฟองน้ำ

สัณฐานวิทยาของฟองน้ำที่ง่ายที่สุดใช้รูปร่างของทรงกระบอกที่มีโพรงกลางขนาดใหญ่ spongocoel, ครอบครองภายในกระบอกสูบ. น้ำสามารถเข้าสู่สปองโกเซลจากรูพรุนมากมายในผนังร่างกาย น้ำที่เข้าสู่สปองโกเซลจะถูกอัดผ่านช่องเปิดขนาดใหญ่ที่เรียกว่า osculum. อย่างไรก็ตาม ฟองน้ำมีความหลากหลายในรูปแบบต่างๆ ของร่างกาย รวมถึงขนาดของสปองโกโคเอล จำนวนของออสคิวลี และตำแหน่งของเซลล์ที่กรองอาหารจากน้ำ

แม้ว่าฟองน้ำ (ยกเว้น hexactinellids) จะไม่แสดงโครงสร้างชั้นเนื้อเยื่อ แต่ก็มีเซลล์ประเภทต่าง ๆ ที่ทำหน้าที่แตกต่างกัน Pinacocytesซึ่งเป็นเซลล์คล้ายเยื่อบุผิว ก่อตัวเป็นชั้นนอกสุดของฟองน้ำและห่อหุ้มสารคล้ายเจลลี่ที่เรียกว่าเมโซฮิล เมโซฮิล เป็นเมทริกซ์นอกเซลล์ที่ประกอบด้วยเจลคล้ายคอลลาเจนที่มีเซลล์แขวนลอยซึ่งทำหน้าที่ต่างๆ ความคงตัวที่เหมือนเจลของเมโซฮิลทำหน้าที่เหมือนโครงกระดูกและคงสัณฐานวิทยาของท่อฟองน้ำ นอกจาก osculum แล้ว ฟองน้ำยังมีรูพรุนหลายรูที่เรียกว่า ostia บนร่างกายที่ยอมให้น้ำเข้าไปในฟองน้ำ ในฟองน้ำบางชนิด ostia ถูกสร้างขึ้นโดย porocytes ซึ่งเป็นเซลล์รูปหลอดเดียวที่ทำหน้าที่เป็นวาล์วเพื่อควบคุมการไหลของน้ำเข้าสู่ spongocoel ในฟองน้ำอื่น ostia เกิดจากการพับตามผนังร่างกายของฟองน้ำ

Choanocytes (“เซลล์คอ”) มีอยู่ในสถานที่ต่าง ๆ ขึ้นอยู่กับชนิดของฟองน้ำ แต่พวกมันจะเรียงแถวส่วนด้านในของช่องว่างที่น้ำไหลผ่านเสมอ (สปองโกเซลในฟองน้ำธรรมดา คลองภายในผนังร่างกายในฟองน้ำที่ซับซ้อนมากขึ้น และห้องที่กระจัดกระจายไปทั่วร่างกายในฟองน้ำที่ซับซ้อนที่สุด) ในขณะที่พินาโคไซต์เรียงแถวด้านนอกของฟองน้ำ choanocytes มักจะเรียงส่วนด้านในบางส่วนของตัวฟองน้ำที่ล้อมรอบมีโซฮิล โครงสร้างของ choanocyte มีความสำคัญต่อการทำงานของมัน ซึ่งก็คือการสร้างกระแสน้ำผ่านฟองน้ำ และเพื่อดักจับและกินเศษอาหารโดยกระบวนการฟาโกไซโตซิส สังเกตลักษณะที่คล้ายคลึงกันระหว่าง choanocyte ของฟองน้ำและ choanoflagellates (Protista) ความคล้ายคลึงกันนี้แสดงให้เห็นว่าฟองน้ำและโคอาโนฟลาเจลเลตมีความเกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิดและมีแนวโน้มว่าจะมีบรรพบุรุษร่วมกันเมื่อเร็วๆ นี้ ตัวเซลล์ฝังอยู่ในเมโซฮิลและมีออร์แกเนลล์ทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการทำงานของเซลล์ตามปกติ แต่ส่วนที่ยื่นออกมาใน "พื้นที่เปิดโล่ง" ภายในฟองน้ำจะเป็นปลอกคอคล้ายตาข่ายที่ประกอบด้วยไมโครวิลลีที่มีแฟลเจลลัมเดี่ยวอยู่ตรงกลางคอลัมน์ ผลสะสมของแฟลกเจลลาจาก choanocytes ทั้งหมดช่วยให้น้ำเคลื่อนผ่านฟองน้ำ: ดึงน้ำเข้าไปในฟองน้ำผ่านออสเทียจำนวนมาก เข้าไปในช่องว่างที่เรียงรายไปด้วย choanocytes และในที่สุดก็ออกผ่านออสคูลัม (หรือ osculi) ในระหว่างนี้ เศษอาหาร ซึ่งรวมถึงแบคทีเรียและสาหร่ายในน้ำ จะถูกดักจับโดยปลอกคอที่มีลักษณะคล้ายตะแกรงของ choanocytes เลื่อนลงมาสู่ร่างกายของเซลล์ ถูกกลืนกินโดย phagocytosis และถูกห่อหุ้มไว้ในแวคิวโอลของอาหาร สุดท้ายนี้ choanocytes จะแยกตัวออกเป็นสเปิร์มสำหรับการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ โดยที่พวกมันจะหลุดออกจากมีโซฮิลและปล่อยฟองน้ำที่มีน้ำที่ขับออกมาผ่านออสคูลัม

ดูวิดีโอนี้เพื่อดูการเคลื่อนไหวของน้ำผ่านตัวฟองน้ำ โปรดทราบว่าไม่มีการบรรยายใดๆ ในวิดีโอ

เซลล์สำคัญที่สองในฟองน้ำเรียกว่า อะมีโบไซต์ (หรืออาร์คีโอไซต์) ได้รับการตั้งชื่อตามข้อเท็จจริงที่พวกมันเคลื่อนที่ไปทั่วมีโซฮิลในลักษณะคล้ายอะมีบา อะมีโบไซต์มีหน้าที่หลายอย่าง: การส่งสารอาหารจาก choanocytes ไปยังเซลล์อื่นๆ ภายในฟองน้ำ ทำให้เกิดไข่สำหรับการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ (ซึ่งยังคงอยู่ในเมโซฮิล) ส่งสเปิร์ม phagocytized จาก choanocytes ไปยังไข่ และแยกความแตกต่างออกเป็นประเภทเซลล์ที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้น เซลล์บางชนิดที่มีความเฉพาะเจาะจงมากขึ้นเหล่านี้ ได้แก่ คอลเลนซีตและโลโฟไซต์ ซึ่งผลิตโปรตีนคล้ายคอลลาเจนเพื่อรักษามีโซฮิล สเคลอโรไซต์ ซึ่งผลิต spicules ในฟองน้ำบางชนิด และสปองโกไซต์ซึ่งผลิตโปรตีนสปองกินในฟองน้ำส่วนใหญ่ เซลล์เหล่านี้ผลิตคอลลาเจนเพื่อรักษาความสม่ำเสมอของมีโซฮิล ชนิดเซลล์ต่างๆ ในฟองน้ำจะแสดงในรูปที่ 2

รูปที่ 2 แสดงแผนผังพื้นฐานของฟองน้ำ (a) และ (b) เซลล์พิเศษบางประเภทที่พบในฟองน้ำ

คำถามฝึกหัด

ข้อความใดต่อไปนี้เป็นเท็จ

  1. Choanocytes มีแฟลกเจลลาที่ขับเคลื่อนน้ำผ่านร่างกาย
  2. Pinacocytes สามารถแปลงเป็นเซลล์ชนิดใดก็ได้
  3. โลโฟไซต์หลั่งคอลลาเจน
  4. Porocytes ควบคุมการไหลของน้ำผ่านรูขุมขนในตัวฟองน้ำ

ในฟองน้ำบางชนิด เซลล์เม็ดเลือดขาว หลั่งเล็ก spicules เข้าไปในเมโซฮิลซึ่งประกอบด้วยแคลเซียมคาร์บอเนตหรือซิลิกา แล้วแต่ชนิดของฟองน้ำ spicules เหล่านี้ช่วยเพิ่มความแข็งให้กับร่างกายของฟองน้ำ นอกจากนี้ เมื่อปรากฏภายนอก spicules อาจปัดป้องผู้ล่า โปรตีนอีกประเภทหนึ่งคือ สปองกิน อาจมีอยู่ในเมโซฮิลของฟองน้ำบางชนิด

การมีอยู่และองค์ประกอบของ spicules/spongin เป็นลักษณะที่แตกต่างของฟองน้ำสามประเภท (แสดงในรูปที่ 3): Class Calcarea ประกอบด้วยแคลเซียมคาร์บอเนต spicules และไม่มี spongin คลาส Hexactinellida ประกอบด้วย spicules ซิลิกาหกแฉกและไม่มี spongin และ class Demospongia ประกอบด้วยฟองน้ำและอาจมีหรือไม่มี spicules หากมี spicules เหล่านั้นเป็น siliceous สาหร่ายเกลียวทองปรากฏเด่นชัดที่สุดในกลุ่ม Hexactinellida ลำดับที่ประกอบด้วยฟองน้ำแก้ว spicules บางส่วนอาจมีสัดส่วนที่ใหญ่โต (สัมพันธ์กับช่วงขนาดทั่วไปของฟองน้ำแก้ว 3 ถึง 10 มม.) ดังที่เห็นใน มโนราพิส ชุนีซึ่งเติบโตได้ยาวถึง 3 เมตร

รูปที่ 3 (ก) แคลธรีนา คลาธรัส เป็นของคลาส Calcarea, (b) Staurocalyptus spp. (ชื่อสามัญ: ฟองน้ำปิกัสโซสีเหลือง) เป็นของคลาส Hexactinellida และ (c) Acarnus erithacus อยู่ในคลาส Demospongia (เครดิต a: การปรับเปลี่ยนงานโดย Parent Géry เครดิต b: การปรับเปลี่ยนงานโดยสถาบันวิจัยพิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำ Monterey Bay, เครดิต NOAA c: การปรับเปลี่ยนงานโดย Sanctuary Integrated Monitoring Network, Monterey Bay National Marine Sanctuary, NOAA)


การศึกษาวิวัฒนาการที่ใหญ่ที่สุดของฟองน้ำทำให้เกิดความกระจ่างใหม่เกี่ยวกับการวิวัฒนาการของสัตว์

จากการศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสาร อณูชีววิทยาและวิวัฒนาการยีนส่วนใหญ่ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการที่ซับซ้อนมีอยู่ในฟองน้ำ ผู้เขียนบทความคนแรกคือ Ana Riesgo นักวิจัย Juan de la Cierva จากภาควิชาชีววิทยาสัตว์และสถาบันวิจัยความหลากหลายทางชีวภาพ (IRBio) ของมหาวิทยาลัยบาร์เซโลนา ฟองน้ำหรือ Porifera - ปัจจุบันมีมากกว่า 8,000 ชนิดที่รู้จัก - เป็นไฟลัมพื้นฐานที่สุดของ metazoans พวกมันเป็นตัวแทนของความหลากหลายของสัตว์นานาชนิดที่พบได้ทั่วโลก ตั้งแต่ภูมิอากาศแบบเขตร้อนไปจนถึงขั้วโลกเหนือ และเป็นแบบจำลองที่ยอดเยี่ยมในการศึกษาวิวัฒนาการของเมทาโซน

บทความนี้ยังเขียนโดยผู้เชี่ยวชาญจากมหาวิทยาลัยอัลเบอร์ตา (แคนาดา) และมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด (สหรัฐอเมริกา)

Transcriptome: การศึกษาการแสดงออกของยีน

บทความนี้ถือเป็นการศึกษาลำดับเบสที่ใหญ่ที่สุดจนถึงปัจจุบันเกี่ยวกับยีนของตัวแทนจากสกุลฟองน้ำแปดสกุล ซึ่งครอบคลุมทั้งสี่ชั้นเรียนฟองน้ำที่รู้จักในปัจจุบัน สายพันธุ์ที่วิเคราะห์คือ Aphrocallistes กว้างใหญ่ (คลาสเฮกแซกติเนลิดา) Chondrilla nucula, Ircinia fasciculata, Petrosia ficiformis, Spongilla lacustris, Pseudospongosorites suberitoides (คลาส Demospongiae), Sycon coactum (คลาสแคลคาเรีย) y Corticium candelabrum (คลาสโฮโมสเคอโรมอร์ฟา). สปีชีส์เหล่านี้เป็นตัวแทนของแหล่งที่อยู่อาศัยที่หลากหลาย ตั้งแต่ทะเลลึกไปจนถึงทะเลสาบน้ำจืดและแม่น้ำ

กลุ่มวิจัยได้วิเคราะห์การถอดรหัสของสปีชีส์เหล่านี้ กล่าวคือ ชุดของโมเลกุล mRNA ทั้งหมดที่สะท้อนโปรไฟล์การแสดงออกของยีนของจีโนม Ana Riesgo อธิบายว่า "จนถึงปัจจุบัน เรารู้แค่จีโนมและการถอดเสียงของ แอมฟิเมดอน ควีนส์แลนดิกา และ Oscarella carmela"การศึกษาวิเคราะห์จีโนมของทั้ง 8 สายพันธุ์นี้ และทำการวิเคราะห์เปรียบเทียบยีนของสัตว์ที่มีความสำคัญต่อการส่งสัญญาณ การนำเซลล์ประสาทและไอออนิก เยื่อบุผิว ภูมิคุ้มกันและการสืบพันธุ์ ซึ่งเป็นหน้าที่พื้นฐานที่เกี่ยวข้องกับเซลล์หลายเซลล์" เธอกล่าวเสริม

ความซับซ้อนทางพันธุกรรมที่น่าแปลกใจ

การศึกษาระบุยีนจำนวนมาก ซึ่งก่อนหน้านี้เกี่ยวข้องกับโครงสร้างที่ซับซ้อนในสัตว์ชั้นสูง ซึ่งคาดว่าไม่มีอยู่ในฟองน้ำ ตัวอย่างเช่น สกุล คอร์ติเซียม ยังใช้ยีน DMRT1 สำหรับการกำหนดเพศ ยีนนี้คิดว่ามีอยู่ใน metazoans ที่ซับซ้อนมากขึ้นเท่านั้น (สัตว์เลื้อยคลาน นก สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ฯลฯ)

ฟองน้ำ Homoscleromorph มักถูกมองว่าคล้ายกับ metazoans มากกว่าฟองน้ำ Ana Riesgo กล่าวว่า "พวกมันมีลักษณะทางสัณฐานวิทยาที่ซับซ้อนกว่าฟองน้ำอื่นๆ และในกรณีของ คอร์ติเซียมพวกเขาปฏิบัติตามกระบวนการสร้างเซลล์สืบพันธุ์แบบเดียวกันมากกว่า cnidarians” นอกจากนี้ การมีอยู่ของ DMRT1 ยีนซึ่งมีอยู่ใน cnidarians เช่นกัน ยืนยัน "ความหลากหลายที่ยิ่งใหญ่ของฟองน้ำแม้จะมีลักษณะทางสัณฐานวิทยาที่เรียบง่าย" ผู้เชี่ยวชาญยืนยัน

การค้นพบที่น่าสังเกตอีกประการหนึ่งคือการตรวจหายีนตัวรับกลูตาเมต (iGluRs) ซึ่งเกี่ยวข้องกับการส่งผ่านการตอบสนองทางสรีรวิทยาอย่างรวดเร็วในฟองน้ำ คอร์ติเซียม, ไซคอน, และ Iricinia. แม้ว่าเชื่อกันมาตลอดว่าฟองน้ำนั้นง่ายกว่าการตอบสนองต่อสิ่งเร้าเพียงเล็กน้อย แต่การศึกษาได้ระบุยีนบางตัวที่เกี่ยวข้องกับการนำกระแสประสาทในสัตว์ที่ซับซ้อนมากขึ้น: "สิ่งนี้พิสูจน์ให้เห็นว่าการตอบสนองของฟองน้ำต่อการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมหรือสิ่งเร้าทางกายภาพอาจซับซ้อนกว่า มากกว่าที่คิด" Ana Riesgo ผู้เข้าร่วมโครงการ Actiquim เน้นย้ำเรื่องนิเวศวิทยาทางเคมีในทวีปแอนตาร์กติกา

ยีนนวนิยายทำงานตลอดวิวัฒนาการ

ยีนเกือบทั้งหมดที่ระบุในฟองน้ำมีหน้าที่ที่ซับซ้อนกว่าใน metazoans อย่างไรก็ตาม การผสมผสานและการควบคุมยีนมีความเกี่ยวข้องมากกว่าการมีอยู่ของยีนในช่วงเวลาของวิวัฒนาการ ในฟองน้ำ ยีนดูเหมือนจะเกี่ยวข้องกับโครงสร้างพื้นฐานมากขึ้น Ana Riesgo ชี้ให้เห็นว่า "หน้าที่ของยีนเหล่านี้ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด อาจเป็นไปได้ว่ายีนที่เรารู้จักจากสัตว์อื่น ๆ มีหน้าที่ต่างกันในฟองน้ำ และเราเลือกใช้ร่วมกันในภายหลังสำหรับหน้าที่ที่เราคุ้นเคย" การกำหนดหน้าที่ของยีนในฟองน้ำเป็นความท้าทายต่อไป

บทความที่ตีพิมพ์ในวารสาร อณูชีววิทยาและวิวัฒนาการ ให้กรอบการทำงานสำหรับวางสมมติฐานใหม่เกี่ยวกับความสัมพันธ์สายวิวัฒนาการระหว่าง Poriferans การกำหนดหน้าที่ของยีนในฟองน้ำและวิวัฒนาการในช่วงต้นของความซับซ้อนของโมเลกุลใน metazoans


15.2 ฟองน้ำและซีนิดาเรียน

อาณาจักรสัตว์แบ่งออกเป็นสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง ได้แก่ สัตว์ที่ไม่มีกระดูกสันหลัง และสัตว์มีกระดูกสันหลัง สัตว์มีกระดูกสันหลัง แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วเราจะคุ้นเคยกับสัตว์มีกระดูกสันหลังมากที่สุด แต่สัตว์ส่วนใหญ่ประมาณ 95 เปอร์เซ็นต์เป็นสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง สัตว์ที่ไม่มีกระดูกสันหลังประกอบด้วยสัตว์หลากหลายชนิด หลายล้านสายพันธุ์ใน 32 ไฟลา ซึ่งเราสามารถเริ่มสัมผัสได้ที่นี่

ฟองน้ำและ cnidarians เป็นตัวแทนของสัตว์ที่ง่ายที่สุด ฟองน้ำดูเหมือนจะเป็นตัวแทนของช่วงเริ่มต้นของหลายเซลล์ในกลุ่มสัตว์ แม้ว่าพวกมันจะมีเซลล์เฉพาะสำหรับหน้าที่เฉพาะ แต่ก็ขาดเนื้อเยื่อที่แท้จริงซึ่งเซลล์พิเศษถูกจัดเป็นกลุ่มการทำงาน ฟองน้ำมีลักษณะคล้ายกับบรรพบุรุษของสัตว์ ได้แก่ กลุ่มผู้ประท้วงที่ติดธง cnidarians หรือแมงกะพรุนและญาติของพวกมันเป็นกลุ่มสัตว์ที่ง่ายที่สุดที่แสดงเนื้อเยื่อที่แท้จริง แม้ว่าจะมีเพียงสองชั้นเนื้อเยื่อเท่านั้น

ฟองน้ำ

สัตว์ในอาณาจักรย่อย Parazoa เป็นตัวแทนของสัตว์ที่ง่ายที่สุดและรวมถึงฟองน้ำหรือไฟลัม Porifera (รูปที่ 15.8) ฟองน้ำทั้งหมดเป็นสัตว์น้ำและส่วนใหญ่เป็นสัตว์ทะเล ฟองน้ำอาศัยอยู่ในการสัมผัสใกล้ชิดกับน้ำ ซึ่งมีบทบาทในการป้อนอาหาร การแลกเปลี่ยนก๊าซ และการขับถ่าย โครงสร้างส่วนใหญ่ของร่างกายของฟองน้ำนั้นมีไว้สำหรับการเคลื่อนที่ของน้ำผ่านร่างกาย จึงสามารถกรองอาหาร ดูดซับออกซิเจนที่ละลายน้ำ และกำจัดของเสีย

ร่างกายของฟองน้ำที่ง่ายที่สุดมีรูปร่างเป็นทรงกระบอกที่มีโพรงกลางขนาดใหญ่ สปองโกโคเอล . น้ำเข้าสู่ฟองน้ำจากรูพรุนจำนวนมากในผนังร่างกาย น้ำไหลออกทางช่องเปิดขนาดใหญ่ที่เรียกว่า osculum (รูปที่ 15.9) อย่างไรก็ตาม ฟองน้ำมีรูปแบบร่างกายที่หลากหลาย ซึ่งแตกต่างกันไปตามขนาดและการแตกแขนงของสปองโกโคเอล จำนวนออสคูลี และตำแหน่งเซลล์ที่กรองอาหารจากน้ำ

ฟองน้ำประกอบด้วยชั้นนอกของเซลล์ที่แบนราบ และชั้นในของเซลล์ที่เรียกว่า choanocytes ซึ่งแยกจากกันด้วยสารคล้ายเยลลี่ที่เรียกว่า เมโซฮิล เมโซฮิลประกอบด้วยเซลล์อะมีบาที่ฝังอยู่ซึ่งหลั่งเข็มเล็กๆ ที่เรียกว่า spicules หรือเส้นใยโปรตีนที่ช่วยให้ฟองน้ำมีความแข็งแรงทางโครงสร้าง ตัวเซลล์ของ choanocyte ฝังอยู่ใน mesohyl แต่ยื่นออกมาใน spongocoel เป็นปลอกคอคล้ายตาข่ายล้อมรอบแฟลเจลลัมเดี่ยว การตีแฟลกเจลลาจาก choanocytes ทั้งหมดจะเคลื่อนน้ำผ่านฟองน้ำ เศษอาหารติดอยู่ในเมือกที่ผลิตโดยปลอกคอคล้ายตะแกรงของ choanocytes และถูกกลืนกินโดย phagocytosis กระบวนการนี้เรียกว่าการย่อยภายในเซลล์ อะมีโบไซต์ดึงสารอาหารที่บรรจุใหม่ในแวคิวโอลอาหารของ choanocytes และส่งไปยังเซลล์อื่นๆ ภายในฟองน้ำ

กระบวนการทางสรีรวิทยาในฟองน้ำ

แม้จะขาดความซับซ้อน แต่ฟองน้ำก็เป็นสิ่งมีชีวิตที่ประสบความสำเร็จอย่างเห็นได้ชัด โดยยังคงอยู่บนโลกมานานกว่าครึ่งพันล้านปี ขาดระบบย่อยอาหารที่แท้จริง ฟองน้ำขึ้นอยู่กับกระบวนการย่อยอาหารภายในเซลล์ของ choanocytes สำหรับการบริโภคพลังงาน ขีดจำกัดของการย่อยอาหารประเภทนี้คืออนุภาคอาหารต้องมีขนาดเล็กกว่าเซลล์แต่ละเซลล์ การแลกเปลี่ยนก๊าซ การไหลเวียน และการขับถ่ายเกิดขึ้นจากการแพร่กระจายระหว่างเซลล์และน้ำ

ฟองน้ำขยายพันธุ์ทั้งแบบอาศัยเพศและแบบไม่อาศัยเพศ การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศเกิดขึ้นจากการแยกส่วน (ซึ่งฟองน้ำชิ้นหนึ่งแตกออกและพัฒนาเป็นบุคคลใหม่) หรือการแตกหน่อ การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศที่พบเฉพาะในฟองน้ำน้ำจืดเกิดขึ้นจากการก่อตัวของอัญมณี กลุ่มเซลล์ที่ล้อมรอบด้วยชั้นนอกสุดแกร่ง Gemmules อยู่รอดในสภาพแวดล้อมที่ไม่เป็นมิตรและสามารถยึดติดกับพื้นผิวและเติบโตเป็นฟองน้ำใหม่

ฟองน้ำมีลักษณะเดี่ยว (หรือกระเทย) ซึ่งหมายความว่าบุคคลหนึ่งสามารถผลิตทั้งไข่และสเปิร์ม ฟองน้ำอาจเป็นกระเทยตามลำดับ โดยผลิตไข่ก่อนและสเปิร์มในภายหลัง ไข่เกิดจากอะมีโบไซต์และถูกกักไว้ภายในสปองโกโคเอล ในขณะที่สเปิร์มเกิดจาก choanocytes และถูกขับออกทางออสคูลัม อสุจิที่ถูกกระแสน้ำพัดพาไปหล่อเลี้ยงไข่ของฟองน้ำอื่นๆ การพัฒนาของตัวอ่อนในระยะแรกเกิดขึ้นภายในฟองน้ำ จากนั้นตัวอ่อนที่ว่ายน้ำอย่างอิสระจะถูกปล่อยผ่านออสคูลัม นี่เป็นครั้งเดียวที่ฟองน้ำแสดงความคล่องตัว ฟองน้ำนั่งได้เมื่อโตเป็นผู้ใหญ่และใช้ชีวิตติดอยู่กับพื้นผิวที่ตายตัว

แนวคิดในการดำเนินการ

ดูวิดีโอนี้ที่สาธิตการป้อนฟองน้ำ

Cnidarians

ไฟลัม Cnidaria รวมถึงสัตว์ที่แสดงความสมมาตรในแนวรัศมีหรือแบบไบเรเดียลและเป็นไดโพลบลาสติก cnidarians เกือบทั้งหมด (ประมาณ 99 เปอร์เซ็นต์) เป็นสัตว์ทะเล Cnidarians มีเซลล์เฉพาะที่เรียกว่า cnidocytes (“stinging cells”) ที่มีออร์แกเนลล์ที่เรียกว่า nematocysts เซลล์เหล่านี้กระจุกตัวอยู่รอบปากและหนวดของสัตว์ และสามารถตรึงเหยื่อด้วยสารพิษได้ นีมาโตซิสต์มีเส้นขดที่อาจมีหนาม ผนังด้านนอกของเซลล์มีขนที่ยื่นออกมาซึ่งไวต่อการสัมผัส เมื่อสัมผัส เซลล์จะยิงเกลียวขดที่ประกอบด้วยสารพิษซึ่งสามารถเจาะและทำให้ผู้ล่าหรือเหยื่อตกใจ (ดูรูปที่ 15.10)

ชาว Cnidarians มีแผนร่างกายที่แตกต่างกันสองแบบ: โปลิปหรือ "ก้าน" และเมดูซ่าหรือ "ระฆัง" (รูปที่ 15.11) ตัวอย่างของรูปแบบโพลิปคือสายพันธุ์น้ำจืดในสกุล ไฮดรา บางทีสัตว์เมดูซอยด์ที่รู้จักกันดีที่สุดคือเยลลี่ (แมงกะพรุน) ติ่งเนื้อจะนั่งนิ่งเมื่อโตเต็มวัย โดยจะมีช่องเปิดทางเดียวที่ระบบย่อยอาหาร (ปาก) หงายขึ้นโดยมีหนวดล้อมรอบ เมดูซ่าเป็นสัตว์ที่เคลื่อนไหวได้ มีปากและหนวดห้อยลงมาจากตัวรูประฆัง ใน cnidarians อื่น ๆ มีทั้งแบบ polyp และ medusa และวงจรชีวิตจะสลับกันระหว่างรูปแบบเหล่านี้

กระบวนการทางสรีรวิทยาของ Cnidarians

cnidarians ทั้งหมดมีเนื้อเยื่อสองชั้น ชั้นนอกเรียกว่าหนังกำพร้า ในขณะที่ชั้นในเรียกว่ากระเพาะและลำไส้ (gastrodermis) และเรียงแถวของโพรงย่อยอาหาร ระหว่างชั้นทั้งสองนี้จะมีเมโซเกลียเหมือนวุ้นที่ไม่มีชีวิต มีเซลล์หลายประเภทในแต่ละชั้นของเนื้อเยื่อ เช่น เซลล์ประสาท เซลล์ที่สร้างเอนไซม์ และเซลล์ที่ดูดซับสารอาหาร ตลอดจนการเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ระหว่างเซลล์ อย่างไรก็ตาม อวัยวะและระบบอวัยวะไม่มีอยู่ในไฟลัมนี้

ระบบประสาทเป็นระบบดั้งเดิม โดยมีเซลล์ประสาทกระจายอยู่ทั่วร่างกายในเครือข่าย หน้าที่ของเซลล์ประสาทคือการส่งสัญญาณจากเซลล์ประสาทสัมผัสและไปยังเซลล์ที่หดตัว กลุ่มเซลล์ในตาข่ายประสาทสร้างเส้นประสาทที่อาจจำเป็นสำหรับการส่งผ่านที่รวดเร็วยิ่งขึ้น Cnidarians ทำการย่อยอาหารนอกเซลล์ โดยกระบวนการย่อยอาหารภายในเซลล์เสร็จสมบูรณ์ อาหารถูกนำเข้าไปในโพรงของระบบทางเดินอาหาร เอนไซม์จะถูกหลั่งเข้าไปในโพรง และเซลล์ที่อยู่ในโพรงจะดูดซับผลิตภัณฑ์สารอาหารของกระบวนการย่อยอาหารนอกเซลล์ โพรงระบบทางเดินอาหารมีช่องเปิดเพียงช่องเดียวที่ทำหน้าที่เป็นทั้งปากและทวารหนัก (ระบบย่อยอาหารไม่สมบูรณ์) เช่นเดียวกับฟองน้ำ เซลล์ Cnidarian แลกเปลี่ยนออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ และของเสียที่มีไนโตรเจนโดยการแพร่กระจายระหว่างเซลล์ในผิวหนังชั้นนอกและกระเพาะอาหารกับน้ำ

ความหลากหลายของ Cnidarian

ไฟลัม Cnidaria มีสปีชีส์อธิบายประมาณ 10,000 สปีชีส์ แบ่งออกเป็นสี่คลาส: Anthozoa, Scyphozoa, Cubozoa และ Hydrozoa

คลาส Anthozoa รวมถึง cnidarians ทั้งหมดที่แสดงแผนผังร่างกาย polyp เท่านั้นในคำอื่น ๆ ไม่มีระยะ medusa ภายในวงจรชีวิตของพวกเขา ตัวอย่าง ได้แก่ ดอกไม้ทะเล ปากกาทะเล และปะการัง โดยมีจำนวนประมาณ 6,100 สายพันธุ์ตามคำอธิบาย ดอกไม้ทะเลมักจะมีสีสดใสและสามารถมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.8 ถึง 10 ซม. สัตว์เหล่านี้มักมีรูปทรงกระบอกและยึดติดกับพื้นผิว การเปิดปากล้อมรอบด้วยหนวดที่มีเซลล์เนื้องอก (รูปที่ 15.12)

ไซโฟซัวรวมถึงเยลลี่ทั้งหมดและเคลื่อนที่ได้และเป็นสัตว์ทะเลโดยเฉพาะซึ่งมีสปีชีส์อธิบายไว้ประมาณ 200 สายพันธุ์ เมดูซ่าเป็นระยะที่โดดเด่นในวงจรชีวิต แม้ว่าจะมีระยะโพลิปอยู่ด้วยก็ตาม สายพันธุ์มีความยาวตั้งแต่ 2 ซม. ถึงสายพันธุ์ไซโฟซัวที่ใหญ่ที่สุด Cyanea capillata, ที่ระยะ 2 ม. เยลลี่มีลักษณะรูปร่างคล้ายระฆัง (รูปที่ 15.13)

แนวคิดในการดำเนินการ

ใช้วิดีโอนี้เพื่อระบุระยะวงจรชีวิตของเยลลี่

คลาส Cubozoa รวมถึงเยลลี่ที่เป็นรูปสี่เหลี่ยมตัดขวางและเรียกว่า "แมงกะพรุนกล่อง" สายพันธุ์เหล่านี้อาจมีขนาด 15-25 ซม. Cubozoans มีลักษณะทางกายวิภาคคล้ายกับแมงกะพรุน ความแตกต่างที่เห็นได้ชัดเจนระหว่างสองคลาสคือการจัดเรียงของหนวด Cubozoans มีแผ่นกล้ามเนื้อที่เรียกว่า Peedia ที่มุมของหลังคาทรงระฆังสี่เหลี่ยม โดยมีหนวดอย่างน้อยหนึ่งเส้นติดอยู่ที่แป้นเหยียบแต่ละอัน ในบางกรณี ระบบย่อยอาหารอาจขยายไปถึงแป้นเหยียบ Cubozoans มักอยู่ในรูปแบบโพลิปที่พัฒนาจากตัวอ่อน ติ่งเนื้ออาจแตกหน่อเพื่อก่อตัวเป็นติ่งมากขึ้นแล้วแปลงร่างเป็นเมดูซอยด์

แนวคิดในการดำเนินการ

ดูวิดีโอนี้เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับพิษร้ายแรงของแมงกะพรุนกล่อง

ไฮโดรซัวประกอบด้วยเกือบ 3,500 สปีชีส์ 2 ส่วนใหญ่เป็นสัตว์ทะเล สปีชีส์ส่วนใหญ่ในชั้นนี้มีทั้งรูปแบบโพลิปและเมดูซ่าในวงจรชีวิต ไฮโดรซัวจำนวนมากก่อตัวเป็นอาณานิคมที่ประกอบด้วยกิ่งก้านของติ่งเนื้อเฉพาะที่มีโพรงในกระเพาะอาหารร่วม อาณานิคมอาจลอยได้อิสระและมีทั้งเมดูซ่าและโพลิปในอาณานิคมเช่นเดียวกับในโปรตุเกส Man O'War (Physalia) หรือกะลาสี By-the-Wind (Velella). สายพันธุ์อื่น ได้แก่ ติ่งเดี่ยวหรือแมงกะพรุนโดดเดี่ยว ลักษณะเฉพาะของสปีชีส์เหล่านี้ทั้งหมดมีร่วมกันคือ อวัยวะสืบพันธุ์ของพวกมันมาจากเนื้อเยื่อชั้นผิวหนัง ในขณะที่ในซีนิดาเรียนอื่น ๆ พวกมันได้มาจากเนื้อเยื่อของกระเพาะอาหาร (รูปที่ 15.14)อะบี).


ลิงค์การเรียนรู้

ทัวร์ชมฟองน้ำและเซลล์ของฟองน้ำอย่างใกล้ชิด

อย่างที่เราเห็น ฟองน้ำส่วนใหญ่มีกระดูกเล็กๆ หนุนอยู่ spicules (มักเป็นโครงสร้างปลายแหลมเล็กๆ ที่ทำจากแคลเซียมคาร์บอเนตหรือซิลิกา) ในเมโซฮิล Spicules ให้การสนับสนุนร่างกายของฟองน้ำและอาจยับยั้งการปล้นสะดม การมีอยู่และองค์ประกอบของ spicules เป็นพื้นฐานสำหรับการแยกความแตกต่างของฟองน้ำสามในสี่ชั้น ((รูป)) ฟองน้ำในชั้นเรียน Calcarea ผลิตแคลเซียมคาร์บอเนต spicules และไม่มี spongin ที่ Hexactinelida ผลิต spicules ซิลิเซียสหกรังสีและไม่มี spongin และในชั้นเรียน Demospongia ประกอบด้วย spongin และอาจมีหรือไม่มี spicule หากมี spicules เหล่านั้นเป็น siliceous ฟองน้ำในชั้นสุดท้ายนี้ถูกใช้เป็นฟองน้ำอาบน้ำ มีหนามปรากฏเด่นชัดที่สุดในฟองน้ำแก้ว คลาสเฮกแซกติเนลลิดา เกล็ดบางตัวอาจมีขนาดมหึมา ตัวอย่างเช่น เมื่อเทียบกับ spicules ฟองน้ำแก้วทั่วไป ซึ่งมีขนาดโดยทั่วไปตั้งแต่ 3 ถึง 10 มม. บางส่วนของ ฐาน spicules ของเฮกแซกแซกติเนลลิด มโนราพิส ชุนี มีขนาดใหญ่โตและยาวได้ถึง 3 เมตร! ฟองน้ำแก้วยังผิดปกติตรงที่เซลล์ของร่างกายส่วนใหญ่ถูกหลอมรวมเข้าด้วยกันเพื่อสร้าง a มัลตินิวคลีเอต ซินซิเทียม. เนื่องจากเซลล์ของพวกมันเชื่อมต่อกันในลักษณะนี้ ฟองน้ำเฮกแซกติเนลลิดจึงไม่มีเมโซฮิล ฟองน้ำชั้นที่สี่ Sclerospongiae ถูกอธิบายจากสายพันธุ์ที่ค้นพบในอุโมงค์ใต้น้ำ สิ่งเหล่านี้เรียกว่าฟองน้ำปะการังหลังจากโครงกระดูกแคลเซียมคาร์บอเนตหลายชั้น การออกเดทตามอัตราการสะสมของชั้นโครงกระดูกแสดงให้เห็นว่าฟองน้ำบางตัวมีอายุหลายร้อยปี



ฟองน้ำ: ความหมาย ลักษณะ และที่อยู่อาศัย | ไฟลัมพอริเฟอรา

ในบทความนี้เราจะพูดถึงฟองน้ำ:- 1. อนุกรมวิธานย้อนหลังของฟองน้ำ 2 ความหมายและที่มาของฟองน้ำ 3. ลักษณะทั่วไป 4. ที่อยู่อาศัย 5. ลักษณะเฉพาะของโครงสร้าง 6. การพัฒนา 7. ความเกี่ยวข้อง 8. การสร้างใหม่ 9. สายวิวัฒนาการ

  1. อนุกรมวิธานย้อนหลังของฟองน้ำ
  2. ความหมายและที่มาของฟองน้ำ
  3. คุณสมบัติทั่วไปของฟองน้ำ
  4. ที่อยู่อาศัยของฟองน้ำ
  5. ลักษณะโครงสร้างของฟองน้ำ
  6. การพัฒนาฟองน้ำ
  7. ความใกล้ชิดของฟองน้ำ
  8. การฟื้นฟูในฟองน้ำ
  9. วิวัฒนาการของฟองน้ำ

1. อนุกรมวิธานย้อนหลังของฟองน้ำ:

ฟองน้ำสมัยศตวรรษที่ 18 ไม่ได้ถูกจัดเป็นสัตว์ เอลลิส (ค.ศ. 1775) ได้สร้างธรรมชาติของสัตว์ในฟองน้ำ Linnaeus, Lamarck และ Cuvier พิจารณาฟองน้ำที่เกี่ยวข้องกับ polyps anthozoan และรวมฟองน้ำไว้ใน zoophytes หรือ polyps

ฟองน้ำถูกรวมไว้ภายใต้ซีเลนเทอเรตตลอดช่วงส่วนใหญ่ของศตวรรษที่สิบเก้า แม้ว่าเดอ แบลนวิลล์ (1816) เสนอให้แยกฟองน้ำออกจากซีเลนเทอเรตและทำให้กลุ่มสปองเกียเรียมีความสัมพันธ์กับโปรโตซัว R. E. Grant (1825) ศึกษาสัณฐานวิทยาและสรีรวิทยาของฟองน้ำอย่างละเอียดยิ่งขึ้น และตั้งชื่อกลุ่ม Porifera

Huxley (1875) และ Sollas (1884) ต้องการให้ฟองน้ำแยกออกจาก Metazoa ที่สูงขึ้น มุมมองเหล่านี้ถูกละเลยจนถึงช่วงกลาง­dleของศตวรรษที่ยี่สิบ ซึ่งพวกเขาถูกมองว่าเป็นสาขาที่แยกจากกัน “Parazoa” ฟองน้ำเป็นตัวแทนของโครงสร้างร่างกายระดับพาราโซอันที่ต้องการชั้นเชื้อโรคของตัวอ่อนที่แท้จริง

Tuzet (1963) ex­press มองว่าแม้ว่าฟองน้ำจะมีคุณสมบัติดั้งเดิมหลายอย่าง (เช่น ระดับเซลลูและไชลาร์ของการจัดระเบียบร่างกาย การแลกเปลี่ยนก๊าซ และการตอบสนองต่อสิ่งเร้าภายนอกเป็นตัวแทนของสัตว์ที่มีลักษณะคล้ายโปรโตซัวที่มีเซลล์เดียว) แต่ก็ไม่ต้องสงสัยเลยว่ามันอยู่ตรง สายวิวัฒนาการ metazoan

Bowerbank และ Norman (1882), Hyman (1940), Hartman and Goreau (1970, 75), Berquist (1978, 85), Barnes (1980), Meglitsch and Schram (1991), Anderson (1998) และ Brusca and Brusca (2003) ) จำแนก porifera ออกเป็น 3 คลาส แต่คลาสใหม่ Sclerospongiae เพิ่มเมื่อสองสามทศวรรษที่แล้ว แต่ถูกปฏิเสธในอีกไม่กี่ปีต่อมา

2. ความหมายและที่มาของฟองน้ำ:

Porifera เป็น metazoa สมมาตรแบบอสมมาตรหรือผิวเผินที่มีระดับเซลล์ของการจัดระเบียบโดยไม่มีเนื้อเยื่ออวัยวะและร่างกายที่มีรูพรุนและระบบคลองที่เรียงรายไปด้วย choanocytes

3. คุณสมบัติทั่วไปของฟองน้ำ:

1. ทั้งหมดเป็นสัตว์น้ำส่วนใหญ่เป็นทะเล (98%) แต่มีเพียงไม่กี่ชนิดที่เป็นน้ำจืด (Fam. Spongillidae)

2. เป็นสัตว์นั่งและอยู่ประจำ

3. ร่างกายไม่สมมาตรหรือสมมาตรในแนวรัศมีในระยะผู้ใหญ่

4. สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่มีการจัดระดับเซลลูและไชลาร์โดยไม่มีเนื้อเยื่อจริง

5. ร่างกายมีรูพรุนหายใจเข้าหลายรูพรุนเป็นรูพรุน—ออสเทียสำหรับน้ำเข้า ดังนั้นชื่อของกลุ่มจึงเรียกว่า Porifera

6. ผนังของฟองน้ำประกอบด้วยเยื่อบุผิวชั้นนอกที่เรียกว่าพินาโคเดม (pinacoderm) เซลล์โพลีกอนที่เรียบเรียงและเรียงซ้อนกัน เซลล์พีนาโคแอนด์ชียต์ และชั้นเยื่อบุผิวชั้นเดียวด้านในที่มีคอลลาร์ดไมโครวิลลัส แฟลเจลและชโลเลตโชอาโนไซต์ เรียกว่า โชโนเดิร์ม ชั้นเซลล์ทั้งสองไม่มีเยื่อหุ้มฐานและเยื่อรองหรือแผ่นลามินาพื้นฐาน แต่เกิดขึ้นในเยื่อบุผิวเมตาโซอันอื่นๆ

7. การปรากฏตัวของชั้นเจลาตินระดับกลางที่ไม่เป็นขุยและประกอบด้วยเซลล์อะมีบาและองค์ประกอบโครงกระดูกที่สนับสนุน ชั้นนี้เรียกว่ามีโซฮิลหรือมีเซนแอนด์ไชม์ มีโซฮิลสอดคล้องกับเนื้อเยื่อเกี่ยวพันของเมตาโซอันอื่นๆ

8. ฟองน้ำด้านในมีช่องกลวงเดียวเรียกว่า spongocoel หรือ paragastric cavity ที่ซับใน microvil­lous collard choanocytes ในบางกรณีและส่วนใหญ่โดยการพับของผนัง spongocoel คลองน้ำนับไม่ถ้วนสร้างโครงสร้างที่ซับซ้อน (ระบบคลอง) ที่ขับเคลื่อน น้ำผ่านคลองส่งอาหารและออกซิเจน

9. ร่างกายแข็งแรงขึ้นด้วยโครงกระดูกภายในที่มีลักษณะเป็นปูนหรือซิลิเชียสหรือเส้นใยคอลลาเจนที่เรียกว่าสปองกิน

10. ไม่มีอวัยวะและระบบที่แน่นอน

11. ไม่มีปากและลำไส้ ทั้งหมดเป็นตัวป้อนตัวกรอง การย่อยอาหารภายในเซลล์

12. กล้ามเนื้อและเซลล์ประสาทขาด

13. ฟองน้ำทั้งหมดมีพลังในการฟื้นฟูและขี้อาย

14. เซลล์ของฟองน้ำมีความเป็นอิสระในระดับสูง

15. การสืบพันธุ์ทั้งแบบไม่อาศัยเพศและทางเพศ

16. การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศเกิดขึ้นจากการแตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยหรือผ่านการผลิตอัญมณีหรือดอกตูม การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศและการยับยั้งโดยสเปิร์มและไข่

18. การปฏิสนธิภายใน

19. ความแตกแยกสมบูรณ์และเป็นรัศมี

20. ไม่มีชั้นของเชื้อโรคที่แน่ชัดซึ่งเป็นลักษณะการวินิจฉัยที่สำคัญที่สุดของ metazoans

21. ตัวอ่อนที่ติดแฟลกเจลลามี 2 แบบที่พบในตัวอ่อนฟองน้ำ-แอมฟิบลาสทูล่าและพาเรนไคมูลา (เรียกอีกอย่างว่าพาเรนคีเมลลา)

4. ที่อยู่อาศัยของฟองน้ำ :

ไฟลัมพอริเฟอราประกอบด้วยสปีชีส์ที่บรรยายไว้เกือบ 8,500 สปีชีส์

ส่วนใหญ่เป็นสัตว์ทะเล ยกเว้นฟองน้ำน้ำจืด 150 ตัวในวงศ์ Spongillidae These sedentaric animals usually stay in low depths and use solid surface for fixation, but glass sponge reaches at greater depth and anchors on soft sediments. Cliona bores on the molluscan shell and is known as boring sponge. Sponges may be of varied colours and their shape depends upon the sites of their stay.

The largest sponge is Spheciospongia vesparum having a diameter of two metres. Certain sponges, e.g., Tethya can contract its entire body, while in most cases the contractility is restricted around the osculum. During unfavourable condition most sponges shrink and form restitution bodies, which grow in favourable condition.

In freshwater sponges specialised bodies, called gemmules, are formed for the same purpose. The gemmules remain viable for a period rang­ing from two months to three years. Many annelids and crustaceans live as symbionts with sponges. The body of sponge harbours many blue green and green algae. The well-known enemies of sponges are coral-reef fish, limpets and nudibranchs.

5. Structural Peculiarities of Sponges:

There are various types of sponges rang­ing from simple to complex. They have all in common certain structural features. The body is composed of loose aggregation of various types of cells (Fig. 11.10) which hardly form any tissue. There is no organ or organ system. They lack mouth and digestive cavity. Vital functions are performed by independent ac­tivities of the cells.

In simple asconoid sponges the wall is composed of an outer dermal epithelium or epidermis and an inner epi­thelium consisting of Choanocytes. A mesen­chyme containing skeletal spicules and sev­eral types of free amoeboid cells are present between the epithelia.

The spicules support the body wall and hold the sponges erect. The mesenchymal cells originate from the outer epithelium, hence it may be considered as ectomesoderm. The body surface is perforated by pores acting for ingress of water.

The surface of the body or epidermis is lined by pinacocytes. Each pinacocyte is a large flat polygonal cell. The central part of the cell is thickened due to the placement of nucleus. Pinacocytes may also line the spongocoel and incurrent canals of syconoid sponges and also the spaces in leuconoid sponges.

Such pinacocytes are sometimes referred to as endopinacocytes. Pinacocytes are highly contractile cells and can reduce the surface area of sponges. In many sponges a definite epidermis is absent as in Hexactinellida. It may form a syncytium in some cases.

The pore cells or porocytes occur among the pinacocytes at frequent intervals. The porocytes are usually regarded as trans­formed pinacocytes but Prenant (1925) opines that the porocytes are the derivatives of amoebocytes. Porocytes are tubular cells extending from the epidermis to the spongocoel. They are pierced by a central canal which acts as an incurrent passage.

The cytoplasm of these cells contains many round inclusions. The porocytes are also highly contractile. The closure of the pore is effected by the advancement of a thin cytoplasmic sheet called the pore diaphragm from the margin to the centre at the outer end of canal.

Inner surface of the body is lined by spe­cialised cells, the choanocytes. The collar cells or choanocytes are specialised cells with a rounded or oval base resting on the mesen­chyme and a contractile transparent collar which encircles the base of a single long flagellum. These cells are much larger in size in Calcarea than in other sponges. Spicules are formed by the deposition of the scleroblasts.

Mesenchyme (= mesohyl):

The mesenchyme is commonly called the mesoglea or mesohyl. The mesoglea consists of a transparent gelatinous matrix of protein nature in which different types of cells like archaeocytes, amoebocytes, scleroblasts and germ cells are present.

The mesoglea is divided into two types:

When the mesenchyme con­tains few cells—this is called collenchyma. The mesenchyme with many cells is desig­nated as parenchyme.

Amoebocytes are amoeboid in nature. They perform various functions and are re­sponsible for producing other cell-types by the process of transformation excepting pos­sibly the choanocytes. It is totipotent in na­ture. The amoebocytes are most important cellular entities in the life of sponges. The amoebocytes are of several varieties in dif­ferent sponges.

Amoebocytes with slen­der and branching pseudopods.

With lobose pseudopods and pigmented cytoplas­mic inclusions.

With lobose pseudopods and many food reserves.

Producing skeleton and subdivided into (a) Calicoblasts, (b) Silicoblasts and (c) Spongioblasts according to the nature of secreted skeleton.

The amoebocytes with blunt pseudopods, conspicuous nu­clei with large nucleolus are referred to as the archeocytes. The archeocytes are actually the generalised amoebocytes which play the domi­nant role in regeneration, reproduc­tion and differentiation of other cell- types.

Besides these cell-types long slender cells, called the desmocytes, are present specially in Demo- spongiae. Many fusiform contractile muscle cells or myocytes are present around the osculum.

6. Development of Sponges:

In most of the sponges the development takes place within the body of the parent but in a few of demospongiae the development of the fertilized eggs takes place in sea water. The cleavage is holoblastic and may be equal or unequal. In some calcareous sponges (e.g., Clathrina, Leucosolenia), Hexactinellida and most Demospongiae the embryos release as free-swimming coeloblastula (hollow blastula) stage (Fig. 11.14A).

The coeloblastula is oval shaped, single layer, with a central cav­ity. The outer single layer wall of the central cavity contains elongated monoflagellated cells except the posterior side where a few rounded granular non-flagellated cells, called archaeocytes, are present. Some of the flag­ellated cells loss their flagella pass into the central cavity and become amoeboid.

Gradu­ally these amoeboid cells fill up the cavity, forming a stereoblastula (solid blastula) and differentiate into parenchymula (also called Parenchymella) larva (Fig. 11.14B). In most Demospongiae, the parenchymula larva develops directly from stereoblastula, hav­ing an external layer of flagellated cells and an inner mass of amoeboid cells, each cell contains single flagellum.

In some freshwa­ter species, the parenchymula larvae possess spicules and choanocytes but in Hexactinellid species, the parenchymula larvae contain both spicules and chamber lined with choanocytes. After a brief swimming period they become attached by their anterior ends and develop into flattend plate-like structure with an ir­regular outline.

Most of the inner amoeboid cells migrate to the outer surface and form the dermal epithelium and mesenchyme. Gradually a cavity is developed and is lined by a layer of porocytes. With the increase of the size of cavity it is bounded by porocytes and flagellated cells. At last the cavity is lined by only flagellated cells, and porocytes change their position and come outside and form the ostia on the wall of sponges.

7. Affinities of Sponges:

Sponges represent the oldest form of metazoa. Fossil sponges were discovered from beds of Europe, Asia and North America, which are more than 600 million years old. The most widely known fossil genus is Archaeocyathus. No one questions the multicellular nature of sponges.

The close similarity with colonial protozoans like Proterospongia, unequivocally speaks about the protozoan affinity of porifera.

The protozoan affinity is attested by the fol­lowing evidences:

(1) Absence of formed tis­sues

(2) The presence of choanocytes

(3) Mode of secretion of skeleton within single cell

(4) Similar nature of nutrition

(5) Existence of totipotency of cell-types and

(6) Lack of cellular integration.

The sponges exhibit close protozoan affinities but the attempts to in­clude sponges under the Phylum Protozoa failed because of the development of germ layers in developing sponges. Solas proposed to place the sponges under a subkingdom, the Parazoa, as an isolated branch of the Metazoa. Recent work have established that the sponges are metazoan of lower grade of organisation.

But their inclusion in the direct line of meta­zoan evolution has been thrown into doubt because they do not possess the following basic organisations of metazoa:

1. At morphological level:

The partici­pating cells must remain arranged in layers and some amount of division of labour should be there. Certain amount of organisations like connective tissues, nervous tissues, are ex­pected to be present even at the simplest form.

2. At physiological level:

In a true metazoa, each function should be carried by a group of cells. The outer layer of cells is primarily responsible for protection and in­ner layer of cells carries on the nutritive func­tions. There must be distinct differentiation of somatic and germinal parts of the body.

3. At embryological level:

A true metazoa will develop from a unicellular zygote and will pass through stages like blastula and gastrula. It is in the gastrula stage three pri­mary germinal layers are differentiated and the blue print of future organisation is laid. Once differentiated, the germinal layers are irreversible in nature.

Unlike other metazoans reversal of germ layer takes place in sponges.

On the contrary, there are certain features in sponges which may be considered as unique to them.

1. Within the sponge body each cell is an autonomous unit, i.e., each cell is in­dependent and self-centred.

2. The osculum in sponge apparently re­sembles the mouth of coelenterates, but developmentally the osculum does not correspond with it.

3. The spongocoel corresponds to the coelenteron of the coelenterates but pores and network of choanocyte-lined canals are not seen in any metazoan group.

4. The mesohyl is poorly defined and contractility is restricted only to the region of the osculum.

5. The ability of amoeboid cells to be­come another cell-type speaks that in the group of sponges determination is not rigid like other metazoans

For this reason, the sponges were consid­ered by L. H. Hyman as a blind lane from the high way of metazoan evolution and thus a new term “Parazoa” was coined to include them in a separate subdivision under the subkingdom Metazoa.

Such inclusion has recently been chal­lenged by O. Tuzet, who after studying sponges for many years has again claimed that porifera has given rise to the true metazoans.

This idea takes following facts into consideration:

1. Choanocyte cells are seen in some echinoderms and therefore, are not the only characteristics of sponges. The flag­ellate cells in the inner lining of the cnidarians also bring a close resem­blance.

2. The processes in gametogenesis, i.e., production of sperm and ovum, are same as in other metazoans.

3. The metazoans affinity obtained greater support from the study of spongin which has chemical and physical resem­blance with the collagen.

4. The development of sponges like Oscarella shows similar processes as in metazoa. The cleavage of zygote results into a blastula stage (coeloblastula) which by invagination becomes gastrula.

5. The constituent cells exhibit less differ­entiation but are involved in several complicated organisations, i.e., forma­tion of gemmules.

6. The unrestricted power of regeneration speaks about the primitiveness of sponges. The comparative study of re­generation has revealed that the power of regeneration decreases with the progress from lower to higher groups of animals. In most of the cases certain ’embryonic’ cells resembling the amoe­boid cells of sponge play important role during regeneration.

Thus sponges are again proposed to be shifted in the high way of metazoan evolu­tion and have been placed in between pro­tozoa and cnidarians as phylum Porifera (Fig. 11.15).

The fact that the sponges evolved from the Protozoa and occupy a position between the Protozoa and Cnidarians is evidenced by the following arguments:

1. The choanocytes are diagnostic to the anatomy of sponges. Identical cells, as already stated, are present in many protozoans, echinoderms, annelids and molluscs.

2. The peculiar event in fertilisation that two synergids direct the sperm towards the egg is found to occur in chaetognatha.

3. The tetra-radial symmetry exhibited by the larvae of calcareous sponges is com­parable with that of the larvae of polychaetes, sipunculids and gastropods.

4. Existence of wide regenerative power in sponges and in many lower metazoans.

5. The developmental dynamics of calcar­eous sponges show close parallelism with that of Volvox. This point strength­ens the idea that the colonial flagellate protozoans hold the key to the evolu­tion of the sponges.

8. Regeneration in Sponges:

Sponges can regenerate their lost parts very rapidly. H. V. Wilson (1907) for the first time demonstrated that a bit of sponge when squeezed through a silken mesh dissociates completely. Such dissociated cells, if kept un­der water, aggregate again and form the sponge body. Such property of sponge has later been seen by several workers in differ­ent marine and freshwater sponges.

The fol­lowing incidences happen during re-aggregation of sponges:

1. At the dissociated stage, amoeboid cells (archaeocyte and amoebocyte) and flagellate cells (choanocytes) show movement (Fig. 11.16).

2. The archaeocytes and amoeboid cells (specially the archaeocytes) start to contact with each other and with other types of cells. This continues for 4-6 hours. At first, small aggregates of 4-8 cells are formed. Gradually small aggregates meet other cells or other similar aggregates and grow in size.

3. Within the aggregate, all the cells lose their identity and become homo­geneous. This phenomenon is called de-differentiation (Fig. 11.17).

4. Gradually the peripheral cells of the newly formed aggregate form pinacocytes. This is followed by the appearance of flagellate cells, forma­tion of spicules and establishment of canals within the aggregate.

5. It has been noted that excepting amoe­boid cells, the other cell-types do not have the ability to be transformed into another type of cell, Thus from dedifferentiated state, pinacocytes, choanocytes and scleroblasts return to their original form. But amoeboid cells may be transformed into any other cell-type. For this reason amoe­boid cells are regarded as totipotent cells.

9. Phylogeny of Sponges:

The sponges appeared during the Pre- Cambrian Period and a large number of fos­sils have been recorded from the Palaeozoic era up to recent. The evolutionary origin of sponges poses some interesting problems for their peculiar features.

The low level of cel­lular differentiation and presence of canal system, cellular totipotency and absence of tissues, basement membrane, body polarity, reproductive organs and functionally inde­pendent cells indicate a primitive stage of metazoan organization.

These characteristic features also suggest that sponges are phylogenetically remote from other metazoans. These features with monociliated flagella of sponges indicate that sponges have evolved directly from a protistan ancestor.

There are several views regarding the origin of sponges. Of which current view is that the sponges have evolved either from a simple, hollow, free-swimming colonial form or from a colonial choanoflagellate of protista. The choanoflagellates bear some features which are compared with the choanoflagellates (collar cells) of sponges.


สรุปมาตรา

Animals included in phylum Porifera are parazoans and do not possess true tissues. These organisms show a simple organization. Sponges have multiple cell types that are geared toward executing various metabolic functions.

Cnidarians have outer and inner tissue layers sandwiching a noncellular mesoglea. Cnidarians possess a well-formed digestive system and carry out extracellular digestion. The cnidocyte is a specialized cell for delivering toxins to prey and predators. Cnidarians have separate sexes. They have a life cycle that involves morphologically distinct forms—medusoid and polypoid—at various stages in their life cycle.


The diagram below represents a flower, the reproductive structure of some plants. Most flowers have both male and female structures for fertilization and reproduction.

Which structure is represented by the letter A in the diagram above?

A. the stamen, a male structure which produces pollen

B. the pistol, a female structure which collects pollen and passes it to the ovary

C. the sepal, a modified leaf used for protection of the flower

D. the petals, decorative structures which attract pollinators


ดูวิดีโอ: Fotosyntes och cellandning NO (สิงหาคม 2022).