Evolução dos Metazoários

Aula 03

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Volvox sp.

(microvilosidades)

Proterospongia sp.

Filo Choanoflagellida

Evolução dos Metazoários

• Metazoa: multicelular [Protozoa: uma célula]
• Teoria da Origem Colonial: primeiro metazoário teria estrutura similar a Volvox
• Colônia de flagelados numa matriz conectiva – flagelados portanto como ancestrais dos Metazoa
• Evidência: sptz flagelado comum em Metazoa
• Filo Coanoflagellida: DNA, mitocôndria, fla-gelo, muito similar a Metazoa (esponjas).

Colônia simples

Colônia com indivíduos

especializados (reprodução)

Filo COANOFLAGELLIDA (Protozoa). Proterospongia:

Exemplo de unicelular colonial com células especializadas.

Tecido conectivo (conjuntivo)

• “Tecido” conectivo (conjuntivo)
• Células separadas, às vezes amplamente
• Matriz extracelular nos espaços entre as céls.
• Matriz = água + fibra proteica (colágeno)
• Função de sustentação (esquelética) qdo com muito colágeno, ou tb com espículas
• Tecido epitelial
• Tecido propriamente dito; células tocam-se

Filo PORIFERA

Esponjas

Latin porus, poro + ferre, possuir

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Filo PORIFERA

• Plínio e Aristóteles: esponjas como plantas
• Lamarck, Linnaeus, Cuvier (1700’s): idem!
• John Ellis (1765): notou corrente de água; R.E.Grant (1836) classificou esponjas como animais, criou o filo Porifera
• Cerca de 10 mil spp. conhecidas
• Somente cerca 20 spp. (0,2%) água doce
• Cegueira do Araguaia: causada por sp de esponja

Filo PORIFERA (apresentação)

• Entre 5-10 mil espécies conhecidas
• Taxonomia é difícil
• Tamanho: desde um grão de arroz ate 1 m
• Cores vivas e muito variadas
• Função das cores é incerta
• Quase todas as spp. são sésseis/bentônicas

Esponjas – uso por humanos

• “For centuries sponges have been used by humans. The ancient Greeks and Romans used sponges to pad war helmets and suits of armor. They also used them for bathing and as paintbrushes, mops, and drinking glasses. Early surgeons used soft sponges in their work. People in the Middle Ages burned sponges and used the ashes in folk medicines. In prehistoric times sponges were so abundant in some areas that their skeletal remains formed enormous deposits of flint. Arrowheads and other implements that primitive peoples made from this flint have been found.”

Filo PORIFERA (caracterização)

• Não possuem tecido verdadeiro
• Células são totipotentes
• Mudam de forma e função com frequência
• Sistema Aquífero & Coanócitos
• Endoesqueleto de espículas (SiO2) e/ou espongina, ou calcáreo (CaCO3)
• Filtram água constantemente

Filo PORIFERA (classificação)

• Classificação historicamente baseada nos tipos de espículas (endoesqueleto)
• Outros caracteres cada vez mais usados
• Embriológicos, bioquímicos, citológicos, etc.
• Quatro classes aceitas até recentemente:
• Classe CALCAREA (esponjas coralineas)
• Classe DEMOSPONGIAE (90% das spp.)
• Classe HEXACTINELLIDA (novo Filo?)
• Classe SCLEROSPONGIAE (Parafilética) (1985)

ASCONOIDE�SICONOIDE�LEUCONOIDE

Arquitetura do Corpo (Bauplan)

Filo PORIFERA – Morfologia

• Asconóide: arquitetura geral mais simples em esponjas.
• Poucas espécies atuais
• Pinacoderme: camada externa (pinacócitos)
• Coanoderme: camada interna (coanócitos)
• Mesohilo: espessa matriz gelatinosa entre as duas; tem células amebóides, espículas, etc.

Filo PORIFERA (Asconóide – contin.)

• Poros incurrentes (óstios): “perfurações”/ entradas de água delimitadas por células denominadas porócitos
• Água passa pelos óstios via corrente produzida pelo batimento flagelar dos coanócitos
• Leucandra, de 10 cm: 22,5 litros água por dia
• Átrio: é o vão central [=Espongiocele]
• Ósculo: abertura apical para saída de água

Estrutura

ASCONÓIDE

ASCONÓIDE

Leucosolenia spp.

Asconóide

Leucosolenia spp.

Asconóide

Mesohilo em Porifera

• Em esponjas coralinas → com espículas que formam esqueleto rochoso de calcáreo
• Espongina (proteína semelhante ao colágeno)
• Espículas
• Silício ou Calcáreas
• Megaescleras (grandes; p/ estrutura)
• Microescleras (mais complexas; p/ firmeza)
• Espículas às vezes incluídas na espongina

Rede de espongina Espongina + espículas

Mesohilo (continuação)

• Vários tipos de espículas numa mesma espécie
• Espículas encaixam-se p/ maior eficiência
• Contém vários tipos de células amebóides:
• Arqueócitos: grandes; fagocitose e digestão; são totipotentes
• Colenócitos: Secretam colágeno (tecido conectivo)
• Esclerócitos: Secretam espículas
• Mais de uma célula pode estar envolvida na produção de uma única espícula

Esclerócitos em ação

Coanoderme

• Coanócitos: muito similares aos → Protozoa do Filo Coanoflagellida
• Ovóides, flagelo voltado para o átrio
• Produzem corrente de água
• Tipo Asconóide tem uma limitação: tamanho
• Átrio não pode ser muito grande, senão corrente de água gerada pelos coanócitos deixa de ser eficiente

ASCONOIDE�SICONOIDE�LEUCONOIDE

Arquitetura do Corpo (‘Bauplan’)

Filo PORIFERA – Siconóide

• Siconóide: Parede do corpo dobrada (muito variado); átrio é reduzido
• Aumenta superfície de contato com a água
• Coanócitos tem pouco volume d’água por célula para bombear – aumenta eficiência
• Tamanho agora pode aumentar livremente
• Simetria não é mais necessária

Asconóide

Siconóide

Filo PORIFERA (Siconóide – contin.)

• Aberturas externas agora são denominadas Canais incurrentes
• Em cada lóbulo, internamente, há um espaço para a água equivalente ao átrio. São os Canais flagelados

Grantia spp.

Siconóide

Grantia sp.

Siconóide

ASCONOIDE�SICONOIDE�LEUCONOIDE

Arquitetura do Corpo (‘Bauplan’)

Filo PORIFERA – Leuconóide

• Tipo especializado de Siconóide
• Dobras da parede corporal são múltiplas
• Canais flagelados tem forma mais bem definida, esférica, e são denominados Câmaras flageladas
• Água em canais sucessivos (excurrentes), até o óstium
• Canais excurrentes revestidos p/ pinacócitos

LEUCONÓIDE

ASCONÓIDE SICONÓIDE Simples

SICONÓIDE Avançado LEUCONÓIDE

Câmara flagelada

Filo PORIFERA (Leuconóide – contin.)

• Microciona prolifera
• Cerca de 10.000 câmaras flageladas por mm³
• Cada uma c/ 20-39 micrômetros e 57 coanócitos
• O tipo leuconóide é o que mais ocorre, indicando sua eficiência
• O tipo leuconóide claramente evoluiu (i.e., apareceu na natureza) mais de uma vez

Microciona prolifera

Poterion sp.

Filo PORIFERA – Fisiologia

• Miócitos: se presentes, controlam abertura do óstium – fluxo de água pode até ser cessado
• Correntes podem auxiliar fluxo água no animal
• Espículas: evitam deformação permanente, e.g., por causa da corrente d’água (haveria “deformação pelo uso” com esqueletos orgânicos)
• Ritmos diurno, noturno, ou outros, são comuns

Filo PORIFERA (Fisiologia – contin.)

• Coanócitos aprisionam o alimento no colarinho – 80% material submicroscópico; 20% bactérias, dinoflagelados e similares
• Fagocitam e digerem em vacúolos digestivos
• Alimentos são repassados p/ outras células
• Metabólitos tóxicos em muitas spp. (defesa)
• Contudo: 95% fezes tartarugas são espículas!

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Filo PORIFERA (Fisiologia – contin.)

• Pinacócitos fagocitam particulas grandes (5-10 micrômetros), mas qualquer cél pode fagocitar
• Arqueócitos: reserva de alimento
• Populações de arqueócitos podem sair do mesohilo para fagocitar partículas no lado de fora da pinacoderme
• Simbiose com fotossintéticos é frequente (até 33% da massa corporal da esponja)
• Ex.: com dinoflagelados, cianobactéria, etc.

Filo PORIFERA – Reprodução

• Assexual
• Fragmentos regeneram-se
• Mesmo se esponja for “espremida” através de uma malha de seda
• Céls reagregam-se em várias novas esponjas
• Gêmulas – altamente resistentes; liberadas no início do inverno, quando a esponja-mãe desintegra-se

Gêmula

Exemplo de dois

tipos de Gêmulas

Gêmula

Gêmulas

Filo PORIFERA (Reprodução – contin.)

• Sexual
• Hermafroditas ou Dióicas. Indivíduos podem ser macho ou fêmea, permanentemente ou alternadamente
• Espermatozóide (origina-se de coanócitos)
• Óvulos (de coanócitos ou arqueócitos)
• Estocados no mesohilo
• Esperma é ejetado fortemente via ósculum
• Entra em outras esponjas via sistema aquífero
• Sptz conduzidos aos oócitos via coanócitos

Larva de

esponja

Filo PORIFERA – Outros aspectos

• Esponjas são comumente dominantes na fauna bentônica. Vivem de 1-100 anos.
• Amplo espectro de biotoxinas conhecidas
• Muitas também produzem aleloquímicos
• Grande importância farmacológica
• Pois possuem muito químicos bioativos
• Bioerosão (em corais, ostras, etc) – p/ proteção
• Spongicolla (camarão) em Euplectella

Euplectella sp.

Spongicolla sp.

Euplectella sp.