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21.2: Spugne e Cnidari - Biologia


Il regno degli animali è informalmente diviso in animali invertebrati, quelli senza spina dorsale, e animali vertebrati, quelli con una spina dorsale. Sebbene in generale abbiamo più familiarità con gli animali vertebrati, la stragrande maggioranza delle specie animali, circa il 95 percento, sono invertebrati. Gli invertebrati includono un'enorme diversità di animali, milioni di specie in circa 32 phyla, che possiamo appena iniziare a toccare qui.

Le spugne e gli cnidari rappresentano il più semplice degli animali. Le spugne sembrano rappresentare uno stadio iniziale della multicellularità nel clade animale. Sebbene abbiano cellule specializzate per particolari funzioni, mancano di veri tessuti in cui le cellule specializzate sono organizzate in gruppi funzionali. Le spugne sono simili a quello che potrebbe essere stato l'antenato degli animali: protisti coloniali flagellati. Gli cnidari, o le meduse e i loro parenti, sono il gruppo animale più semplice che mostra veri tessuti, sebbene possiedano solo due strati di tessuto.

Spugne

Gli animali nel sottoregno Parazoa rappresentano gli animali più semplici e comprendono le spugne, o phylum Porifera (Figura 15.2.1). Tutte le spugne sono acquatiche e la maggior parte delle specie sono marine. Le spugne vivono in intimo contatto con l'acqua, che svolge un ruolo nella loro alimentazione, scambio di gas ed escrezione. Gran parte della struttura corporea della spugna è dedicata al movimento dell'acqua attraverso il corpo in modo che possa filtrare il cibo, assorbire l'ossigeno disciolto ed eliminare i rifiuti.

Il corpo delle spugne più semplici assume la forma di un cilindro con una grande cavità centrale, lo spongocele. L'acqua entra nello spongocele da numerosi pori nella parete del corpo. L'acqua fuoriesce attraverso una grande apertura chiamata osculum (Figura 15.2.2). Tuttavia, le spugne mostrano una diversità di forme corporee, che variano nelle dimensioni e nella ramificazione dello spongocele, nel numero di osculi e dove si trovano le cellule che filtrano il cibo dall'acqua.

Le spugne sono costituite da uno strato esterno di cellule appiattite e uno strato interno di cellule chiamate coanociti separati da una sostanza gelatinosa chiamata mesohyl. Il mesohyl contiene cellule ameboidi incorporate che secernono minuscoli aghi chiamati spicole o fibre proteiche che aiutano a conferire alla spugna la sua forza strutturale. Il corpo cellulare del coanocita è incorporato nel mesohyl ma sporge nello spongocele un collare a rete che circonda un singolo flagello. Il battito dei flagelli di tutti i coanociti sposta l'acqua attraverso la spugna. Le particelle di cibo sono intrappolate nel muco prodotto dal collare simile a un setaccio dei coanociti e vengono ingerite dalla fagocitosi. Questo processo è chiamato digestione intracellulare. Gli amebociti assorbono i nutrienti riconfezionati nei vacuoli alimentari dei coanociti e li consegnano ad altre cellule all'interno della spugna.

Processi fisiologici nelle spugne

Nonostante la loro mancanza di complessità, le spugne sono organismi chiaramente di successo, essendo rimasti sulla Terra per più di mezzo miliardo di anni. Mancando di un vero apparato digerente, le spugne dipendono dai processi digestivi intracellulari dei loro coanociti per il loro apporto energetico. Il limite di questo tipo di digestione è che le particelle di cibo devono essere più piccole delle singole cellule. Lo scambio, la circolazione e l'escrezione di gas avvengono per diffusione tra le cellule e l'acqua.

Le spugne si riproducono sia sessualmente che asessualmente. La riproduzione asessuata avviene per frammentazione (in cui un pezzo della spugna si stacca e si sviluppa in un nuovo individuo) o per gemmazione (una conseguenza del genitore che alla fine si stacca). Un tipo di riproduzione asessuata che si trova solo nelle spugne d'acqua dolce avviene attraverso la formazione di gemmule, gruppi di cellule circondate da uno strato esterno duro. Le gemme sopravvivono ad ambienti ostili e possono attaccarsi a un substrato e crescere in una nuova spugna.

Le spugne sono monoiche (o ermafrodite), il che significa che un individuo può produrre sia uova che sperma. Le spugne possono essere sequenzialmente ermafrodite, producendo prima gli ovuli e poi lo sperma. Le uova derivano dagli amebociti e vengono trattenute all'interno dello spongocele, mentre gli spermatozoi derivano dai coanociti e vengono espulsi attraverso l'osculo. Lo sperma trasportato dalle correnti d'acqua feconda le uova di altre spugne. Lo sviluppo larvale precoce avviene all'interno della spugna e le larve che nuotano liberamente vengono quindi rilasciate attraverso l'osculum. Questa è l'unica volta che le spugne mostrano mobilità. Le spugne sono sessili da adulte e trascorrono la loro vita attaccate a un substrato fisso.

CONCETTO IN AZIONE

Guarda questo video che mostra l'alimentazione delle spugne.

Cnidari

Il phylum Cnidaria comprende animali che mostrano simmetria radiale o biradiale e sono diploblastici. Quasi tutti (circa il 99 percento) gli cnidari sono specie marine. Gli cnidari hanno cellule specializzate note come cnidociti ("cellule pungenti") contenenti organelli chiamati nematocisti. Queste cellule sono concentrate intorno alla bocca e ai tentacoli dell'animale e possono immobilizzare la preda con le tossine. Le nematocisti contengono fili arrotolati che possono portare barbe. La parete esterna della cellula ha una proiezione simile a un capello sensibile al tatto. Quando vengono toccate, le cellule attivano i fili arrotolati contenenti tossine che possono penetrare e stordire il predatore o la preda (vedi Figura 15.2.3).

Gli cnidari mostrano due distinti piani corporei: polipo o "gambo" e medusa o "campana" (Figura 15.2.4). Esempi della forma polipo sono specie d'acqua dolce del genere Idra; forse gli animali medusoidi più conosciuti sono le gelatine (meduse). I polipi sono sessili da adulti, con un'unica apertura verso l'apparato digerente (la bocca) rivolta verso l'alto con tentacoli che la circondano. Le meduse sono mobili, con la bocca e i tentacoli che pendono dal corpo a forma di campana. In altri cnidari, esistono sia una forma di polipo che di medusa e il ciclo di vita si alterna tra queste forme.

Processi fisiologici degli Cnidari

Tutti gli cnidari hanno due strati di tessuto. Lo strato esterno è chiamato epidermide, mentre lo strato interno è chiamato gastroderma e riveste la cavità digestiva. Tra questi due strati c'è una mesoglea non vivente, gelatinosa. Esistono tipi cellulari differenziati in ogni strato di tessuto, come le cellule nervose, le cellule che secernono enzimi e le cellule che assorbono i nutrienti, nonché le connessioni intercellulari tra le cellule. Tuttavia, organi e sistemi di organi non sono presenti in questo phylum.

Il sistema nervoso è primitivo, con cellule nervose sparse in tutto il corpo in una rete. La funzione delle cellule nervose è quella di trasportare segnali dalle cellule sensoriali e alle cellule contrattili. Gruppi di cellule nella rete nervosa formano cordoni nervosi che possono essere essenziali per una trasmissione più rapida. Gli cnidari svolgono la digestione extracellulare, con la digestione completata da processi digestivi intracellulari. Il cibo viene portato nella cavità gastrovascolare, gli enzimi vengono secreti nella cavità e le cellule che rivestono la cavità assorbono i prodotti nutritivi del processo digestivo extracellulare. La cavità gastrovascolare ha una sola apertura che funge sia da bocca che da ano (un apparato digerente incompleto). Come le spugne, le cellule Cnidari scambiano ossigeno, anidride carbonica e scorie azotate per diffusione tra le cellule dell'epidermide e del gastroderma con l'acqua.

Diversità cnidari

Il phylum Cnidaria contiene circa 10.000 specie descritte suddivise in quattro classi: Anthozoa, Scyphozoa, Cubozoa e Hydrozoa.

La classe degli Antozoi comprende tutti gli cnidari che esibiscono solo una struttura corporea a polipo sessile; in altre parole, non esiste uno stadio di medusa all'interno del loro ciclo di vita. Gli esempi includono anemoni di mare, penne marine e coralli, con un numero stimato di 6.100 specie descritte. Gli anemoni di mare sono generalmente colorati e possono raggiungere una dimensione da 1,8 a 10 cm di diametro. Questi animali sono generalmente di forma cilindrica e sono attaccati a un substrato. Un'apertura della bocca è circondata da tentacoli che portano cnidociti (Figura 15.2.5).

Gli scifozoi comprendono tutte le gelatine e sono mobili ed esclusivamente marini con circa 200 specie descritte. La medusa è lo stadio dominante nel ciclo di vita, sebbene vi sia anche uno stadio di polipo. Le specie variano da 2 cm di lunghezza alla più grande specie di scifozoo, Cyanea capillata, a 2 m di diametro. Le gelatine mostrano una caratteristica forma del corpo a campana (Figura 15.2.6).

CONCETTO IN AZIONE

Identifica le fasi del ciclo di vita delle gelatine usando questo videogioco di animazione del New England Aquarium.

La classe Cubozoa include gelatine che sono quadrate in sezione trasversale e quindi sono conosciute come "meduse scatola". Queste specie possono raggiungere dimensioni di 15-25 cm. I cubozoi sono anatomicamente simili alle meduse. Una differenza importante tra le due classi è la disposizione dei tentacoli. I cubozoi hanno cuscinetti muscolari chiamati pedalia agli angoli del baldacchino della campana quadrata, con uno o più tentacoli attaccati a ciascun pedalio. In alcuni casi, l'apparato digerente può estendersi fino alla pedalia. I cubozoi esistono tipicamente sotto forma di polipo che si sviluppa da una larva. I polipi possono germogliare per formare più polipi e poi trasformarsi nelle forme medusoidi.

CONCETTO IN AZIONE

Guarda questo video per saperne di più sulle tossine mortali della scatola delle meduse.

Gli idrozoi comprendono quasi 3.500 specie,1 la maggior parte sono marini. La maggior parte delle specie di questa classe ha sia forme di polipo che di medusa nel loro ciclo di vita. Molti idrozoi formano colonie composte da rami di polipi specializzati che condividono una cavità gastrovascolare. Le colonie possono anche fluttuare liberamente e contenere sia individui di medusa che di polipi nella colonia, come nel portoghese Man O'War (Physalia) o Marinaio al vento (Velella). Altre specie sono polipi solitari o meduse solitarie. La caratteristica comune a tutte queste specie è che le loro gonadi derivano dal tessuto epidermico, mentre in tutti gli altri cnidari derivano dal tessuto gastrodermico (Figura 15.2.7ab).

Riepilogo della sezione

Gli animali inclusi nel phylum Porifera sono parazoi e non possiedono veri tessuti. Le spugne hanno più tipi di cellule che sono orientate all'esecuzione di varie funzioni metaboliche.

Gli cnidari hanno strati di tessuto esterno ed interno che racchiudono una mesoglea non cellulare. Gli cnidari possiedono un apparato digerente ben formato e svolgono la digestione extracellulare. Il cnidocita è una cellula specializzata per fornire tossine a prede e predatori. Gli cnidari hanno sessi separati. Hanno un ciclo di vita che coinvolge forme morfologicamente distinte - medusoide e polipoide - in varie fasi del loro ciclo di vita.

Domande di revisione

La grande apertura centrale nel corpo porifero è chiamata _____.

A. emmule
B. picule
C. stia
D. osculum

D

I cnidociti si trovano in _____.

A. phylum Porifera
B. phylum Nemertea
C. phylum Nematoda
D. phylum Cnidaria

D

I cubozoi sono ________.

A. polipi
B. medusoidi
C. polimorfi
D. spugne

B

Risposta gratuita

Descrivi il meccanismo di alimentazione delle spugne e identifica come è diverso dagli altri animali.

Le spugne attirano l'acqua trasportando le particelle di cibo nello spongocele usando il battito dei flagelli nei coanociti. Le particelle di cibo vengono catturate dal collare del coanocita e portate nella cellula per fagocitosi. La digestione della particella di cibo avviene all'interno della cellula. La differenza tra questo e i meccanismi di altri animali è che la digestione avviene all'interno delle cellule piuttosto che all'esterno delle cellule. Significa che l'organismo può nutrirsi solo di particelle più piccole delle cellule stesse.

Confronta le differenze strutturali tra Porifera e Cnidaria.

I poriferi non possiedono veri tessuti, mentre gli cnidari hanno tessuti. A causa di questa differenza, i poriferi non hanno una rete nervosa o cellule muscolari per la locomozione, che hanno gli cnidari.

Glossario

amebocita
una cellula di spugne simile all'ameba le cui funzioni includono la distribuzione di sostanze nutritive ad altre cellule della spugna
gemmazione
una forma di riproduzione asessuata che avviene attraverso la crescita di un nuovo organismo come un ramo su un organismo adulto che si stacca e diventa indipendente; trovato in piante, spugne, cnidari e alcuni altri invertebrati
coanocita
un tipo di cellula unico per le spugne con un flagello circondato da un collare utilizzato per mantenere il flusso d'acqua attraverso la spugna e catturare e digerire le particelle di cibo
Cnidaria
un phylum di animali che sono diploblastici e hanno simmetria radiale e cellule urticanti
cnidocita
una cellula pungente specializzata trovata in Cnidaria
epidermide
lo strato di cellule che riveste la superficie esterna di un animale
digestione extracellulare
una forma di digestione, la scomposizione del cibo, che avviene al di fuori delle cellule con l'aiuto di enzimi rilasciati dalle cellule
frammentazione
una forma di riproduzione asessuata in cui una porzione del corpo di un organismo si rompe e si sviluppa in un organismo vivente indipendente; trovato in piante, spugne e alcuni altri invertebrati
gastroderma
lo strato di cellule che riveste la cavità gastrovascolare degli cnidari
cavità gastrovascolare
la cavità centrale delimitata dal gastroderma negli cnidari
gemmule
una struttura prodotta dalla riproduzione asessuata in spugne d'acqua dolce che è in grado di sopravvivere a condizioni difficili
digestione intracellulare
la digestione della materia portata in una cellula dalla fagocitosi
medusa
un corpo cnidario fluttuante con una bocca sul lato inferiore e tentacoli che pendono da una campana
mesoglea
la matrice gelatinosa non vivente presente tra ectoderma ed endoderma negli cnidari
mesohyl
il gel simile al collagene contenente cellule sospese che svolgono varie funzioni nelle spugne
monoica
avendo entrambi i sessi in un corpo, ermafrodita
nematocisti
l'organello simile a un arpione all'interno di uno cnidocita con un proiettile appuntito e veleno per stordire e impigliare la preda
osculum
la grande apertura in un corpo di spugna attraverso la quale esce l'acqua
polipo
la forma di vita sessile simile a uno stelo di uno cnidari con bocca e tentacoli rivolti verso l'alto, solitamente sessili ma può essere in grado di scivolare lungo una superficie
Porifero
un phylum di animali senza veri tessuti, ma un corpo poroso con un endoscheletro rudimentale
spicola
una breve struttura a nastro o a punta, nelle spugne, sono formati da biossido di silicio, carbonato di calcio o proteine ​​e si trovano nel mesohyl

Anatomia Cnidaria

Anemone e corallo sono modellati con un'estremità attaccata a qualcosa di solido e l'altra estremità con tentacoli uscire in acqua. La forma è generalmente chiamata a polipo modulo. Sì, anche il corallo ha questo aspetto. Quando pensi a un corallo, probabilmente stai pensando a una cosa difficile. Quel duro esoscheletro è ciò che resta del corallo dopo la sua morte. Quando è vivo, centinaia di migliaia di cellule sono vive e aspettano che arrivi il cibo.

Torniamo all'anatomia degli cnidari. Anemone e corallo sono un miglioramento delle spugne. Un grande miglioramento è che hanno un sistema nervoso. Ciò non significa che stiano pensando e pianificando come catturare il cibo. Significa che l'intero organismo può avere una risposta coordinata. Questa risposta significa che se succede qualcosa in una parte dell'anemone, il resto dell'anemone può agire in un certo modo. Forse un pesce viene catturato sul lato sinistro. Il lato destro si sposta quindi per aiutare a trattenere il pesce in modo che non possa scappare. Non stanno ancora pensando. Agiscono in base a uno stimolo.


Polimorfismo: definizione, cause e significato | Cnidari

Il polimorfismo può essere definito come il "fenomeno e la timidezza dell'esistenza di diverse forme fisiologiche e morfologiche rappresentate da un'ampia gamma di variazioni all'interno di una singola specie".

Si può definire in altro modo, poli&timorfismo significa “l'esistenza di individui (zooidi) di una singola specie in più di una forma e funzione.”

Cause del polimorfismo:

Il polimorfismo è dovuto alla divisione del lavoro, alla diversificazione e alla timidezza delle forme e alla specializzazione. Due tipi generali di interazioni, vale a dire, cooperazione e disoperazione sono esibiti dai membri di un'associazione animale.

Nelle forme coloniali, la disoperazione cessa gradualmente e viene sostituita dalla cooperazione. Infine l'intera colonia appare come un singolo individuo, e gli zooidi funzionano collettivamente per l'inter­est della colonia (Barrington 1979).

Unità di base del polimorfismo:

Tutte le forme di zooidi possono essere divise in due forme fondamentali e shytal che possono essere derivate l'una dall'altra.

(A) Forma polipo (L. Polypus = polipo) (Fig. 12.32A):

(i) Forma tubolare sedentaria con un'estremità chiusa.

(ii) Estremità conica libera (estremità preorale) orso­ing ipostoma, bocca e tentacoli.

(iv) Bocca situata sull'ipostoma piombo­ing al celenteron.

(v) Tentacoli allungati non ramificati che circondano la bocca.

(vi) Il polipo può essere racchiuso da un rivestimento trasparente e trasparente, l'idroteca (ad es. Hydra).

(B) Forma Medusoide (Gk. Medousa = colui che governa) (Fig. 12.32B):

(i) A forma di ombrello con embrello convesso e superficie subombrello concava ventrale.

(ii) Superficie sottoombrello con bocca e manubrio.

(iii) Canali radiali e circolari presenti.

(iv) Sono presenti tentacoli marginali.

(vi) È spesso presente un velo.

Polipi e meduse sono considerati strutture omologhe e possono essere teoricamente derivate da un corpo simile a una sacca. Il possesso di manubrio e bocca indica la somiglianza di base (Hyman, 1940).

Queste due forme si alternano nella storia della vita di un tipico cnidaro: la medusa che produce polipo asessualmente e la medusa che produce polipo sessualmente.

Origine del polimorfismo:

Il polimorfismo negli cnidari è praticamente considerato la divisione del lavoro, in cui diversi zooidi svolgono diverse funzioni.

Per quanto riguarda l'origine del polimorfismo negli cnidari, sono state avanzate le seguenti teorie:

I principali sostenitori e timidi della teoria sono Huxley, Metschnikoff ed Eschscholtz. Ritengono che ogni colonia polimorfa sia un individuo e che i polipi o meduse, che nascono da essa, siano gli organi.

I sostenitori di questa teoria sono Vogt, Leuckart, Gegenbaur, Cuhn e Kukenthal. Questa teoria suggerisce che la colonia di cnidari sia costituita da individui indipendenti e separati che rimangono in organica connessione tra loro. Secondo questa visione ogni zooide è un individuo sepa­rate, in cui alcune porzioni possono essere perse o cancellate nel corso del tempo.

Questa teoria è per­warded da Haeckel, Balfour e Sedgwick. La teoria sostiene che il primitivo zo­oid della colonia polimorfa era, con tutte le probabilità, una medusa che produceva altre meduse mediante il processo di gemmazione.

Queste meduse possiedono il potere di locomozione e il potere di riproduzione. In questa prospettiva molti organi della colonia non sono altro che le parti di tali individui medusoidi che hanno successivamente spostato i loro attaccamenti dalla medusa originale.

Questo concetto fa un compromesso tra le due teorie precedentemente descritte. È d'accordo con la seconda teoria nell'affermare la natura coloniale e ammette anche che la ri&riproduzione asessuale e la specializzazione di alcune parti della colonia, come sostenuto nella prima teoria.

IV. Teoria della neotenia (supportata da A. C. Hardy):

Garstang per primo postulò l'idea della ritenzione neotenica dei caratteri larvali e dei membri di Siphonophora dando origine al polimorfismo.

Significato del polimorfismo:

1. Il polimorfismo è intimamente associato alla storia della vita. Il ciclo di vita è semplice nelle forme monomorfe (es. Hydra). Con l'avvento del polimorfismo le facoltà riproduttive si dividono. Il polipo è capace solo di riproduzione asessuata mentre la riproduzione sessuata è confinata ai gonofori. Nasce così l'alternanza della generazione o della metagenesi.

2. Il polimorfismo si occupa anche della divisione del lavoro. Quindi i polipi sono principalmente associati alla funzione di alimentazione, test e timidezza, protezione e anche riproduzione e timidezza asessuata mentre la medusa si occupa della riproduzione sessuale.


Cosa sono gli Cnidari?

Gli Cnidari costruiscono la più grande costruzione della vita conosciuta come barriere coralline. Cnidari (Phylum Cnidaria) includono meduse, anemoni di mare, coralli, idra e gorgonie. Ci sono circa 10.000 specie trovate in questo phylum. Le caratteristiche chiave degli cnidari includono simmetria radiale, acelomato corpo con tessuti, mancanza di organi e il semplice sacco digestivo che si apre attraverso una bocca, che è circondata da tentacoli armati di nematocisti.

Tutti gli cnidari sono carnivori e hanno strutture corporee molto semplici adattate come predatori. La maggior parte di loro vive negli ecosistemi marini e pochissime specie vivono in acqua dolce. Gli cnidari non hanno sistemi riproduttivi, digestivi, circolatori o escretori. Inoltre, hanno una rete nervosa molto primitiva con recettori nervosi, che sono sensibili al tatto, alla gravità e alla luce. L'unica caratteristica unica degli cnidari è la presenza di nematocisti, una cellula specializzata per catturare le loro prede e per difendersi.


18.1 Spugne, cnidari, platelminti e nematodi

Gli invertebrati sono animali senza spina dorsale. Sono gli animali più numerosi sulla Terra. La maggior parte degli invertebrati sono insetti.

Spugne

Le spugne sono invertebrati acquatici che compongono il phylum Porifero. La parolaporifero significa poro-cuscinetto. Il phylum è giustamente chiamato. Come puoi vedere da Figura sotto, una spugna ha un corpo poroso. Ci sono almeno 5.000 specie viventi di spugne. Quasi tutti abitano nell'oceano, vivendo principalmente sulle barriere coralline o sul fondo dell'oceano.

Struttura e funzione delle spugne

Le spugne sono disponibili in una varietà di forme e dimensioni. Ad esempio, possono avere la forma di tubi, ventagli, coni o semplicemente blob. Hanno un diametro compreso tra circa un centimetro (0,4 pollici) e oltre un metro (3,3 piedi). Molte specie vivono in colonie che possono essere piuttosto grandi. Le spugne per adulti sono sessile. Ciò significa che non sono in grado di spostarsi da un luogo all'altro. Le proiezioni simili a radici li ancorano a superfici solide come rocce e scogliere.

Le spugne hanno uno scheletro interno che dà loro supporto e protezione. Uno scheletro interno è chiamato an endoscheletro. Un endoscheletro spugnoso è costituito da aste corte e appuntite chiamate spicole (vedi Figura sotto). Le spicole sono fatte di silice, carbonato di calcio o spongina, una proteina dura. Crescono da cellule specializzate nel corpo della spugna.

Le spugne sono alimentatori di filtri. Pompano acqua nel loro corpo attraverso i loro pori. L'acqua scorre attraverso una grande cavità centrale chiamata spongocele (vedi Figura sopra). Mentre l'acqua scorre, le cellule del collare specializzate filtrano le particelle di cibo come i batteri. Le cellule del colletto hanno minuscoli peli che intrappolano le particelle. Hanno anche un flagello che frusta l'acqua e la mantiene in movimento. Una volta che il cibo è intrappolato, le cellule del colletto lo digeriscono (vedi Figura sotto). Anche le cellule chiamate amebociti aiutano a digerire il cibo. Distribuiscono i nutrienti anche al resto del corpo. Infine, l'acqua rifluisce dal corpo attraverso un'apertura chiamata osculum. Mentre l'acqua scorre attraverso la spugna, l'ossigeno si diffonde dall'acqua alle cellule della spugna. Le cellule espellono anche i rifiuti nell'acqua per la rimozione attraverso l'osculo.

Blue World di Jonathan Bird: Spugne

Riproduzione in spugna

Le spugne si riproducono sia asessualmente che sessualmente. La riproduzione asessuata avviene per gemmazione. Figura sotto mostra il ciclo di vita della spugna quando è coinvolta la riproduzione sessuale. Le spugne adulte producono uova e sperma. In molte specie, gli stessi individui producono entrambi. Tuttavia, non producono uova e sperma contemporaneamente. Di conseguenza, è improbabile che si verifichi l'autofecondazione. Qual è il vantaggio di evitare l'autofecondazione?

Gli spermatozoi vengono rilasciati nell'acqua circostante attraverso l'osculo. Se entrano in una spugna femminile attraverso un poro, possono essere intrappolati dalle cellule del colletto. Gli spermatozoi intrappolati vengono consegnati alle uova all'interno del corpo femminile, dove avviene la fecondazione. Lo zigote risultante si sviluppa in una larva. A differenza dell'adulto, la larva è mobile. È ricoperto di ciglia che lo spingono attraverso l'acqua. Man mano che la larva cresce, diventa più simile a una spugna adulta e perde la capacità di nuotare.

Ecologia delle Spugne

Le spugne che vivono sulle barriere coralline hanno relazioni simbiotiche con altre specie della barriera corallina. Forniscono riparo per alghe, gamberi e granchi. In cambio, ottengono nutrienti dal metabolismo degli organismi che ospitano. Le spugne sono una fonte di cibo per molte specie di pesci. Poiché le spugne sono sessili, non possono fuggire dai predatori. Le loro spicole affilate forniscono una certa difesa. Producono anche tossine che possono avvelenare i predatori che cercano di mangiarli.

BBC: Il meraviglioso mondo delle spugne di mare

Cnidari

Gli Cnidari sono invertebrati come meduse e coralli. Appartengono al phylum Cnidari. Tutti gli cnidari sono acquatici. La maggior parte di loro vive nell'oceano. Gli cnidari sono un po' più complessi delle spugne. Hanno simmetria radiale e tessuti. Ci sono più di 10.000 specie di cnidari. Sono molto diversi, come mostrato in Figura sotto.

Struttura e funzione degli Cnidari

Tutti gli cnidari hanno qualcosa in comune. È una nematocisti, come quella mostrata in Figura sotto. Una nematocisti è un pungiglione lungo, sottile e arrotolato. Ha una punta che può iniettare veleno. Questi minuscoli veleni freccette vengono espulsi da celle speciali. Sono usati per attaccare la preda o difendersi dai predatori.

TED Ed: Come punge una medusa?

Ci sono due piani corporei di base negli cnidari. Sono chiamati il ​​polipo e la medusa. Entrambi sono mostrati in Figura sotto. Il polipo ha un corpo tubolare ed è solitamente sessile. Il medusa (plurale, meduse) ha un corpo a campana ed è tipicamente mobile. Alcune specie di cnidari si alternano tra forme di polipo e medusa. Altre specie esistono solo in una forma o nell'altra.

Il corpo di uno cnidario è costituito da due strati cellulari, ectoderma ed endoderma. Le cellule circondano una cavità digestiva chiamata celenteron (vedi Figura sotto). Gli cnidari hanno un sistema digestivo semplice. L'unica apertura è circondata da tentacoli, che vengono utilizzati per catturare la preda. I tentacoli sono ricoperti da cellule di nematocisti. La digestione avviene nel celenteron. I nutrienti vengono assorbiti e i gas scambiati attraverso le cellule che rivestono questa cavità. Il fluido nel celenteron crea uno scheletro idrostatico. Gli cnidari hanno un semplice sistema nervoso costituito da una rete nervosa in grado di rilevare il tatto. Possono anche avere altre strutture sensoriali. Ad esempio, le meduse hanno strutture sensibili alla luce e alla gravità. Questi sensi danno loro un senso di su contro giù. Li aiuta anche a bilanciare.

Riproduzione Cnidari

Figura di seguito viene mostrato un ciclo di vita generale degli cnidari. I polipi di solito si riproducono asessualmente. Un tipo di riproduzione asessuata nei polipi porta alla formazione di nuove meduse. Le meduse di solito si riproducono sessualmente. La riproduzione sessuale forma uno zigote. Lo zigote si sviluppa in una larva chiamata planula. La planula, a sua volta, si sviluppa in un polipo. Ci sono molte variazioni sul ciclo di vita generale. Ovviamente le specie che esistono solo come polipi o meduse hanno un ciclo vitale senza l'altra forma.

Ecologia degli Cnidari

Gli cnidari possono essere trovati in quasi tutti gli habitat oceanici. Possono vivere in acque poco profonde o profonde, calde o fredde. Alcune specie vivono in acqua dolce. Alcuni cnidari vivono da soli, mentre altri vivono in colonie. I coralli formano grandi colonie in acque tropicali poco profonde. Sono confinati in acque poco profonde perché hanno un rapporto mutualistico con le alghe che vivono al loro interno. Le alghe hanno bisogno della luce solare per la fotosintesi, quindi devono essere relativamente vicine alla superficie dell'acqua. I coralli esistono solo come polipi. Catturano il plancton con i loro tentacoli. Molti secernono un esoscheletro di carbonato di calcio. Nel tempo, questo si accumula fino a diventare una barriera corallina (vedi Figura sotto). Le barriere coralline forniscono cibo e riparo a molti organismi oceanici. Aiutano anche a proteggere le coste dall'erosione assorbendo parte dell'energia delle onde. Le barriere coralline sono oggi a rischio di distruzione.

Novità scoperte: cosa sono le barriere coralline?

A differenza dei coralli, le meduse trascorrono la maggior parte della loro vita come meduse. Vivono praticamente ovunque nell'oceano. Sono tipicamente carnivori. Predano zooplancton, altri invertebrati e uova e larve di pesci.

KQED: Gelatine incredibili

Medusa. Sono creature ultraterrene che brillano nell'oscurità, senza cervello né ossa, alcune lunghe più di 30 metri. E ci sono molti tipi diversi. Le meduse sono membri del phylum Cnidaria che nuotano liberamente. Le meduse si trovano in ogni oceano, dalla superficie al mare profondo. Per saperne di più sulle meduse, vedere http://www.kqed.org/quest/television/amazing-jellies–siphonophores2.

Vermi piatti

I platelminti appartengono al phylum Platelminti. Esempi di platelminti sono mostrati in Figura sotto. Ci sono più di 25.000 specie nel phylum dei platelminti.

Struttura e funzione dei platelminti

I platelminti variano in lunghezza da circa 1 millimetro (0,04 pollici) a più di 20 metri (66 piedi). Hanno un corpo piatto perché non hanno un celoma e nemmeno uno pseudoceloma. Mancano anche di un sistema respiratorio. Invece, le loro cellule scambiano gas per diffusione direttamente con l'ambiente. Il loro sistema digestivo è incompleto.

I platelminti hanno tre strati cellulari embrionali, incluso il mesoderma. Lo strato del mesoderma consente loro di sviluppare sistemi di organi. Ad esempio, hanno sistemi muscolari ed escretori. Il sistema muscolare consente loro di spostarsi da un luogo all'altro su superfici solide. Il sistema escretore permette loro di mantenere un corretto equilibrio di acqua e sali. I platelminti mostrano anche cefalizzazione e simmetria bilaterale.

Riproduzione di vermi piatti

I platelminti si riproducono sessualmente. Nella maggior parte delle specie, gli stessi individui producono sia uova che sperma. Dopo la fecondazione, le uova fecondate escono dal corpo dell'adulto e si schiudono in larve. Ci possono essere diversi stadi larvali. Lo stadio larvale finale si sviluppa nella forma adulta e il ciclo vitale si ripete.

NatGeoWild – Il più strano del mondo’
Nota: questo video cita la terminologia riproduttiva.

Ecologia dei platelminti

Sia i trematodi che la tenia sono parassiti con ospiti vertebrati, compresi gli ospiti umani. Le trematodi vivono nel sistema circolatorio o nel fegato dell'ospite. Le tenie vivono nel sistema digestivo dell'ospite. Di solito, è necessario più di un tipo di ospite per completare il ciclo di vita del parassita. Guarda il ciclo di vita del trematode del fegato in Figura sotto. Da adulto, il trematode ha un ospite vertebrato. Come larva, ha un ospite invertebrato. Se segui il ciclo di vita, puoi vedere come ogni ospite viene infettato in modo che il colpo di fortuna possa continuare il suo ciclo di vita.

Tenie e trematodi hanno ventose e altre strutture per nutrirsi di un ospite. Le tenie hanno anche un anello di ganci sulla testa per attaccarsi all'ospite (vedi Figura sotto). A differenza di altri invertebrati, le tenie mancano di una bocca e di un apparato digerente. Invece, assorbono i nutrienti direttamente dal sistema digestivo dell'ospite con i loro polloni.

Aspetta solo un secondo. Sono l'unico a pensare che la foto sopra sia roba da incubi.

Non tutti i platelminti sono parassiti. Alcuni sono carnivori a vita libera. Mangiano altri piccoli invertebrati e animali in decomposizione. La maggior parte delle specie a vita libera vive in habitat acquatici, ma alcune vivono in terreni umidi.

Nematodi

I nematodi costituiscono il phylum Nematodi. Questo è un phyla animale molto vario. Ha più di 80.000 specie conosciute.

Discovery TV: Monsters Inside Me – Deadly Roundworm

Struttura e funzione dei nematodi

I nematodi variano in lunghezza da meno di 1 millimetro a oltre 7 metri (23 piedi) di lunghezza. Come suggerisce il nome, hanno un corpo rotondo. Questo perché hanno uno pseudoceloma. Questo è un modo in cui differiscono dai platelminti. Un altro modo è il loro sistema digestivo completo. Consente loro di assumere cibo, digerire il cibo ed eliminare i rifiuti allo stesso tempo.

I nematodi hanno una copertura dura della cuticola sulla superficie del loro corpo. Impedisce al loro corpo di espandersi. Ciò consente l'accumulo di pressione del fluido nello pseudoceloma. Di conseguenza, i nematodi hanno uno scheletro idrostatico. Ciò fornisce una controforza per la contrazione dei muscoli che rivestono lo pseudoceloma. Ciò consente ai vermi di muoversi in modo efficiente lungo le superfici solide.

Riproduzione di ascaridi

I nematodi si riproducono sessualmente. Lo sperma e le uova sono prodotte da adulti separati maschi e femmine. La fecondazione avviene all'interno dell'organismo femminile. Le femmine depongono un numero enorme di uova, a volte fino a 100.000 al giorno! Le uova si schiudono in larve, che si sviluppano negli adulti. Quindi il ciclo si ripete.

Ecologia dei nematodi

Roundworms may be free-living or parasitic. Free-living worms are found mainly in freshwater habitats. Some live in soil. They generally feed on bacteria, fungi, protozoans, or decaying organic matter. By breaking down organic matter, they play an important role in the carbon cycle.

Parasitic roundworms may have plant, vertebrate, or invertebrate hosts. Several species have human hosts. For example, hookworms, like the one in Figura below, are human parasites. They infect the human intestine. They are named for the hooks they use to grab onto the host’s tissues. Hookworm larvae enter the host through the skin. They migrate to the intestine, where they mature into adults. Adults lay eggs, which pass out of the host in feces. Then the cycle repeats.

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Tiny pinworms are the most common roundworm parasites of people in the U.S. In some areas, as many as one out of three children are infected. Humans become infected when they ingest the nearly microscopic pinworm eggs. The eggs hatch and develop into adults in the host’s digestive tract. Adults lay eggs that pass out of the host’s body to continue the cycle. Pinworms have a fairly simple life cycle with only one host.

Riepilogo della lezione

  • Sponges are aquatic invertebrates. They make up the phylum Porifera. Sponges have specialized cells and an endoskeleton. They lack tissues and body symmetry. Adult sponges are sessile filter feeders. Sponge larvae have cilia for swimming.
  • Cnidarians include jellyfish and corals. They are aquatic invertebrates. They have tissues and radial symmetry. They also have tentacles with stingers. There are two cnidarian body plans: the polyp and the medusa. They differ in several ways. Many corals secrete an exoskeleton that builds up to become a coral reef.
  • Platyhelminths are flatworms such as tapeworms and flukes. They have a mesoderm cell layer and simple organ systems. They also show cephalization and bilateral symmetry. Many flatworms are parasites with vertebrate hosts. Some are free-living carnivores that live mainly in aquatic habitats.
  • Roundworms make up the phylum Nematoda. They have a pseudocoelom and hydrostatic skeleton. Their body is covered with tough cuticle. Free-living roundworms are found mainly in freshwater habitats. Parasitic roundworms have a variety of hosts, including humans.

Domande sulla revisione della lezione

Richiamare

1. Define sessile. Name an invertebrate with a sessile adult stage.

2. Describe the skeleton of a sponge.

3. Sponges have specialized cells called collar cells. Describe how collar cells are specialized for the functions they serve.

4. What is a nematocyst? Qual è la sua funzione?

5. How do coral reefs form?

6. Describe specialized feeding structures of parasitic platyhelminths.

7. How do free-living nematodes contribute to the carbon cycle?

Applicare i concetti

8. Create a diagram of an adult sponge body plan that shows how sponges obtain food.

9. Apply what you know about pinworms to develop one or more recommendations for preventing pinworm infections in humans.

Pensa in modo critico

10. Compare and contrast cnidarian polyps and medusae.

11. Platyhelminths and nematodes are both worms. Justify classifying them in different invertebrate phyla.

12. Some parasitic flatworms have a very complicated life cycle with more than one host. Infer why this might be adaptive.

Punti da considerare

In this lesson, you read about flatworms and roundworms. In the next lesson, you’ll read about worms called annelids. Mollusks such as snails are also described in the next lesson.


Sponges and Cnidarians - PowerPoint PPT Presentation

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Spugne

· Filter Feeders· Sessile (do not move)
· Reproduce sexually (sperm and eggs)
· Reproduce asexually (regeneration)
· Skeleton composed of spongin (soft) and spicules (hard)

Amebocytes - cells within the sponge that move around supplying nutrients and taking away waste

Choanocytes (collar cells)
· layer of cells with flagella
· the movement of the flagella keeps a water current going in the sponge
· food vacuoles in the collar cells digest plankton and other small organisms (filter feeder)

Oscula - large opening at top of sponge, water exits
Ostia - small openings at the side, water enters


Easy to Understand Cnidarians

In general, polyps are sessile although some species, such as Hydra, can move by alternating contact points on the substrate and performing somersaults. Medusae can move expelling water jets through contracting their bodies.

Some cnidarians alternate between polypoid and medusoid forms during their life cycle.

3. Concerning tissue complexity, how different are cnidarians from poriferans?

Cnidarians have true tissue differentiation, meaning that they present distinct, organized tissues in the body. Poriferans only present some specialized cells, with no tissue differentiation.

4. Which germ layers are present in cnidarians? Which tissues do they produce?

Cnidarians have an ectoderm and endoderm, both of which are germ layers. Animals with only two germ layers are called diploblastic animals.

The ectoderm produces the epidermis and the endoderm produces the covering of the digestive cavity. 

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Cnidarian Physiology

5. Why is the digestive system of these animals considered incomplete?

An incomplete digestive system is one in which the digestive cavity has only one opening.

6. What type of digestion occurs in cnidarians?

Cnidarians have a digestive cavity and carry out extracellular and intracellular digestion. Extracellular digestion takes place within the digestive cavity.

7. What are cnidocytes? What is the name of the organelle inside cnidocytes? What are the biological functions of this structure?

Cnidocytes are specialized cells present in coelenterates. They are found in the epidermis and contain toxic substances that can hurt, paralyze or even kill other animals.

Each cnidocyte has an internal capsule know as a nematocyst, where the urticating substance is stored. When a cnidocyte is excited, it causes the nematocyst to expose a filament containing the toxic chemical.

Cnidocytes and their nematocysts have the biological function of defending the organism from external aggression and helping to capture prey.

8. How is nervous tissue distributed in cnidarians?

Their nervous system is diffuse, meaning that there is no brain or ganglia.

9. What types of reproduction are used in cnidarians?

Cnidarians use asexual and sexual reproduction.

10. What type of asexual reproduction occurs in Hydra?

Hydra reproduce asexually by budding.

Metagenesis in Cnidarians

11. What is metagenesis? What are the other names for this process?

Metagenesis is a type of life cycle in which there are two different forms of the same species, one which is haploid and the other which is diploid. During one of these stages, gametogenesis occurs and fertilized gametes produce the zygote that then develops into the other form. Metagenesis is also known as alternation of generations or as the diplobiontic life cycle. (All plants, for example, go through metagenesis.)

12. In the metagenesis of Aurelia and Obelia, what form produces gametes? What form reproduces asexually?

In the metagenesis of some coelenterates, such as Aurelia and Obelia, alternation between polypoid and medusoid forms take place. Polyps reproduce asexually, producing medusae that then release gametes. The male and female gametes unite under water to form the zygote that then develops into larva and later produces another polyp.

The form that reproduces asexually is the polyp. Polyps produce medusae via budding in Obelia and via strobilation in Aurelia.

13. What is the name of the larva of coral and sea anemones? What is the biological importance of that larval stage?

Sexual reproduction in coral and sea anemones goes through a larval stage. This larva is called planula.

Many marine animals are sessile or practically sessile, including sponges, coral and sea anemones. The mobile larval stage of their life cycle provides better distribution of these species across spaces.

Cnidarian Classes

14. What are the main classes into which this phylum is divided? What are some examples of each and in which form (polyp or medusae) are they found?

Coelenterates are divided into three main classes: hydrozoans, scyphozoans and anthozoans. In hydrozoans, the polyp form predominates. Examples of them are Hydra, Velella and Obelia. In scyphozoans, the main phase is the medusa form and the best known example is the common jellyfish (Aurelia). In anthozoans, only the polypoid form exists. Coral and sea anemones are notable members of this group.

15. What does radial symmetry mean? What type of symmetry is found in chordates? What other phyla of the animal kingdom contain species with radial symmetry?

Radial symmetry means (biologically) that the animal structures are situated in a radial or circular pattern around a center point with the nonexistence of right or left sides. An alternative type of symmetry in which structures are placed equally along the sides of a longitudinal axis is lateral symmetry (the symmetry present in human beings, for example).

Chordates present lateral symmetry.

Besides cnidarians, another animal phylum with species presenting secondary radial symmetry is the phylum Echinodermata. The simplicity of poriferans does not demonstrate any symmetry.

16. What are corals?

Corals are characterized by their polypoid shape, sessility, slow growth and secretion of a solid skeleton made of calcium carbonate. Numerous coral specimens engage in harmonic intraspecific ecological interactions, forming colonies with hundreds, thousands and even millions of organisms. Water-permeated solid structures of these colonies, known as reefs, work as true ecosystems for other living organisms. The biggest known coral colony is the Great Barrier Reef on the northeast coast of Australia. However, there many coral species that live alone and do not form colonies.

A Summary of Cnidarians

17. The typical features of cnidarians. How are they characterized in terms of representative species, basic morphology, type of symmetry, germ layers and coelom, digestive system, respiratory system, circulatory system, excretory system, nervous system and types of reproduction?

Examples of representative species: jellyfish, coral, sea anemones and hydra. Basic morphology: polyp or medusa. Type of symmetry: radial. Germ layers and coelom: diploblastic, acoelomates. Apparato digerente: incompleto. Apparato respiratorio: inesistente. Sistema circolatorio: inesistente. Sistema escretore: inesistente. Nervous system: diffuse. Types of reproduction: asexual and sexual with a larval stage and metagenesis.


21.2: Sponges and Cnidarians - Biology

Ctenophores or sponges are the sister group to all other animals.

Biases hide some complex traits in these animals and make them appear simpler than they are.

These biases supported the misconception that living animals represent grades of complexity.

It is critical to investigate the unique but hidden biology of ctenophores and sponges.

Animal evolution is often presented as a march toward complexity, with different living animal groups each representing grades of organization that arose through the progressive acquisition of complex traits. There are now many reasons to reject this classical hypothesis. Not only is it incompatible with recent phylogenetic analyses, but it is also an artifact of ‘hidden biology’, that is, blind spots to complex traits in non-model species. A new hypothesis of animal evolution, where many complex traits have been repeatedly gained and lost, is emerging. As we discuss here, key details of this new model hinge on a better understanding of the Porifera and Ctenophora, which have each been hypothesized to be sister to all other animals, but are poorly studied and often misrepresented.


Reproduction and Offspring

Different cnidarians reproduce in different ways. Cnidarians can reproduce asexually by budding (another organism grows off the main organism, such as in anemones), or sexually, in which spawning occurs. Male and female organisms release sperm and eggs into the water column, and free-swimming larvae are produced.

Cnidarian life cycles are complex and vary within the classes. The archetypal life cycle of a cnidarian begins as a holoplankton (free-swimming larvae), then develops into a sessile polyp stage, a hollow, cylinder-shaped tube with a mouth at the top surrounded by tentacles. Polyps are attached to the seabed, and, at some point, the polyps bud off into a free-swimming, open-water medusa stage. However, some of the species in the different classes are always polyps as adults such as coral reefs, some are always medusas such as jellyfish. Some (the Ctenophores) always remain holoplanktonic.


Guarda il video: Zoologia - Poriferi e Cnidari (Dicembre 2021).