Evolução dos Metazoários

Aula 03

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 VolvoxColônia de flagelados numa matriz conectiva – flagelados portanto como ancestrais dos MetazoaEvidência: sptz flagelado comum em MetazoaFilo Coanoflagellida: DNA, mitocôndria, fla-gelo, muito similar a Metazoa (esponjas).

Colônia simples Colônia com indivíduosespecializados para 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

EsponjasLatin porus, poro + fero, possuir

Plínio e Aristóteles: esponjas como plantasLamarck, Linnaeus, Cuvier (1700’s): idem!John Ellis (1765): notou corrente de água; R.E.Grant (1836) classificou esponjas como animais, criou o filo PoriferaSomente cerca 20 spp. (0,2%) água doce Cegueira do Araguaia (2006): causada por sp de

esponja – mais de 300 crianças vitimadas

Filo PORIFERA

Filo PORIFERA (apresentação)

Entre 5-10 mil espécies conhecidas Taxonomia é difícil

Tamanho: desde um grão de arroz até 1 mCores 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.”

Não possuem tecido verdadeiroCélulas são totipotentes Mudam de forma e função com frequência

Sistema Aquífero & CoanócitosEndoesqueleto de espículas (SiO2) e/ou espongina, ou calcáreo (CaCO3)Filtram água constantemente

Filo PORIFERA (caracterização)

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 (ou novo Filo?) Classe SCLEROSPONGIAE (Parafilética) (1985)

Filo PORIFERA (classificação)

ASCONOIDESICONOIDELEUCONOIDE

Arquitetura do Corpo (Bauplan)

EstruturaASCONoide

Filo PORIFERA – Morfologia

Asconoide: 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 ameboides, espículas, etc.

Poros incurrentes (óstios): “perfurações”/ entradas de água delimitadas por células denominadas porócitosÁgua 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

Filo PORIFERA (Asconoide – contin.)

ASCONoide

Leucosolenia spp.Asconoide

Leucosolenia spp.Asconoide

Mesohilo em Porifera

Em esponjas coralinas com espículas que formam esqueleto rochoso de CaCO3

Espongina (proteína semelhante ao colágeno)Espículas Silício ou Calcáreas Megaescleras (grandes – estrutura) Microescleras (mais complexas – firmeza)

Espículas às vezes incluídas na espongina

Rede de espongina Espongina + espículas

Mesohilo (continuação)

Vários tipos de espículas numa mesma espécieEspículas encaixam-se p/ maior eficiênciaContém vários tipos de células ameboides:Arqueócitos: grandes; fagocitose e digestão; são totipotentesColenócitos: 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 CoanoflagellidaOvoides, flagelo voltado para o átrioProduzem corrente de águaTipo Asconoide tem uma limitação: tamanho Átrio não pode ser muito grande, senão corrente

de água gerada pelos coanócitos deixa de ser eficiente

ASCONOIDESICONOIDELEUCONOIDE

Arquitetura do Corpo (Bauplan)

Asconoide Siconoide

canalflagelado

Filo PORIFERA – Siconoide

Siconoide: Parede do corpo dobrada (muito variado); átrio é reduzidoAumenta superfície de contato com a águaCoanócitos tem pouco volume d’água por câmara para bombear – aumenta eficiênciaTamanho agora pode aumentar livrementeSimetria não é mais necessária

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

Filo PORIFERA (Siconoide – contin.)

Grantia spp.Siconoide

Grantia sp.Siconoide

ASCONOIDESICONOIDELEUCONOIDE

Arquitetura do Corpo (Bauplan)

Tipo especializado de SiconoideDobras da parede corporal são múltiplasCanais flagelados tem forma mais bem definida, esférica, e são denominados Câmaras flageladasÁgua em canais sucessivos (excurrentes), até o óstiumCanais excurrentes revestidos p/ pinacócitos

Filo PORIFERA – Leuconoide

LEUCONOIDE

ASCONOIDE SICONOIDE Simples

SICONOIDE Avançado LEUCONOIDE

Câmara flagelada

Microciona prolifera Cerca de 10.000 câmaras flageladas por mm3

Cada uma c/ 20-39 micrômetros e 57 coanócitos

O tipo leuconoide é o que mais ocorre, indicando sua eficiênciaO tipo leuconoide claramente evoluiu (i.e., apareceu na natureza) mais de uma vez

Filo PORIFERA (Leuconoide – contin.)

Microciona prolifera

Poterion sp.

Filo PORIFERA – Fisiologia

Miócitos: se presentes, controlam abertura do óstium – fluxo de água pode até ser cessadoCorrentes podem auxiliar fluxo água no animalEspículas: 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 similaresFagocitam e digerem em vacúolos digestivosAlimentos são repassados p/ outras célulasMetabólitos tóxicos em muitas spp. (defesa) Contudo: 95% fezes tartarugas são espículas!

Filo PORIFERA (Fisiologia – contin.)

Pinacócitos fagocitam particulas grandes (5-10 micrômetros), mas qualquer cél pode fagocitarArqueócitos: reserva de alimentoPopulações de arqueócitos podem sair do mesohilo para fagocitar partículas no lado de fora da pinacodermeSimbiose 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 doistipos de Gêmulas

Gêmula

Gêmulas

Filo PORIFERA (Reprodução – contin.)

Sexual Hermafroditas ou Dióicas. Indivíduos podem

ser macho ou fêmea, permanentemente ou alternadamente

Espermatozoide (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 deesponja

Filo PORIFERA – Outros aspectos

Esponjas são comumente dominantes na fauna bentônica. Vivem de 1-100 anos.Amplo espectro de biotoxinas conhecidasMuitas também produzem aleloquímicosGrande importância farmacológica Pois possuem muitos químicos bioativos

Bioerosão (em corais, ostras, etc) – p/ proteçãoSpongicolla (camarão) em Euplectella

Euplectella sp.

Spongicolla sp.

Euplectella sp.