Spugne: Caratteri, Classificazione e Tipi | Zoologia

In questo articolo parleremo delle Spugne:- 1. Storia delle Spugne 2. Definizione delle spugne 3. Origine 4. Caratteri generali 5. Classificazione 6. Organizzazione generale 7. Sistema dei canali 8. Scheletro 9. Riproduzione 10. Sviluppo 11. Natura animale 12. Affinità 13. Importanza economica.

Contenuti:

1. Storia delle spugne
2. Definizione delle spugne
3. Origine delle spugne
4. Caratteri generali delle spugne
5. Classificazione delle spugne
6. Organizzazione generale delle spugne
7. Sistema dei canali nelle Spugne
8. Scheletro nelle spugne
9. Riproduzione nelle spugne
10. Sviluppo delle spugne
11. Natura animale delle spugne
12. Affinità delle spugne
13. Importanza economica delle spugne

Storia delle spugne:

Il nome Porifera (L., porus = poro; ferro = portare) viene da (1836). La natura delle spugne fu dibattuta fino al XIX secolo, anche se la prova della loro natura animale fu data nel 1765 da chi vide le correnti d’acqua e i movimenti dell’oscula. Di conseguenza Linneo, Lamarck e classificarono le spugne come zoofite o polipi e le considerarono alleate dei celenterati antozoi.

Anche se (1816) separò le spugne in un gruppo Spongiaria alleato dei Protozoi. La morfologia e la fisiologia delle spugne furono comprese adeguatamente da chi creò nel 1836 il nome Porifera per il gruppo con cui è ora generalmente conosciuto, iuxle (1875) e Sollas (1884) proposero la completa separazione delle spugne dagli altri Metazoi sulla base di molte peculiarità.

Le spugne sono ora riconosciute come costituenti un ramo separato e isolato dei Metazoi chiamato Parazoa, da Sollas.

I Porifera comprendono le spugne che sono gli animali multicellulari più primitivi, sono animali sessili, simili a piante, sono fissati a qualche roccia solida sommersa o conchiglia e sono incapaci di qualsiasi movimento. I Porifera sono esclusivamente marini ad eccezione di una sola famiglia di specie d’acqua dolce.

La loro forma può essere cilindrica, ramificata, a vaso o globosa, alcune sono di colore opaco ma la maggior parte sono di colore brillante, hanno colore rosso, arancione, viola, verde o giallo. Il corpo è perforato da pori e canali ma non ci sono organi, come la bocca o il sistema nervoso. Anche se le spugne sono animali multicellulari, le loro cellule non formano tessuti organizzati. Di solito hanno un endoscheletro di spicole separate.

La digestione avviene all’interno delle cellule. A causa del loro endoscheletro e dei loro odiosi fermenti non sono generalmente mangiate dagli animali. Le spugne sono coltivate per scopi commerciali.

Circa 10.000 specie di spugne sono conosciute attualmente, e il phylum è diviso in tre classi, cioè, Calcarea o Calcispongiae, Hexactinellida o Hyalospongiae, e Demospongiae e circa dodici ordini principalmente sul tipo di scheletro.

Definizione delle spugne:

I Porifera possono essere definiti come “organismi multicellulari asimmetrici o radialmente simmetrici con grado di organizzazione cellulare senza tessuti e organi ben definiti; esclusivamente acquatici; animali per lo più marini, sedentari, solitari o coloniali con corpo perforato da pori, canali e camere attraverso cui scorre l’acqua; con una o più cavità interne rivestite da choanocytes; e con scheletro caratteristico fatto di spicole calcaree, spicole silicee o fibre cornee di spongina”.

Origine delle spugne:

C’è una grande controversia sull’origine dei Porifera. Tuttavia, sembrano più vicini ai Protozoi anche se differiscono da loro per essere multicellulari. I Porifera hanno probabilmente avuto origine da protozoi flagellati come Proterospongia, un flagellato coloniale. La colonia di Proterospongia ha cellule collate e flagellate incorporate in una matrice gelatinosa con cellule ameboidi.

Queste cellule sono i choanociti e gli amebociti delle spugne. Anche allora, l’origine delle spugne è ritenuta incerta. Conclusivamente si può dire che le spugne si sono separate dalla linea evolutiva dei metazoi in uno stadio molto precoce e, pertanto, occupano uno status separato.

Caratteri generali delle spugne:

1. I Porifera sono tutti acquatici, per lo più marini tranne una famiglia Spongillidae che vive in acqua dolce.

2. Sono sessili e sedentarie e crescono come le piante.

3. La forma del corpo è a vaso o a cilindro, asimmetrica o radialmente simmetrica.

4. La superficie del corpo è perforata da numerosi pori, gli ostia, attraverso i quali l’acqua entra nel corpo e una o più grandi aperture, gli osculi, attraverso i quali l’acqua esce.

5. Corpo multicellulare costituito da ectoderma esterno ed endoderma interno con uno strato intermedio di mesenchima, quindi animali diploblastici.

6. Lo spazio interno del corpo è cavo o permeato da numerosi canali rivestiti di choanociti. Lo spazio interno del corpo della spugna è chiamato spongocoel.

7. Scheletro caratteristico costituito da sottili fibre flessibili di spugna, spicole silicee o spicole calcaree.

8. Bocca assente, digestione intracellulare; organi escretori e respiratori assenti.

9. Le cellule nervose e sensoriali non sono probabilmente differenziate.

10. Le spugne sono monoiche; riproduzione sia con metodi asessuali che sessuali.

11. La riproduzione asessuata avviene tramite gemme e gemme.

12. Le spugne possiedono un alto potere di rigenerazione.

13. La riproduzione sessuale avviene tramite ovuli e spermatozoi; la fecondazione è interna, ma la fecondazione incrociata avviene di regola.

14. Cleavage oloblastico, sviluppo indiretto attraverso una larva ciliata a nuoto libero chiamata anfiblastula o parenchima.

15. L’organizzazione delle spugne è stata raggruppata in tre tipi principali, cioè, tipo ascon, tipo sycon e tipo leuconoide a causa della semplicità in alcune forme e della complessità in altre.

Classificazione delle spugne:

La classificazione dei Porifera si basa principalmente sui tipi di scheletro che si trovano in essi. Questo phylum è stato classificato variamente, ma la classificazione suggerita da Hyman (1940) e Burton (1967) è di notevole importanza. Tuttavia, la classificazione dei Porifera qui seguita è basata su Storer e Usinger (1971) che sembra essere una forma modificata della classificazione di Hyman.

Classe I. Calcarea (L., Calx = Calce) o Calcispongiae:

(L., calx = calce,Gr., spongos = spugna):

1. Hanno uno scheletro di spicole calcaree separate che sono monaxon o tetraxon; le spicole tetraxon perdono un raggio per diventare triadiate.

2. Sono solitari o coloniali; forma del corpo a vaso o cilindrica.

3. Possono avere struttura asconoide, siconoide o leuconoide.

4. Sono spugne di colore opaco di dimensioni inferiori a 15 cm.

5. Si trovano in acque poco profonde in tutti gli oceani.

Ordine 1. Homocoela:

1. Spugne asconoidi con corpo cilindrico radialmente simmetrico.

2. La parete del corpo è sottile e non ripiegata, lo spongocoel è rivestito da choanociti.

Esempi:

Leucosolenia, Clathrina.

Ordine 2. Eterocoela:

1. Spugne siconoidi o leuconoidi con corpo a forma di vaso.

2. La parete del corpo è spessa e ripiegata, i choanociti rivestono solo i canali radiali.

3. La spugna è rivestita da cellule endodermiche appiattite.

Esempi:

Sycon o Scypha, Grantia.

Classe. II. Hexactinellida o Hyalospongiae:

(Gr., hyalos = vetroso; spongos = spugna):

1. Sono chiamate spugne di vetro; lo scheletro è di spicole silicee che sono triaxon con sei raggi. In alcune le spicole sono fuse a formare uno scheletro reticolare.

2. Non c’è epitelio epidermico.

3. I choanociti rivestono camere a forma di dito.

4. Sono cilindrici o imbutiformi e si trovano nei mari tropicali profondi, crescono fino a un metro.

Ordine 1. Hexasterophora:

1. Le spicole sono esastre, cioè a forma di stella.

2. I canali radiali o camere flagellate sono semplici.

3. Non sono attaccati da ciuffi radicali ma comunemente attaccati ad un oggetto duro.

Esempi:

Euplectella, Farnera.

Ordine 2. Amphidiscophora:

1. Le spicole sono anfidiscie. Nessun esagono.

2. Sono attaccati al substrato da ciuffi di radici.

Esempi:

Hyalonema, Pheronema.

Classe III. Demospongiae (Gr., dermos = cornice; spongos = spugna):

1. Contiene il maggior numero di specie di spugne. Di grandi dimensioni, solitarie o coloniali.

2. Lo scheletro può essere di fibre di spugna o di fibre di spugna con spicole silicee o può non esserci scheletro.

3. Le spicole non sono mai a sei raggi, sono monaxon o tetraxon e si differenziano in grandi megasclere e piccole microsclere.

4. La forma del corpo è irregolare e il sistema di canali è di tipo leuconico.

5. Generalmente marino, poche forme d’acqua dolce.

Sottoclasse I. Tetractinellida:

1. Le spugne sono per lo più solide e semplici arrotondate a forma di cuscino appiattito di solito senza rami.

2. Scheletro composto principalmente da spicole silicee tetraxon ma assente nell’ordine Myxospongida.

3. Sistema di canali di tipo leuconoide. Forma d’acqua bassa.

Ordine 1. Myxospongida:

1. Struttura semplice.

2. Scheletro assente.

Esempi:

Oscarella, Halisarca.

Ordine 2. Carnosa:

1. Struttura semplice.

2. Le spicole non sono differenziate in megasclere e microsclere.

3. Possono essere presenti astri.

Esempio:

Plakina.

Ordine 3. Choristida:

1. Le spicole sono differenziate in megasclere e microsclere.

Esempi:

Geodia, Thenea.

Sottoclasse II. Monaxonida:

1. I Monaxonidi si presentano in una varietà di forme dalla massa arrotondata al tipo ramificato o allungato o peduncolato con imbuto o a forma di ventaglio.

2. Lo scheletro consiste di spicole monaxon con o senza spongina.

3. Le spicole si distinguono in megasclere e microsclere.

4. Si trovano in abbondanza in tutto il mondo.

5. Forme di acqua bassa e profonda.

Ordine 1. Hadromerida:

1. Monaxon megascleres in forma di tylostyle.

2. Microsclere se presenti sotto forma di astri.

3. Fibre di spugna assenti.

Esempi:

Cliona, Tethya.

Ordine 2. Halichondrida:

1. I megascleri monaconi sono spesso di due tipi, cioè, monattini e diattini.

2. I microscleri sono assenti. Fibre di spugna presenti ma scarse.

Esempio:

Halichondria.

Ordine 3. Poecilosclerida:

1. I megascleri monacali sono di due tipi, un tipo nell’ectoderma e un altro tipo nello strato choanocyte.

2. I microscleri sono tipicamente chelas, sigma e toxas.

Esempio:

Cladorhiza.

Ordine 4. Haplosclerida:

1. I megascleri monacali sono di un solo tipo, cioè diattili.

2. I microscleri sono assenti.

3. Le fibre spugnose sono generalmente presenti.

Esempi:

Calina, Pachychalina, Spongilla

Sottoclasse III. Keratosa:

1. Il corpo è arrotondato e massiccio con una serie di osculi cospicui.

2. Scheletro composto solo da una rete di fibre di spugna.

3. Le spicole silicee sono assenti.

4. Sono anche conosciute come spugne cornee che si trovano in acque basse e calde delle regioni tropicali e subtropicali.

Esempi:

Euspongia, Hippospongia.

Organizzazione generale delle spugne:

L’organizzazione generale delle spugne varia considerevolmente. Le spugne sono cilindriche come Leucosolenia, a forma di vaso come Scypha e Grantia, ad albero (es. Microciona), a dito (es. Haliclona), a foglia (es. Phyllospongia), a cuscino come Euspongia, a corda (es. Hyalonema), a scodella come Pheronema, ecc. Alcune spugne sono solitarie, mentre altre sono coloniali.

Le spugne sono per lo più forme attaccate; si trovano attaccate a pietre, conchiglie, bastoni, alghe, ecc; alcune sono spugne noiose come Cliona. Di solito, il corpo della spugna è asimmetrico, ma poche forme mostrano una simmetria radiale. Le dimensioni variano da pochi mm a massicce con 1 o 2 metri di diametro.

Anche la colorazione del corpo delle spugne varia notevolmente; sono per lo più bianche o grigie, ma sono segnalate anche specie di colore giallo, marrone, viola, arancione, rosso e verde. Il colore verde della spugna è solitamente dovuto alla presenza di un’alga simbiotica, la clorella dello zoo, al loro interno.

Sistema dei canali nelle spugne:

Tutte le cavità del corpo attraversate dalle correnti d’acqua, che nutrono la spugna dal momento in cui entra dai pori fino a quando esce dall’osculo, sono collettivamente chiamate sistema dei canali. In Olynthus, il sistema di canali è visto nel suo tipo più semplice.

In altre forme può raggiungere un alto grado di complessità, ma la sua evoluzione generale può comunque essere ridotta a un semplice processo di crescita da parte dell’Olynthus primitivo che porta al ripiegamento delle pareti ed è accompagnato da una restrizione delle cellule a colletto (choanocyte) a certe regioni.

Nel processo graduale e continuo di differenziazione, si possono distinguere tre tipi distinti di organizzazione che collegati da numerose transizioni possono ancora essere considerati come tre stili di architettura, per così dire sotto i quali tutte le forme esistenti possono essere classificate. Ci sono di solito tre tipi di sistema di canali incontrati all’interno delle spugne, cioè il tipo asconoide, il tipo siconoide e il tipo leuconoide.

(i) Tipo asconoide:

Il sistema canalare di tipo asconoide è il più semplice di tutti i tipi. In questo c’è un corpo a forma di vaso radialmente simmetrico costituito da una parete sottile che racchiude una grande cavità centrale la spongocella che si apre alla sommità dall’osculum ristretto.

La parete è composta da un epitelio esterno e uno interno con un mesenchima in mezzo. L’epitelio esterno o dermico, qui chiamato epidermide, consiste in un singolo strato di cellule piatte. L’epitelio interno, che riveste lo spongocoel, è composto da choanociti. Il mesenchima contiene spicole scheletriche e diversi tipi di amebociti, tutti incorporati in una matrice gelatinosa.

La parete della spugna asconoide è perforata da numerose aperture microscopiche chiamate pori o ostia incorrenti che si estendono dalla superficie esterna allo spongocel. Ogni poro è intracellulare, cioè è un canale attraverso una cellula tubolare chiamata porocita.

La corrente d’acqua spinta dai flagelli dei choanociti passa attraverso i pori incorrenti nella spongola ed esce attraverso l’osculum (acqua dall’esterno → pori incorrenti → spongola → osculum → acqua fuori) fornendo nel suo passaggio cibo e ossigeno e portando via i rifiuti metabolici. Il sistema di canali di tipo asconoide si trova solo in poche spugne, per esempio Olynthus, Leucosolenia.

Secondo Hyman, le caratteristiche importanti della struttura asconoide sono la parete semplice e l’epitelio di rivestimento continuo completo di choanociti, interrotto solo dalle estremità interne dei porociti. Il tipo di spugna asconoide assomiglia superficialmente a una tipica gastrula.

2. Tipo siconoide:

Il tipo siconoide di sistema canalare è il primo stadio sopra il tipo asconoide. È formato dalla spinta verso l’esterno della parete di una spugna asconoide a intervalli regolari in proiezioni simili a dita, chiamate canali radiali.

All’inizio questi canali radiali sono proiezioni libere e l’acqua esterna circonda tutta la loro lunghezza, perché non ci sono canali incisivi definiti. Ma nella maggior parte delle spugne siconoidi, le pareti dei canali radiali si fondono in modo tale da lasciare tra loro degli spazi tubolari, i canali incorrenti, che si aprono all’esterno tra le estremità esterne cieche dei canali radiali attraverso delle aperture chiamate ostia dermici o pori dermici.

Siccome questi canali incorrenti rappresentano la superficie esterna originale della spugna asconoide, sono necessariamente rivestiti da epidermide. I canali radiali, essendo gli sbocchi della spugna originaria, sono necessariamente rivestiti da choanociti e sono, quindi, meglio chiamati canali flagellati.

L’interno della spugna siconoide è cavo e forma un grande spongocoel che è rivestito da un epitelio piatto derivato dall’epidermide. Le aperture dei canali radiali nello spongocoel sono chiamate ostia interni. Le spugne siconoidi conservano la forma a vaso radiale delle asconoidi e lo spongocoel si apre verso l’esterno tramite il singolo osculum terminale.

La parete tra i canali incorrenti e quelli radiali, è perforata da numerosi pori minuti chiamati prosopili. La corrente d’acqua nelle spugne siconoidi prende il seguente percorso pori dermici → canali incorrenti → prosopili → canali radiali → ostia interna (apopili) → spongocoeL → osculum → fuori.

Le spugne siconoidi differiscono dal tipo asconoide per due particolari importanti:

(i) Nelle spesse pareti ripiegate che contengono un’alternanza di canali incorrenti e radiali e

(ii) Nella rottura dello strato choanocitario, che non riveste più tutto l’interno ma è limitato ad alcune camere definite (canali radiali).

La struttura siconoide si presenta in due fasi principali. Il primo tipo è illustrato in alcune spugne calcaree eterocellulari, specialmente i membri del genere Sycon. Nel secondo stadio, l’epidermide e il mesenchima si estendono sulla superficie esterna formando una corteccia sottile o spessa che spesso contiene speciali spicole corticali. L’epidermide viene perforata da pori più definiti che sfociano in canali incistati ristretti.

3. Tipo leuconoide:

Come risultato di un ulteriore processo di ripiegamento dello strato choanocyte e dell’ispessimento della parete del corpo, si sviluppa un sistema di canali di tipo leuconoide. Lo strato choanocyte del canale radiale dello stadio siconoide si sfalda in molte piccole camere, e queste possono ripetere il processo, così che gruppi di piccole camere flagellate arrotondate o ovali sostituiscono le camere allungate dello stadio siconoide.

I choanociti sono limitati a queste camere. Il mesenchima riempie gli spazi intorno alle camere flagellate. Lo spongocoel è solitamente obliterato e l’intera spugna diventa irregolare nella struttura e indefinita nella forma. L’interno della spugna diventa permeato da molti canali incorrenti ed ex-correnti che si uniscono per formare canali e spazi ex-correnti più grandi che portano all’oscula.

La superficie è coperta da epitelio epidermico ed è perforata da molti pori dermici (ostia) e osculi.

I pori dermici portano a canali incorrenti che si ramificano irregolarmente attraverso il mesenchima. I canali incorrenti conducono alle piccole camere flagellate arrotondate attraverso l’apertura di prosopili. Le camere flagellate si aprono tramite aperture chiamate apopili in canali ex-correnti, e questi si uniscono per formare tubi sempre più grandi, di cui i più grandi portano all’oscula.

Le caratteristiche principali del sistema canalare di tipo leuconoide sono la limitazione dei choanociti a piccole camere, il grande sviluppo del mesenchima, e la complessità dei canali incorrenti ed eccorrenti.

Il corso della corrente d’acqua è ostia dermica → canali incorrenti → prosodo (se presente) → prosopili → camere flagellate → apopili → afodo (se presente) → canali eccorrenti → canali più grandi → oscula → fuori. Il sistema canalare di tipo leuconoide è molto efficiente e la maggior parte delle spugne sono costruite sul piano leuconoide e raggiungono dimensioni notevoli.

Sono sempre irregolari nella struttura ma il flusso della corrente dell’acqua è abbastanza rapido ed efficiente. Il sistema di canali di tipo leuconoide esibisce numerose variazioni ma presenta tre stadi di evoluzione, vale a dire, euripilo, afodale e diplodale.

(a) Euripilo:

Nel sistema canalare di tipo euripilo leuconoide, le camere flagellate sono larghe e a forma di ditale, ognuna delle quali si apre direttamente nel canale escretore tramite un’ampia apertura chiamata apopyle e ricevono l’apporto di acqua direttamente dal canale incorrente attraverso il prosopyle.

La corrente d’acqua prende il seguente percorso → pori dermici o ostia → spazi subdermici → canali incorrenti → prosopili → camere flagellate → apopili -> canali eccorrenti spongocoel → oscula → out. Questo tipo di sistema di canali si trova in Leucilla.

(b) Afodale:

Nel sistema di canali di tipo afodale leuconoide, le camere flagellate sono piccole e arrotondate. L’apertura di ogni camera flagellata nel canale escretore è disegnata in uno stretto tubo, di solito non di grande lunghezza, chiamato afago. La relazione delle camere flagellate con i canali incorrenti rimane come prima.

Il percorso della corrente d’acqua è il seguente pori dermici o ostia → spazio subdermico → canali incorrenti → prosopie → camere flagellate → aphodus → canali ricorrenti→ spongocoel → oscula → fuori. Questo tipo di sistema di canali si trova in Geodia e Stelleta.

(c) Diplodale:

In alcuni casi c’è anche uno stretto tubo corrente, il prosodo tra il canale incorrente e le camere flagellate, tale condizione è detta diplodale. Questo tipo di sistema di canali si trova in Oscarella, Spongilla, ecc.

La corrente d’acqua prende il seguente percorso:

Pori dermici o ostia → spazi subdermici → canali incorrenti → prosodo → camere flagellate → aphodus → canali eccedenti → spongocoel → oscula → fuori.

4. Tipo Rhagon:

Nelle spugne calcaree, la struttura leuconoide può essere raggiunta attraverso stadi asconoidi e siconoidi. Ma in Demospongiae è derivata da uno stadio chiamato rhagon che a sua volta deriva da una riorganizzazione diretta della massa cellulare interna.

Il tipo di spugna rhagon ha una base larga ed è di forma conica con un singolo osculo al vertice. La parete basale è detta ipofaringea ed è priva di camere flagellate. La parete superiore, che porta una fila di piccole camere flagellate ovali, è chiamata spingofare.

Lo spongocoel è delimitato da camere ovali flagellate che si aprono in esso da ampi apopili. Tra le camere e l’epidermide si trova uno spessore considerevole di mesenchima attraversato da canali e spazi subdermici. I pori dermici o ostia si aprono in spazi subdermici che si estendono al di sotto di tutta la superficie del corpo.

Canali incorrenti ramificati conducono dagli spazi subdermici a piccole camere flagellate che si sono formate per rottura del canale radiale, le sole camere flagellate sono rivestite da choanociti. Dalle camere flagellate i canali ex-correnti conducono in uno spongocoel.

I canali incorrente ed ex-corrente possono essere complessi e ramificati. Lo spongocoel si apre con un solo osculo. Il corso della corrente d’acqua è ostia→ spazi subdermici → canali incorrenti → prosopili → camere flagellate → apopili → canali ex-correnti → spongocoel → osculum → out.

Funzioni del sistema dei canali:

Il sistema dei canali aiuta le spugne nella nutrizione, respirazione, escrezione e riproduzione. La corrente d’acqua che scorre attraverso il sistema di canali porta il cibo e l’ossigeno e porta via l’anidride carbonica, i rifiuti azotati e le feci.

Porta gli spermi da una spugna all’altra per la fecondazione degli ovuli. Il sistema di canali aumenta anche la superficie delle spugne a contatto con l’acqua e, quindi, permette alle spugne di aumentare il loro volume poiché il rapporto superficie-volume deve rimanere fisso.

Scheletro nelle spugne:

Secondo Haeckel poche spugne abitanti delle profondità marine hanno uno pseudo scheletro composto interamente da corpi estranei senza alcun elemento secreto dalla spugna stessa. La stragrande maggioranza delle spugne, tuttavia, possiede un vero scheletro chiamato auto scheletro composto da elementi secreti dalla spugna stessa. L’auto scheletro nelle spugne sono o le spicole o la spongina o una combinazione di entrambi.

Riproduzione nelle spugne:

Le spugne si riproducono sia asessualmente che sessualmente.

1. Riproduzione asessuata:

La riproduzione asessuata avviene in tutta la Porifera. Avviene per rigenerazione, formazione di corpi di riduzione, gemmazione e formazione di gemme.

(i) Rigenerazione:

Il potere di rigenerazione è molto grande nelle spugne, qualsiasi parte tagliata rigenererà l’intera spugna. Se la spugna viene macerata e spremuta attraverso un panno di seta fine, le sue cellule e gli ammassi di cellule passeranno attraverso, questi possono rigenerare nuove spugne. Il potere di rigenerazione è utilizzato per la coltivazione della spugna da bagno a livello industriale.

(ii) Formazione di corpi di riduzione:

Un altro metodo molto insolito di riproduzione asessuata è la formazione di corpi di riduzione.

Molte spugne d’acqua dolce e marine si disintegrano in circostanze avverse. La spugna che si disintegra di solito collassa lasciando piccole palline arrotondate, chiamate corpi di riduzione. Ogni corpo di riduzione consiste in una massa interna di amebociti, coperta esternamente da un pinacoderma. Quando le condizioni favorevoli ritornano, questi corpi di riduzione crescono in nuove spugne complete.

(iii) La gemmazione:

Nelle spugne la gemmazione avviene in vari modi.

(a) Gemmazione esogena:

Una spugna forma gemme esterne vegetativamente alle basi dei rami, formando così un gruppo di individui. Alla fine le gemme si restringono dal genitore e ciascuna forma una nuova spugna.

(b) La gemmazione endogena:

Corpi riproduttivi asessuati chiamati gemmule si formano internamente in tutte le spugne d’acqua dolce e in alcune spugne marine.

Gli archeociti si raccolgono in gruppi nei mesogloi, poi diventano multinucleati, si riempiono anche di proteine come materiale alimentare di riserva che viene fornito agli archeociti da speciali cellule nutrici trofociti. Alcuni amebociti circondano questa massa di archeociti carichi di cibo e secernono un guscio duro a doppio strato, il guscio ha una piccola uscita o micropilo.

Poi alcuni scleroblasti secernono delle spicole che sono poste radialmente tra due strati del guscio, alcune spicole sporgono all’esterno del guscio, le spicole in Spongilla sono spicole monaxon ma in altre sono anfidiscs. Gli anfidischi sono aste dritte con lati spinosi e un anello di uncini ad ogni estremità.

Così si forma una gemmula da cui partono gli amebociti, gli scleroblasti e i trofociti circostanti. Le gemmule si formano in gran numero in autunno dopo di che la spugna si disintegra, rimangono nei resti della spugna o si liberano, in ogni caso cadono sul fondo. Le gemmule possono resistere a condizioni sfavorevoli, ma si schiudono quando arriva la primavera.

Nella schiusa, gli archeociti fuoriescono dal micropilo, poi questi archeociti multinucleati si dividono per formare archeociti uninucleati e piccole cellule chiamate istoblasti.

Gli istoblasti per differenziazione e riorganizzazione formano i porociti dell’epidermide, i choanociti e il rivestimento interno dell’endoderma; archeociti modificati da scleroblasti che secernono spicole. In circa una settimana dalla schiusa, una giovane spugna circonda il guscio vuoto della gemma. Gli archeociti uninucleati rimangono embrionali.

2. Riproduzione sessuale:

Le spugne non hanno organi sessuali ma gli amebociti formano cellule sessuali nel mesenchima; prima vengono prodotte le uova e poi gli spermi, quindi la spugna è protogina in cui avviene la fecondazione incrociata. Gli amebociti si riempiono di cibo e diventano grandi, diventano rotondi per formare le uova.

Altri amebociti si dividono per produrre un gran numero di spermatozoi, uno spermatozoo ha una testa ovale e una lunga coda affusolata.

Alcuni lavoratori affermano la formazione di cellule sessuali da archeociti o anche da choanociti. Le uova di una spugna sono fecondate da spermatozoi di un’altra spugna per formare zigoti. Nella fecondazione incrociata, lo spermatozoo probabilmente entra in un choanocita che si fonde con l’uovo liberando lo spermatozoo che poi si fonde con l’uovo. Lo zigote secerne un rivestimento chiamato capsula della covata che racchiude lo zigote.

Sviluppo delle spugne:

Lo zigote subisce una scissione oloblastica ma ineguale; nella divisione oloblastica lo zigote è completamente segmentato.

Le prime tre divisioni sono verticali che formano otto cellule piramidali, poi una divisione orizzontale forma otto piccole cellule superiori al polo animale, e otto grandi cellule inferiori al polo vegetale. Le piccole cellule superiori si dividono rapidamente, diventano chiare e acquisiscono flagelli, le cellule inferiori si dividono lentamente e diventano granulari.

Questo forma una blastula che ha una cavità blastocele all’interno. La blastula è chiamata anfiblastula dopo la formazione dei flagelli. Finora lo sviluppo avviene nel corpo della spugna, ora l’anfiblastula trova la sua strada nei canali ex-corrente e lascia il genitore attraverso l’osculum.

L’anfiblastula nuota liberamente per alcune ore, poi le cellule flagellate superiori si invaginano nel blastocoel e vengono fatte crescere sopra le cellule granulari inferiori; questo forma una gastrula che è come una coppa con uno strato esterno di cellule granulari chiamate ectoderma, e uno strato interno di cellule flagellate conosciute come endoderma, ha una grande apertura, il blastoporo.

Questo embrione si attacca a qualche oggetto solido per la sua estremità blastoporica e comincia a crescere. Sia gli strati di ectoderma che quelli di endoderma secernono la mesogloea e i suoi amebociti. Secondo alcuni, la mesogloea è secreta solo dai choanociti (endoderma). La parete si ispessisce e si ripiega per formare canali, le perforazioni formano ostia e osculum.

Gli strati germinali delle spugne non sono equivalenti all’ectoderma e all’endoderma dei Metazoi, perché l’ectoderma esterno della spugna è stato formato dalle cellule granulari inferiori del polo vegetale, e l’endoderma è formato dalle cellule superiori flagellate del polo animale. Nei Metazoi, le cellule del polo animale diventano l’ectoderma, e quelle del polo vegetale formano l’endoderma.

Natura animale delle spugne:

Per molto tempo le spugne non sono state considerate animali, proprio a causa del loro aspetto non animale; sono sessili e non possiedono la capacità di catturare il cibo o di liberarsi dei loro rifiuti e non mostrano più o meno nessuna risposta agli stimoli.

Tuttavia, fu Robert Grant (1836) a riconoscere la natura animale delle spugne, suggerendo che la corrente d’acqua scorre attraverso un percorso definito nel corpo delle spugne; entra nel corpo della spugna attraverso minuscoli pori chiamati ostia, sparsi su tutta la superficie del corpo e passa fuori attraverso fori più grandi chiamati oscula.

In effetti, la modalità olozoica di nutrizione nelle spugne; si nutrono di particelle alimentari solide che arrivano lungo la corrente d’acqua, prive di parete cellulare di cellulosa, e la presenza di larve ciliate a nuoto libero nel ciclo di vita che assomiglia a quello di altri animali marini ha chiaramente suggerito che le spugne sono animali e niente altro.

Affinità delle spugne:

C’è stata una grande controversia sulla natura e le affinità delle spugne fin dalla loro scoperta. Aristotele (384-322 a.C.) fu il primo a riconoscerle come animali. Ma i biologi dopo Aristotele le ritennero per secoli piante a causa della loro abitudine sessile e della loro natura insensibile.

Ellis (1765) fece notare che una continua corrente d’acqua entra ed esce dal corpo delle spugne; fu ulteriormente confermato da Robert Grant (1836). Tuttavia, Linneo, Lamarck e Cuvier le collocarono insieme ai celenterati in Zoophyta. Robert Grant (1836) stabilì infine un gruppo separato Porifera per le spugne. Così, esse mostrano affinità con i Protozoi così come con i Metazoi.

Affinità con i Protozoi:

Risomiglianze:

Le spugne mostrano somiglianze con i Protozoi coloniali, avendo le seguenti caratteristiche:

1. Assenza di cavità digestiva e presenza di digestione intracellulare.

2. Presenza di cellule del colletto e cellule ameboidi come quelle dei flagellati coloniali.

3. La produzione di scheletro da parte di una singola cellula o di un gruppo di cellule.

4. Le cellule del corpo della spugna sono interdipendenti nella loro funzione.

5. Un processo noto come inversione si verifica nelle larve di anfiblastula come quelle di Volvox. Le larve di spugna flagellate sono considerate come il residuo di qualche antenato protozoo coloniale flagellato.

Differenze:

Le spugne differiscono dai protozoi per le seguenti caratteristiche:

1. Il sistema di canali.

2. Lo scheletro caratteristico.

3. Lo sviluppo di un corpo multicellulare da un uovo fecondato per scissione; e in questa caratteristica le spugne diventano più complesse di un protozoo coloniale e assomigliano ai Metazoi. Pertanto, la sua affinità protozoaria non sta più in piedi.

Affinità con i Metazoi:

Risomiglianze:

Tra i Metazoi, i celenterati presentano alcune somiglianze con le spugne nelle seguenti caratteristiche:

1. Entrambi hanno un’abitudine sedentaria.

2. Entrambi sono diploblastici e acoelomati. Uno strato mesogloide non cellulare si trova tra l’ectoderma e l’endoderma. Il mesoderma è assente in entrambi i casi.

3. Lo spongocoel delle spugne che si apre attraverso l’osculum terminale può essere paragonato alla cavità gastrovascolare, che si apre all’esterno attraverso l’ipospadella terminale dei celenterati.

4. La riproduzione asessuata avviene in entrambi i casi e le colonie si formano per gemmazione.

5. La larva parenchimula delle spugne è paragonabile alla planula dei celenterati.

Differenze:

Le spugne differiscono dai Metazoi per le seguenti caratteristiche:

1. Nelle spugne, le cellule sono relativamente meno specializzate e interdipendenti delle cellule dei Metazoi.

2. Le spugne possiedono choanocytes che non si trovano in nessun Metazoa.

3. Le spugne sono al grado di costruzione cellulare, mentre i Metazoi sono al grado di costruzione dei tessuti e degli organi.

4. Le spugne sono diploblastiche, mentre i Metazoi (tranne i Celenterati) sono triploblastici.

5. Le spugne non possiedono un’estremità anteriore o una testa come quelle dei Metazoi. L’osculum agisce solo come apertura esalante.

5. Il corpo delle spugne è perforato da numerosi pori minuti e possiedono un sistema unico di canali nel loro corpo; tutti questi non si trovano nei Metazoi.

6. Le spugne non hanno tessuti nervosi per coordinare le attività del corpo.

7. Nelle spugne c’è una completa assenza di cavità digestiva, a differenza di quelle dei Metazoi.

8. Le spugne hanno un numero maggiore di grassi e acidi grassi che hanno un peso molecolare più alto di quelli che si trovano nei Metazoi.

9. Nello sviluppo delle spugne, le cellule superiori flagellate dell’embrione, situate al polo animale, diventano l’endoderma e le cellule granulari del polo vegetale diventano l’ectoderma; in nessun Metazoo si verifica tale inversione durante lo sviluppo.

10. A causa di queste differenze, le spugne non possono essere raggruppate con i Metazoi e, pertanto, è stato creato un phylum separato per le spugne.

Quindi, nonostante le somiglianze con Protozoi e Metazoi, si ritiene che le spugne si siano allontanate dalla linea principale dell’evoluzione dei Metazoi e che siano un phylum senza uscita. Considerando questo, è stato creato un sotto-canone separato Parazoa per includere le spugne e, quindi, hanno una posizione filogenetica isolata.

Importanza economica delle spugne:

Le spugne hanno una grande importanza economica, sia benefica che dannosa, per l’umanità.

A. Spugne benefiche:

Le spugne sono benefiche per l’umanità e gli altri animali nel modo seguente:

1. Come cibo:

Le spugne sono raramente prese come cibo da altri animali a causa del loro cattivo sapore, odore e spicole taglienti. Tuttavia, si trovano crostacei che conducono vita parassitaria su di loro e alcuni molluschi come i nudibranchi dipendono da loro per la loro dieta.

2. Come commensali:

Le spugne servono come case protettive per diversi animali come crostacei, vermi, molluschi, piccoli pesci, ecc, perché i loro nemici non possono nutrirsi delle spugne. Oltre alla protezione, gli animali che vivono all’interno del corpo della spugna ricevono una ricca alimentazione dall’acqua che circola attraverso di loro. Questi animali non causano alcun danno apparente alle spugne, sono considerati come commensali.

3. Altri usi:

Lo scheletro essiccato e fibroso di molte spugne come Spongia, Hippospongia e Euspongia è usato per fare il bagno, lucidare, lavare auto, pareti, mobili, e strofinare il pavimento ecc. Lo scheletro di alcune spugne come Euplectella è di grande valore commerciale ed è usato come pezzo decorativo.

B. Spugne nocive:

Solo alcune spugne sono dannose. Possono causare la morte di alcuni animali sessili crescendo sopra di loro e tagliando il loro cibo e la fornitura di ossigeno. Le spugne noiose, come Cliona, si attaccano ai gusci di ostriche, vongole, cirripedi, ecc. Forano i gusci di questi animali e li distruggono completamente.

Le spugne noiose causano anche grandi danni ai letti di ostriche. Le spugne noiose distruggono anche le rocce penetrando in esse e rompendole in pezzi.