Charakterystyka gąbek

Gąbki to niezwykłe zwierzęta :)

Gąbki to niezwykłe zwierzęta :)

Gąbki (Porifera/Spongiae)

Gąbki osiadłe i nieruchliwe, swym wyglądem tak nie przypominają zwierząt, że do 1765 roku zaliczane były do roślin, a potem nazywano je zwierzokrzewami.Organizmy te pojawiły się około 600 mln lat temu i stanowią swoistą wyraźnie wyodrębnioną i zwartą grupę organizmów wielokomórkowych o bardzo prostej budowie. Są to zwierzęta wyłącznie wodne. Około 80% z nich zamieszkuje morza, zwłaszcza morza ciepłe i rośnie tam na dnie w postaci rur, pucharów, dzbanów, bezkształtnych brył lub kożuchów. Pozostałe około 20% gąbek bytuje w wodach słodkich. Mogą żyć pojedyńczo, jednak z reguły tworzą zwarte kolonie, w który trudno wyodrębnić poszczególne osobniki. Żyją od roku do kilkudziesięciu lat. Kształt ciała tych zwierząt zależy od podłoża, na którym bytują. Całe ich ciało pokryte jest maleńkimi otworkami – porami (ostiami)– stąd ich łacińska nazwa Porifera co oznacza porowate. Ich ciało jest śliskie, wydzielające nieprzyjemny zapach, którego celem jest odstraszanie znacznej liczby potencjalnych agresorów. Mają barwę kremową, brunatną, jasnozieloną, pomarańczową, czerwoną. Dziś znamy około 10 000 różnych gatunków zaliczanych do trzech gromad.

Systematyka:
Imeprium: Eucaryota

Regnum: Zoa

Subregnum: Parazoa

Phylum: Spongiae

Divisio: Calcarea (Gąbki wapienne)

Hyallospongia (Gąbki szkliste)

Demospongia (Gąbki pospolite)

Gąbka różnoszkieletowa (Demospongia)

Typy budowy gąbek:

askon – najprostszy typ budowy. Są to gąbki kształu woreczka, o cienkej ściance zbudowanej z dwóch warstw komórek, między którymi obecna jest cienka warstwa mezoglei w postaci błonki z nielicznymi archeocytami. Warstwę zewnętrzną budują pinakocyty, wewnętrzną choanocyty a wnętrze to obszerna jama zwana jamą pragastralną (spongocel). Ścianka ciała jest przebita licznymi, krótkimi kanalikami prowadzącymi wodę do wewnętrznej komory gąbki. Ten typ budowy występuje u gąbek wapiennych i jes dość rzadko spotykany. Reprezentantem takiej budowy jest np. Ascetta, Leucosolenia i Clathrina.
sykon – chaonocyty w postaci młodocianej występują w jamie pragastralnej, później wyścielają jedynie szerokie kanały w ściance ciała (tzw koszyczki), które łączą się cienkimi kanałami z porami. Ten typ budowy jest częściej spotykany. Przedstawicielem jest Sycon raphanus.
leukon – najbardziej złożony typ budowy i najbardziej rozpowszechniony wśród żyjących gąbek. Ma znacznie silniej rozwiniętą warstwę środkową ścianki ciała niż sykon. W ściance ciała mieszczą się kuliste komory wiciowe (koszyczki) oraz system kanalików doprowadzających do nich wodę przez pory, łączących je gęstą siecią i wreszcie wyprowadzających wodę do jamy pragastralnej, a z niej przez oskulum na zewnątrz. Tak zbudowane gąbki mogą przyswajać więcej pokarmu niż gąbki o prostej budowie, ponieważ powierzchnia choanocytów jest o wiele większa.

U gąbek typu sykon i leukon wewnętrzna powierzchnia jamy pragastralnej jest wysłana pinakocytami.

Gąbka wapienna: Ascandra pinus

Ogólna budowa gąbek:

Kształt gąbek jest niezwykle zróżnicowany. Sztywność ciała i zachowanie tak różnych kształtów warunkuje u gąbek obecność szkieletu zbudowanego z igieł lub włókien sponginowych. Włókna sponginowe zbudowanych są z organicznej substancji - sponginy zawierającej około 14% jodu. Ciało tych zwierząt swym kształtem przypomina mały wazonik z otworkiem na górze otoczonym kołonierzykiem szczecinastych igiełek. Zewnętrzną warstwę ciała tworzą płaskie komórki okrywające – pinakocyty, które posiadają zdolność kurczenia się, więc mogą w nieznacznym stopniu powodować skurcze całego ciała (jednak nie mają błony podstawnej, więc nie mogą być zaliczane do tkanki nabłokowej). Zewnętrzną warstwa pinakocytów przebita jest licznymi otworkami – porami, które prowadzą do krótkich kanalików roszerzających się w woreczkowate komory. Komory te otwierają się do ogólnej jamy ciała wypełniającej wnętrze gąbki. Główną masę ciała tych zwierząt stanowi mezoglea – jednorodna, galaretowata substancja, w której tkwią liczne pełzakowate komórki –np archeocyty. Archeocyty należą do komórek totipotencjalnych (charakter embrionalny), czyli takich, które mogą się różnicować w każde inne komórki. Biorą udział w trawieniu, fagocytozie z kanałów wodnych, regeneracji, a w czasie rozmnażania przekszatłacają się w gamety. Woreczkowate komory, które otwierają się do jamy ciała otoczone są choanocytami (komórkami kołnierzykowatymi), których rozmieszczenie jest uzależnione od typu budowy gąbki. Choanocyty są to banieczkowate komórki zaopatrzone w wić (biczkę) otoczoną u podstawy charakterystycznym kołnierzykiem plazmatycznym. Komórki te tworzą warstwę wewnętrzną, wyściełającą jamę pragastralną. Wskutek ruchów wici choanocytów woda wpływa porami i kanalikami do komór, a dalej do jamy wewnętrznej, skąd przez otwór górny (oskulum) wypływa na zewnątrz. Drobne cząstki organiczne i organizmy planktonowe przebywające w filtrowanej wodzie są wychwytywane przez komórki kołnierzykowate, które stanowią najważniejszy element układu wodnego gąbek. Ciągła filtracja wody powoduje również wymianę gazową u gąbek. Kontakt komórek z wodą, a tym samym dopływ do nich tlenu zawartego w wodzie jest stosunkowo łatwy dzięki małej spoistości komórek. W mezoglei oprócz archeocytów, pełniących funkcje rozprowadzania pokarmu i jego trawienia, obecne są jeszcze inne komórki, takie jak:

amebocyty – komórki pełzakowate - ruchliwe komórki (poruszające się za pomocą nibynóżek), które wytwarzają mezogleę oraz mają charakter totipotencjalny np. przy zranieniu zasklepiają ranę, oprócz tego wytwarzają krzemionkę i węglan wapnia, zbierają zbędne produkty przemiany materii, trawią pokarm przejmowany od choanocytów, powstają z nich również komórki płciowe rozproszone w mezoglei; pełnią fukcje troficzne i transportowe; jeśli gromadzą substancje zapasowe glikogen i białko, wówczas nazywamy je tesocytami;
kolenocyty - nieruchome komórki gwieździste – pełnią funkcję oporową i wzmacniającą oraz produkują mezogleę;
skleroblasty - komórki szkieletorodne mają zdolność do odkładnia węglanu wapnia w postaci igieł jedno-, dwu- , trój – lub wieloosiowych; przy czym prostsze igiełki budują pojedyńcze skleroblasty (np igiełki jednoosiowe budują 2 skleroblasty), a bardziej złożone wytwarzane są przez kilka skleroblastów ustawionych w odpowiedni sposób w stosunku do siebie. Igiełki te nazywane są sklerytami (spikulami)– nadają one ciału gabki pewną sztywność i chronią od uszkodzenia miękkie części, a w szczególności komórki kołnierzykowate; zbudowane są z węglanu wapnia u gąbek wapiennych, a u niewapiennych z tlenku krzemu. Są spajane specjalną substancją białkową przypominającą kolagen tzw sponginą. Ze względu na wielkość wyróżniamy megaskleryty (makroskleryty – tworzą główną masę szkieletu) i mikroskleryty (rozmieszczone są w warstwie powierzchniowej lub luźno w miąższu ciała). Kszatł sklerytów pomaga w określeniu gatunku danej gąbki.

Gąbka wapienna - Clathrina clathrus

Rozmnażanie się gąbek:

Płciowe:

Gąbki to zwierzęta obojniacze lub rozdzielnopłciowe, o zapłodnieniu krzyżowym. Charakteryzuje je brak gonad. Archeocyty mogą się przekształcać w komórki rozrodcze - pełzakowate jaja, natomiast drobne plemniki powstają z choanocytów. Plemniki wydostają się na zewnątrz ciała gabki przez oskulum, następnie dążą do innego osobnika gdzie zapładniają jaja. Z zapłodnionego jaja powstaje w wyniku szeregu podziałów blastula (pęcherzykowaty twór zbudowany z jednej warstwy komórek, w jednej części blastuli dużych i ziarniastych, w drugiej drobnych i uwicionych). Następnie część zawierająca duże komórki wpukla się do wnętrza i powstaje dwuwarstwowy miseczkowaty twór pokryty zewnątrz wiciami. W tym stanie zarodek opuszcza organizm macierzysty i zaczyna swobodnie pływać w wodzie. Kolejnym etapem jest uwypuklenie się z powrotem warstwy komórek dużych i powstanie tzw amfiblastuli lub u nadecznika parenchymuli. Następnie do środka wpukla się warstwa komórek uwicionych, która stworzy warstwę choanocytów (proces gastrulacji i odwrócenia listków zarodkowych) . Stadium to odpowiada gastruli. Larwa przyczepia się do podłoża zaklaśnięciem, na górnym jej biegunie tworzy się oskulum (nie jest to odpowiednik pragęby), a w ściankach ciała, które grubieją na skutek przyrostu mezoglei, powstają pory, kanaliki i komory. Komórki wyścielające wnętrze ciała wędrują do bocznych komór i zostają wyposażone w kołnierzyki. W trakcie wzrostu zwierzęcia do mezoglei wnikają archeocyty.

Innym typem larwy jest ragon, spotykany u niektórych rodzajów gąbek niewapiennych. Larwa ta ma stożkowaty kształt ciała. Charateryzują ją obecność zewnętrznej warstwy komórek oraz koszyczków z choanocytami. Z tej larwy rozwija się gąbka typu leukon.

Bezpłciowe:

Ten typ rozmnażania odbywa się poprzez pączkowanie, tworzenie stolonów (odnogi ciała gąbki macierzystej, na których końcu rozwijają się młode gąbki) oraz przez wytwarzanie charakterystycznych form przetrwalnikowych – gemmul. Gemmule zawierają archeocyty i substancje pokarmowe. Z zewnątrz otoczone są warstwą sponginową z pojedyńczymi igiełkami (nadecznik) lub formą amfidysków (nawodnik). W korzystnych warunkach archeocyty wędrują na zewnątrz gemuli przez otwór zwany mikropyle i rozpoczynają wzrost młodej gąbki. Soryty (formy przetrwalnikowe składające się z jednego archeocytu i cienkiej osłonki) tworzą się w mezoglei i opuszczając gąbkę macierzystą zawierają larwę, która po metamorfozie tworzy nowy organizm.

Przegląd gromady gąbek wapiennych:

Calcarea są to gąbki o sklerytach jedno-, trój- lub czteroosiowych zbudowanych z węglanu wapnia. Są one zbudowane według typów akson, sykon lub leukon. Niewielka grupa gąbek, do której należą wyłącznie gatunki morskie, żyjące na nieduzych głębokościach. Z reguły mają cylindryczny, beczułkowaty kształ ciała. Zwykle osiągają wysokość 7 cm, rzadko więcej. Żyją samotnie lub tworzą kolonie. Przedstawicielem jest sykon - Sycon raphanus.

Sykon jest drobnym organizmem o cylindrycznym kształcie ciała. Dochodzi do 2 cm wzrostu. Żyje w strefie przybrzeżnej mórz ciepłych, zwykle pojedyńczo, jednak sporadycznie tworzy kolonie. Oskulum jest otoczone długimi igłami jednoosiowymi. Jest hermafrodytą, w którego rozwoju występuje wolnopływająca larwa – amfiblastula. Rozmnaża się również przez pączkownie (bezpłciowo).

Gąbki niewapienne Incalcarea (dawniej ten typ obejmował dzisiejsze gąbki szkliste i pospolite):

Należą tutaj gąbki o budowie złożonej typu leukon i tworzące liczne kolonie. Są to organizmy zarówno słodkowodne jak i morskie. Szkielet ich jest zbudowany z krzemionkowych sklerytów lub włókien organicznych. Przedstawicielem tej grupy jest nasz rodzimy słodkowodny nadecznik stawowy (Spongilla lacustris), często spotykany w jeziorach i wolnopłynących rzekach. Zwarte kolonie tej gąbki pokrywają dość grubą warstwą pnie, gałązki oraz kamienie podwodne, z których sterczą liczne palczaste wypustki (kolonia ma kształt rozgałęzionego krzaka). Barwa kolonii może być różna np. zielona gdy osiądą w niej glony, brunatna lub czarna gdy zabarwi ją muł z dna zbiornika wodnego. Przekrój przez kolonię ukazuje mnóstwo wewnętrznych jam pragastralnych poszczególnych osobników. Między tymi jamami przebiegają kanaliki, które rozszerzają się w komory wysłane chaonocytami. Jamy, kanały i komory oplecione są rzadką siatką włókien elastycznych zbudowanych z substancji zbliżonej do rogu – sponginy oraz splotem igiełek krzemionkowych. Szkielet znajduje się w mezoglei, gdzie również obecne są komórki trawienne i rozrodcze. Nadecznik należy do nielicznych gąbek, które zawierają wewnątrz komórek drobne, symbiotyczne glony Zoochlorellae i dzięki temu mogą korzystać z tlenu wytworzonego przez te glony na drodze fotosyntezy.

Gąbka ta rozmnaża się na wiosnę (od maja do lipca), wówczas w jednym osobniku powstają jaja a w drugim plemniki (organizm rozdzielnopłciowy),występuje larwa parenchymula.

Może on również rozmnażać się bezpłciowo. Wtedy pod koniec lata w ciele kolonii pojawiają się liczne kulki, mierzące ½ mm średnicy tzw gemmule. Każda gemmula posiada wewnątrz pewną ilość niezróżnicowanych komórek zarodkowych i grupę komórek zawierających zapas materiałów odżywczych. Oba rodzaje komórek otoczne są podwójną warstwą innych komórek, komorami powietrznymi izolującymi je od wpływu zmian temperatury. Poza tym komórki te są chronione z zewnątrz warstwą jednoosiowych igiełek szkieletowych. Pod koniec jesieni kolonia wymiera, a gemmule zimują podobnie jak cysty pierwotniaków, z tym, że komórki zarodkowe mają zabezpieczony zapas substancji odżywczych oraz chronione są od mrozu i wyschnięcia szczelnym okryciem. W warunkach przedłużającej się suszy gemmule mogą przeżyć nawet do 3 lat. Na wiosnę komórki zarodkowe wydostają się z gemmul i wraz z innymi komórkami pochodzącymi z sąsiednich gemmul tworzą kolonie.

Przegląd gromady gąbek niewapiennych:

Do gromady Incalcarea należą gąbki o budowie typu leukon i szkielecie złożonym z igieł krzemionkowych, wplecionych w gęstszą lub rzadszą sieć włókien sponginowych, czasem zaś z samych włókien sponginowych. Wielu z przedstawicieli żyje w koloniach tak licznych, że nie sposób wyróżnić poszczególne organizmy. Kolonie takie stanowią swoisty, jednolity organizm nie mający określonej postaci.

Do tej gromady zalicza się większość znanych gatunków, które różnią się wyglądem, sposobem życia, kształtem ciała i wyglądem kolonii, budową szkieletu i jego pojedynczych sklerytów oraz środowiskiem bytowania. Należy tutaj opisany wyżej nadecznik i szereg innych gatunkach o igłach jednoosiowych. Zaliczamy tutaj również tzw gąbki szkliste – są to głębinowe organizmy morskie o niezwykle pięknych kształatch i delikatnych szkieletach, które tkwią w mule dna oceanów przy pomocy miotełki długich i mocnych igiełek. Przedstawicielem jest samotnie żyjąca gąbka zwana koszyczkiem Wenery, żyjąca u wybrzeży Afryki i Filipin, której ażurowy, rurkowaty szkielecik osiąga wysokość 30-60 cm.

Do najpopularniejszych przedstawicieli tejże gromady należą gąbki o szkieletach zbudowanych wyłącznie z włókien sponginy splątanych w gęstą sieć np. gąbka grecka (Euspongia officinalis) kulista mieszkanka Morza Śródziemnego. Taka budowa szkieletu warunkuje dużą higroskopijność, co określa jej waolry użytkowe. To właśnie delikatnego, ale trwałego szkieletu gąbki greckiej używało się i nadal używa do mycia i innych celów leczniczych (oczywiście po usunięciu z niego obumarłych komórek i ziarenek piasku).

Nawodnik rzeczny (Ephydatia fluviatilis) – występuje w Polsce w Bałtyku i wodach słodkich. Obrasta różne przedmioty warstwą kożucha grubości 3 cm i około 30 cm średnicy. Jego szkielet zbudowany jest z igiełek krzemionkowych spojonych sponginą. Jest to gatunek rozdzielnopłciowy z larwą parenchymulą. W okresie jesiennym nawodnik tworzy gemmule, które otoczone są amfidyskami.

Do tej gromady należą też ciekawe gabki z rodzaju Cliona, które wydzielają substancje rozpuszczające wapień, dzięki temu mogą wrastać w wapienne skały, skorupy mięczaków lub szkielety korali.

Charakterystyka gąbek:

Ta stara grupa organizmów zwierzęcy tworzy ślepe ogniwo rozwoju ewolucyjnego. Są to najniżej uorganizowane organizmy wielokomórkowe. Ich ciało to w zasadzie dwuwarstwowy woreczek, z bezkształtną masą między warstwami (mezoglea). Gąbki nie posiadają zróżnicowanych tkanek i narządów. Komórki rozrodcze rozproszone w mezogeli nie skupiają się w gonady, oddzielne rzadko spotykane komórki kurczliwe nie tworzą tkanki. Nie posiadają również układu nerwowego, który by nadzorował i koordynował funkcje i reakcje całego ciała, dlatego drażnienie gąbki nie wywołuje żadnej reakcji prócz możliwej reakcji podrażnionej grupy komórek lub komórek sąsiednich. Jednak badania pokazały, że niektóre z gąbek Demospongiae wykazują obecność elementów kurczliwych miocytów, zlokalizowanych wokół porocytów. U innych gąbek stwierdzono obecność komórek, których wypustki łatwo się posrebrzają, co jest charakterystyczne dla układu nerwowego. Również u tych zwierząt wykryto związki typowe dla aktywności nerwowej, jak acetylocholina i cholinesteraza. Taki wyniki badań wskazują na istnienie prymitywnego układu nerwowego. Jednak zanim się to stwierdzi na pewno, potrzeba jeszcze wielu różnych badań.

Gąbki swymi zasadniczymi cechami odbiegają od budowy innych zwierząt. Są reprezentantami całkiem innej organizacji żywej materii. Ich komórki są totipotencjalne (w dosłownym tłumaczenie „wszystkomożliwościowe”), co oznacza, że komórka dowolnego typu może się zmienić w komórkę innego typu. Gąbki mają też niesamowitą zdolonść regenracji, kilka komórek jednego typu jest w stanie odbudować cały organizm. Nawet jeśli ciało tego zwierzęcia rozetrzeć na pył, zawiesinę pojedynczych komórek, to poszczególne komórki zaczynają wędrować, unosić się w toni wodnej, następnie łączą się po kilka i taka grupka rozwija się w małą gąbkę.

Cechą charakterystczną, występującą tylko u gąbek jest obecność wewnetrznej warstwy zbudowanej choanocytów – komórek zaopatrzonych w kołnierzyki i wici. Komórki te wsytąpują tylko u gąbek i wiciowców z rzędu Choanaflagellata. U obu tych grup zwierząt komórki lub osobniki kołnierzykowate służą do wywoływania prądu wody i chwytania z niej pokarmu. Dlatego doszukiwanie się pokrewieństwa, a nawet wyprowadzanie pochodznia gąbek od tej grupy wiciowców jest jak najbardziej na miejscu. W takim ujęciu możemy unzać gąbki za wielkie kolonie o osobnikach – komórkach wyspecjalizowanych do pełnienia różnych funkcji, aczkolwiek mogących w pewnym zakresie funkcje te zmieniać.

Gabki pojawiły się bardzo wcześnie w historii rozwoju życia na ziemi, przy czym najdawniejsze znaleziska można zaliczyć do gromad i rzędów istniejących obecnie. Ślady Incalcarea znane się już od kambru, zaś Calcarea od dewonu. Oczywiście zachowały się ślady lub skaminiałości form, które miały silnie związany szkielet mineralny. Formy bezszkieletowe uległy zniszczeniu. Ponieważ tych najastraszych form gąbek nieznamy, trudno jest na podstawie danych paleontologicznych określic pochodzenie różnych grup gąbek i ich wzajemny stosunek do siebie oraz do innych zwierząt.

Znaczenie i ekologia gąbek:

Ich znaczenie w zbiornikach wodnych związane jest ze sposobem pobierania pokarmu. Przez układ irygacyjny gąbek przepływają ogromne ilości wody (100 do 2000 litrów), z której są wychwytywane drobne organizmy, takie jak bakterie, pierwotniaki, drobne organizmy i detrytus (drobne cząstki mineralne pochodzące z mechanicznie rozdorbnionych skał oraz obumarłych organizmów roślinnych i zwierzęcych. Dzięki tej temu gąbki są niezwykle ważne w procesie samooczyszczania się wód.

Są bardzo wrażliwe na zanieczyszczenia wód, dlatego są wykorzystywane jako bioindykatory (wskaźniki czystości wód).

Stanowią pokarm dla innych organizmów, takich jak strzykwy, ślimaki.

Gąbki słodkowodne występują głównie w strefie klimatu ciepłego i umiarkowanego, w wodach stojących i płynących. Osiedlają się na różnych przedmiotach podwodnych ale i na zwierzętach np. muszlach mięczaków. Przytwierdzając się do urządzeń hydrotechnicznych mogą utrudniać ich funkcjonowanie. Porowata budowa gąbek umożliwia ochronę w porach licznych gatunków skorupiaków, robaków, larw owadów. Dzięki temu powstają liczne biocenozy.

Współcześnie zastosowania gąbek do celów higienicznych jest znikome, zostały one wyparte przez „Gąbki” z tworzyw sztucznych. Niegdyś stosowano gąbki w medycynie, lecznictwie, i kosmetyce np. jak tampony łatwo nasiąkalne i tamujące krew. Alkoholowy wyciąg z gąbek, zawierający znaczne ilości jodu, był podawany chorym cierpiącym na dolegliwości związane z tarczycą, sproszkowanych igieł używano do wywołania rumieńców na policzkach. Obecnie gąbki znajdują zastosowanie w jubilerstwie, optyce i przemyśle porcelanowym jako nadzwyczaj delikatny materiał szlifierski. Niektóre ze szkieletów gąbek są tak piękne, że wyokrzystywane są jako elementy ozdobniczne mieszkań. Gąbka Tethya crypta, posiadająca szkielet krzemionkowy, stanowiła przedmiot badań w leczeniu ludzi chorych na białaczkę ze względu na właściwości hamowania wzrostu komórek ssaków.

Artykuł jest zamieszczony również na stronie http://ciekawiswiata.w.interia.pl/index.html

zainteresowania