Gąbki (Porifera) –
typ
prymitywnych, beztkankowych
zwierząt
wyłącznie wodnych (najczęściej
morskich
), osiadłych, zwykle kolonijnych, o nieregularnym i najczęściej zmiennym kształcie. Gąbki należą do najstarszych
organizmów wielokomórkowych
– zbliżone do nich formy występowały już 1,8 mld lat temu. W zapisie kopalnym znane są ze
skamieniałości
prekambryjskich
, datowanych na około 600 mln lat (gąbki krzemionkowe) oraz
kambryjskich
(
gąbki pospolite
i
wapienne
). Typ obejmuje około 9 tysięcy poznanych dotąd
gatunków
, z czego tylko 150 żyje w wodach słodkich.
Charakterystyka ogólna
Gąbki są przedstawicielem
nibytkankowców
(Parazoa). Są to wielokomórkowce, których
komórki
charakteryzują się wysoką specjalizacją pod względem funkcji. Tworzą one wyraźną warstwę zewnętrzną i wewnętrzną, a pomiędzy nimi występuje mezohyl, nieprawidłowo nazywany
mezogleą
[2]. W ich ciele nie występują właściwe
organy
, ani
tkanki
. Brak
komórek nerwowych
i
mięśniowych
.
Długość ciała pojedynczego osobnika wynosi przeciętnie nie więcej niż kilkanaście milimetrów. Wyjątek stanowią niektóre osobniki żyjące na dużych głębokościach w ciepłych morzach, które mogą osiągać nawet do 1,5 m wysokości. Najczęściej jednak są spotykane w ciepłych wodach morskich na płytkich strefach przybrzeżnych. Wszystkie gąbki są bardzo wrażliwe na zanieczyszczenia przemysłowe. Rozmnażają się płciowo i bezpłciowo. W cyklu życiowym występuje wolno pływająca
larwa
, dorosłe postacie prowadzą osiadły tryb życia najczęściej tworząc
kolonie
. Wytwarzają
biotoksyny
, co chroni je przed atakiem ze strony drapieżników.
Budują olbrzymie kolonie liczące nawet 50 000 osobników. Żywią się drobinkami pokarmowymi. Dorosłe osobniki przyczepiają się do podłoża i długo uważano je za osiadłe. Zaobserwowano jednak, że postacie dorosłe kilku gatunków mogą się powoli poruszać (ok. 4 mm dziennie) za pomocą wyrostków na dolnej części ciała[3]. Są jednymi z najprostszych zwierząt, nie posiadają
nerwów
ani żadnych
narządów
. Ich budowa, a zwłaszcza obecność komórek kołnierzykowatych (
choanocytów
) sugeruje, że są one bardzo blisko spokrewnione z
wiciowcami kołnierzykowymi
. Wniosek ten potwierdziły badania genetyczne. Obecnie znanych jest ok. 10 000
gatunków
gąbek, ale niektórzy naukowcy uważają, że może być ich jeszcze trzy razy więcej. Te zwierzęta żyją nawet na głębokości 9000
metrów
. Pierwsze niepewne
skamieniałości
gąbek pochodzą już z końcowego
neoproterozoiku
(600 mln lat temu), niewątpliwe gąbki znane są z początku
kambru
.
Budowa zewnętrzna
Ciało gąbki przypomina worek z otworem na górnym biegunie, który nosi nazwę otworu wyrzutowego (
oskulum
). Jama wewnętrzna to
spongocel
– (jama pragastralna). Woda z drobnym pokarmem do wnętrza gąbki wpływa za pośrednictwem porów, które tworzą kanały wewnątrz komórek zwane porami lub przestrzeń między zespołami komórek. Kanały nazywane są wtedy
ostiami
.
Ciało gąbek składa się z dwóch warstw oddzielonych mezohylem:
Mezohyl występuje pomiędzy warstwą wewnętrzną i zewnętrzną, posiada różną grubość. Znajdują się w nim elementy szkieletowe (wapienne, krzemionkowe, sponginowe i mieszane) oraz pływające w koloidalnej substancji pojedyncze komórki.
W przypadku gąbek uwarstwienie nie ma charakteru
listków zarodkowych
. Komórki występują w ruchu i przemieszczają się pomiędzy warstwami. U większości gatunków następuje odwrócenie warstw zarodkowych w trakcie rozwoju osobniczego. W związku z tym nie używa się terminów
ektoderma
i
endoderma
na ich oznaczenie.
Gąbki cechują trzy typy budowy ciała:
Budowa wewnętrzna
Gąbki mają następujące rodzaje
komórek
:
W warstwie dermalnej:
-
pinakocyty
– budują ścianę zewnętrzną gąbek, nie mają
błony podstawnej
, komórki są płaskie, wieloboczne i kurczliwe.
-
porocyty
– doprowadzają wodę do
spongocelu
, komórki kształtu cylindrycznego z kanałem przechodzącym przez ich środek, wyglądem przypominają rurkę ustawioną prostopadle do długiej osi ciała. Zewnętrzny otwór takiej komórki może być zamykany. Występują u gąbek o budowie typu askon.
- endopinakocyty – komórki występujące u gąbek o bardziej skomplikowanym typie budowy morfologicznej, komórki o kształcie kanałów doprowadzających wodę z pokarmem do chondrocytów znajdujących się w komorach, pochodzą od pinakocytów ale zostały przesunięte do mezohylu.
- bazopinakocyty – komórki występujące u postaci dorosłych, znajdujące się w dolnym biegunie ciała gąbki, produkują błonę czepną przytwierdzającą ją do podłoża. Ze względu na dużą ilość
wodniczek kurczliwych
przypuszcza się, że mogą brać też udział w osmoregulacji.
W mezohylu:
-
amebocyty
– swobodnie poruszające się komórki, występujące w mezohylu, dzielone na różne typy w zależności od funkcji jakie pełnią;
-
kolenocyty
- lofocyty
- spongocyty – budują szkielety
sponginowe
niektórych gąbek,
-
skleroblasty
– są odpowiedzialne za budowę
sklerytów
, budują szkielet nieorganiczny,
-
mioblasty
– komórki kurczliwe, odpowiadają za wielkość
oskulum
, otwieranie porów i wpuszczanie do nich wody,
-
archeocyty
–
regenerują
,
trawią
, mają wyjątkową zdolność przekształcania się w inne komórki w zależności od potrzeb (totipotencjalne, charakter embrionalny),a w czasie rozmnażania przekształcają się w
gamety
,
- komórki rabdonośne – okresowo uzupełniają ilość polisacharydy występujących w mezohylu,
- igły (
spikule
,
skleryty
)
-
choanocyty
(komórki kołnierzykowate) – są podobne do choanocytów, które mają wiciowce kołnierzykowe, występują przede wszystkich w warstwie gastralnej i odpowiadają tam za wstępne trawienie pokarmu, posiadają wici; w mezohylu transportują plemniki do komórek jajowych lub też same mogą się przekształcać w plemniki;
Znaczenie i wykorzystanie
Gąbki występują w wodach całej kuli ziemskiej, przeważnie w morzach i oceanach. Wchłaniają szczątki organiczne przez co pełnią rolę
biofiltrów
. Nie są chętnie spożywane przez inne zwierzęta ze względu na obecność szkieletu wewnętrznego i zdolność produkcji biotoksyn.
W
średniowieczu
gąbki były używane w
chirurgii
, jako materiał szlifierski w
jubilerstwie
oraz jako podkład pod zbroję rycerską. Dla celów gospodarczych wydobywa się żyjącą w
Morzu Śródziemnym
gąbkę szlachetną. Gąbka Tethya crypta, posiadająca szkielet krzemionkowy, stanowiła przedmiot badań w leczeniu ludzi chorych na
białaczkę
ze względu na właściwości hamowania wzrostu
komórek
ssaków
. Oczyszczone szkielety spongoinowe służą do celów higienicznych i
tamowania krwi
. Gąbki są
bioindykatorami
, czyli wskaźnikami czystości wód.
Gąbki są istotną grupą
rafotwórczą
, zwłaszcza w przeszłości. W okresie
ordowik
–
dewon
oraz w
mezozoiku
były jednym z podstawowych składników raf, często budowały samodzielnie rafy gąbkowe.
Krzemionka
pochodząca z rozpuszczania szkieletów gąbek krzemionkowych jest podstawowym składnikiem wielu
krzemieni
. Gąbki są wykorzystywane w przemyśle higienicznym.
Rozmnażanie
Gąbki dzięki prostocie swojej budowy mogą rozmnażać się
bezpłciowo
lub
płciowo
. Charakteryzuje je brak
gonad
. Gąbki są głównie organizmami
hermafrodytycznymi
, u obojnaków występuje zjawisko
protandrii
lub
protogynii
, co ma zapobiec samozapłodnieniu. Komórki jajowe powstają z
archeocytów
natomiast
plemniki
z
choanocytów
. Plemniki wydostają się z wnętrza gąbki przez
oskulum
i są niesione prądem aż dostaną się do
spongocelu
innej gąbki. Z zapłodnionego w mezohylu jaja wylęga się orzęsiona
larwa
(celoblastula,
amfiblastula
lub
parenchymula
), pływająca przez pewien czas swobodnie w wodzie, a potem osiadająca i przekształcająca się w nieruchomą postać dorosłą. U niektórych gąbek pospolitych występuje zapłodnienie zewnętrzne. Rozmnażanie bezpłciowe może zachodzić na kilka sposobów:
pączkowanie
, wytwarzanie
gemmul
(u gąbek słodkowodnych (np. Spongilla) i u niektórych form morskich), podział,
fragmentacja
,
soryty
. Powstają w ten sposób
kolonie
składające się z wielkiej liczby osobników i dochodzące do znacznych rozmiarów.
Systematyka
Liczne badania genetyczne wyłoniły cztery monofiletyczne grupy gąbek:
ale badanie relacji pomiędzy nimi dawało rozmaite wyniki[4].
Szczególnie kłopotliwa dla ustalenia powiązań filogenetycznych jest mała grupa określana nazwą Homoscleromorpha. Badania molekularne, biochemiczne, embriologiczne oraz badania ultrastruktury wskazują na jej bliskie pokrewieństwo z
właściwymi tkankowcami
(Eumetazoa). Dwie pierwsze grupy gąbek (Demospongiae i Hexactinellida) łączone są razem jako Silicea, ale liczne badania genetyczne Silicea, Calcarea i Homoscleromorpha nie potwierdzały ich monofiletyzmu, a więc tradycyjnie rozumiane gąbki byłyby parafiletyczne i należałoby zrezygnować ze stosowania terminu Porifera w znaczeniu taksonomicznym. Kompleksowe badania przeprowadzone przez międzynarodowy zespół naukowców w 2009 roku wskazują jednak na pochodzenie wszystkich gąbek od wspólnego przodka, który jednocześnie nie był przodkiem pozostałych zwierząt[5]. Jeśli wyniki tych badań zostaną potwierdzone przez kolejnych badaczy, Porifera zostaną uznane za
takson monofiletyczny
.
Tradycyjne ujęcie
Tradycyjnie gąbki dzieli się na 2 podtypy z 4 gromadami[2]:
- Podtyp: gąbki komórkowe (Cellulariae)
- Podtyp: gąbki syncycjalne (Symplasmae)
Zobacz też
Przypisy
- ↑
Porifera
w: Integrated Taxonomic Information System (
ang.
)
- ↑ 2,0 2,1 Zoologia : bezkręgowce. T. 1. Red. nauk. Czesław Błaszak. Warszawa:
Wydawnictwo Naukowe PWN
, 2009, s. 28. .
- ↑ wg Biologii Villeego
- ↑ Claus Nielsen. Six major steps in animal evolution: are we derived sponge larvae?. „Evolution & Development”. 10 (2), ss. 241 – 257 (3 marca 2008).
PMID 18315817
.
- ↑ Wörheide et al.. Phylogenomics Revives Traditional Views on Deep Animal Relationships. „Current Biology”. 19 (8), ss. 706-712 (2009).
doi:10.1016/j.cub.2009.02.052
.
Bibliografia
- Czesław Jura: Bezkręgowce : podstawy morfologii funkcjonalnej, systematyki i filogenezy. Warszawa:
Wydawnictwo Naukowe PWN
, 2007. .
Linki zewnętrzne