ลักษณะ PORIFEROUS, การจำแนก, การสืบพันธุ์ - ชีววิทยา

Poriferaเป็นที่ง่ายและ Phylum Porifera อยู่ในสัตว์หลายเซลล์ที่รู้จักกันทั่วไปว่าเป็นฟองน้ำ สัตว์เหล่านี้เป็นสัตว์น้ำโดยสิ้นเชิงฟองน้ำประมาณ 15,000 ชนิดอาศัยอยู่ในทะเลและมีเพียง 150 ชนิดเท่านั้นที่พบในน้ำจืด

ฟองน้ำมีขนาดที่แตกต่างกันมาก: สามารถวัดได้ตั้งแต่ไม่กี่มิลลิเมตรไปจนถึงเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่าสองเมตร พวกมันเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีสีสันมากเนื่องจากมีเม็ดสีหลายสีในเซลล์ของผิวหนังชั้นหนังแท้

เกี่ยวกับอาหารของพวกเขาพวกมันสามารถรับเศษอาหารที่แขวนลอยอยู่ในน้ำได้เนื่องจากพวกมันเป็นสิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถย่อยได้และพวกมันไม่สามารถแสวงหาอาหารได้อย่างกระตือรือร้น อย่างไรก็ตามมีครอบครัวหนึ่งของฟองน้ำที่กินเนื้อเป็นอาหารที่ทำลายรูปแบบการให้อาหารของตัวกรอง

โครงกระดูกฟองน้ำสามารถแข็งและ / หรือเป็นเส้น ๆ ส่วนที่เป็นเส้นใยของโครงกระดูกประกอบด้วยเส้นใยคอลลาเจนเช่นสปองกิ้นซึ่งฝังอยู่ในเมทริกซ์ของเซลล์ ในทางตรงกันข้ามส่วนที่แข็งประกอบด้วยโครงสร้างคล้ายปูนหรือซิลิกาที่เรียกว่า spicules

ฟองน้ำมีบทบาทสำคัญในวัฏจักรชีวเคมีเช่นวัฏจักรไนโตรเจน ในทำนองเดียวกันพวกมันสามารถสร้างความสัมพันธ์ทางชีวภาพกับสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ได้ตั้งแต่กล้องจุลทรรศน์ไปจนถึงปลาโพลีเชเทสและอื่น ๆ ปัจจุบันไฟลัมโพริเฟราแบ่งออกเป็น 4 คลาส ได้แก่ Calcarea, Hexactinellida, Demospongiae และ Homoscleromorpha

ลักษณะเฉพาะ

สิ่งมีชีวิตที่อยู่ใน Phylum Porifera นั้นมีลักษณะเป็นสัตว์หลายเซลล์, diblastic และ acellomed ซึ่งประกอบด้วยเซลล์ประเภทต่างๆ

ในทางสัณฐานวิทยาจะมีการจัดเรียงรูพรุนช่องและห้องต่างๆเพื่อให้สามารถเคลื่อนย้ายน้ำภายในสัตว์ได้และด้วยวิธีนี้พวกมันจะได้รับอาหารและออกซิเจน

แตกต่างจากสัตว์อื่น ๆ ฟองน้ำซึ่งอยู่ในสภาพโตเต็มวัยจะอยู่ในสภาพสมบูรณ์และยึดติดกับพื้นผิวเช่นปะการังหินหรือพื้นผิวอื่น ๆ

รูปร่างของฟองน้ำค่อนข้างแปรปรวนสามารถนำเสนอสมมาตรตามแนวรัศมีหรือไม่แสดงความสมมาตรใด ๆ พวกมันสามารถเติบโตได้ในหลายรูปทรงตั้งแต่ตั้งตรงไปจนถึงฟองน้ำที่มีกิ่งก้านหรือเป็นตุ้มและโดยทั่วไปจะอาศัยอยู่ในอาณานิคม

ไม่มีอวัยวะหรือเนื้อเยื่อ

ฟองน้ำไม่มีอวัยวะหรือเนื้อเยื่อที่แท้จริง ดังนั้นการย่อยเศษอาหารจึงเกิดขึ้นภายในเซลล์และกระบวนการหายใจและการขับถ่ายโดยการแพร่กระจาย พวกเขามีระบบประสาทที่ถือว่าแพร่กระจายแม้ว่าการปรากฏตัวของระบบประสาทใน porifers จะเป็นปัญหาที่ถกเถียงกัน

ฟองน้ำมีกระบวนการสร้างเซลล์ใหม่ที่น่าทึ่ง ในความเป็นจริงถ้าฟองน้ำถูกตัดเป็นชิ้น ๆ ชิ้นส่วนแต่ละชิ้นสามารถพัฒนาฟองน้ำใหม่ได้โดยกระบวนการที่เรียกว่า somatic embryogenesis

ฟองน้ำในอดีตถูกจัดให้เป็นพืชทะเล อย่างไรก็ตามในช่วงกลางปี 1765 นักวิจัยได้สังเกตเห็นธรรมชาติของสัตว์ที่ไม่ต้องสงสัย

ฟองน้ำกระจายอยู่ทั่วโลกและสามารถอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมทางน้ำได้หลากหลายตั้งแต่น้ำนิ่งและน้ำตื้นไปจนถึงบริเวณขั้วโลก

การออกแบบฟองน้ำ

โครงร่างของฟองน้ำนั้นง่ายมาก: ชั้นเซลล์ด้านนอกเรียกว่าพินาโคเดอร์มที่แยกบริเวณด้านในที่เรียกว่า mesoglea หรือ mesohilo ซึ่งเป็นบริเวณที่เป็นวุ้นซึ่งประกอบด้วยคอลลาเจน พื้นผิวด้านในล้อมรอบด้วย choanocytes เซลล์รูปทรงกระบอกที่มีแฟลเจลลัม

บริเวณที่ไม่ได้เรียงรายไปด้วย choanocytes จะเรียงรายไปด้วยเซลล์ชนิดอื่นที่เรียกว่า pinacocytes

ประเภทของการออกแบบ

ฟองน้ำมีการออกแบบสามประเภทที่แตกต่างกันในตำแหน่งของ choanocytes ซึ่งเป็นคลาสของเซลล์แฟลกเจลที่สร้างกระแสที่อำนวยความสะดวกในการไหลของน้ำและสารอาหาร สามารถแยกแยะประเภทต่อไปนี้:

ฟองน้ำ Asconoid

ฟองน้ำ Asconoid มีขนาดเล็กรูปแบบดั้งเดิมและเรียบง่ายที่เจาะโดยการทำให้รูขุมขนเปิดเข้าไปในโพรงที่เรียกว่าสปองโกเซเล spongocele เปิดออกสู่ภายนอกผ่านออสคูลัม

ฟองน้ำชนิด asconoid ประกอบไปด้วยสัณฐานวิทยาดั้งเดิมที่ไม่มีประสิทธิภาพเนื่องจากปริมาณน้ำที่กักเก็บฟองน้ำนั้นสูงและการขับออกสู่ภายนอกทำได้ยาก

ฟองน้ำ Sycon

ฟองน้ำ Syconic มีรอยพับตามแนวนอนในผนังลำตัวซึ่งมีความซับซ้อนและหนา น้ำจะเข้าสู่ช่องทางที่เกิดขึ้นผ่านรูขุมขนผิวหนัง ostioli และช่องที่ถูกฉายรังสีซึ่งปกคลุมด้วย choanocytes ผ่านทาง prosopilos ซึ่งเป็นช่องทางที่ละเอียด

ฟองน้ำ Leuconoid

ฟองน้ำ Leuconoid มีความซับซ้อนมากขึ้นเนื่องจากมีรอยพับในคลองแฟลเจลเลตเพื่อสร้างห้องซึ่งช่วยเพิ่มพื้นที่ผิวในการรับสารอาหารอย่างมาก

การจัดหมวดหมู่

ไฟลัมโพริเฟราแบ่งออกเป็นสามชั้นของฟองน้ำ: คลาส Calcarea คลาส Hexactinellida และคลาส Demospongiae เราจะอธิบายรายละเอียดแต่ละคลาสด้านล่าง:

ชั้น Calcarea

Porifers ของชั้น Calcarea มี spicules รูปเข็มหรือมีรังสีสามหรือสี่อันประกอบด้วยแคลเซียมคาร์บอเนต พันธุ์ในชั้นนี้มีขนาดเล็กและไม่เกิน 10 เซนติเมตร

อย่างไรก็ตามในบางพื้นที่พบว่าฟองน้ำ Sycon ciliatum สามารถสูงได้ถึง 50 เซนติเมตร ในทำนองเดียวกันสายพันธุ์ Leucetta avocado และ Pericharax heteroraphis อาศัยอยู่ในแนวปะการังในมหาสมุทรแปซิฟิกและสูงถึง 20 เซนติเมตร

โดยทั่วไปถือว่าเป็นสัตว์น้ำตื้นแม้ว่าจะมีหลักฐานว่าสามารถอาศัยอยู่ในพื้นที่นรกได้ลึกระหว่าง 4,000 ถึง 6,000 เมตร

ทุกสายพันธุ์เป็นสัตว์ทะเลและมีระบบช่องสัญญาณสามประเภท ได้แก่ แอสโคนอยด์ซิโคนอยด์และลิวโคนอยด์ เป็นที่รู้จักประมาณ 300 ชนิดตัวอย่าง ได้แก่ Leucosolenia complexata, Sycon gelatinosum, Grantia compresa และ Clathrina

คลาส Hexactinellida

ฟองน้ำที่อยู่ในกลุ่มนี้เรียกว่าฟองน้ำน้ำเลี้ยงเนื่องจาก spicules มักจะรวมกลุ่มกันเพื่อสร้างเครือข่ายและประกอบด้วยซิลิคอนและมีรังสี 6 อัน (triaxonic)

ทุกชนิดเป็นสัตว์ทะเลมีอิทธิพลเหนือทวีปแอนตาร์กติกาและอาศัยอยู่ในน้ำลึก ห้องแฟลกเจลเลตเป็นประเภทซิโคนอยด์และลิวโคนอยด์ เป็นที่รู้จักประมาณ 500 ชนิดในกลุ่ม Hexactinella, Farrea, Euplectella, Aphrocallistes และอื่น ๆ

คลาส Desmopongiae

มีซิลิก้า spicules ที่ไม่ใช่ triaxonic แต่สามารถเป็น monoaxonic, tetraxonic หรือ polyaxonic นอกจากนี้อาจมีเพียงรูพรุนหรือทั้งสองอย่าง

ในชั้นนี้มีฟองน้ำ "bath" ที่มีชื่อเสียงซึ่งอยู่ในวงศ์ Spongiidae ซึ่งมีฟองน้ำมากมาย

ส่วนใหญ่อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมทางทะเลแม้ว่าจะมีรายงานครอบครัวหนึ่งว่าอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมน้ำจืดเช่น Spongilia lacustris และ Ephidatia fluviatilis พวกเขาอยู่ในประเภท leuconoid

นอกจากฟองน้ำอาบน้ำแล้วยังสามารถกล่าวถึงสกุลอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องในคลาสนี้ได้เช่น Thenea, Cliona, Myenia, Poterion และ Callyspongia

ภายในคลาสนี้มีคำสั่งที่เฉพาะเจาะจงมากคือ Poecilosclerida ซึ่งมีลักษณะนิสัยการกินอาหารที่กินเนื้อเป็นอาหารที่แปลกประหลาด

เมื่อเปรียบเทียบกับญาติที่กรองแล้วฟองน้ำที่กินเนื้อเป็นอาหารจะไม่มีระบบน้ำแข็ง (ยกเว้นสกุล Chondrocladia) ที่มี choanocytes ซึ่งเป็นลักษณะการวินิจฉัยของ porifers

เหยื่อตามลำดับนี้ ได้แก่ สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังขนาดเล็กซึ่งส่วนใหญ่เป็นสัตว์จำพวกกุ้ง มีฟองน้ำที่กินเนื้อเป็นอาหาร 119 ชนิดในวงศ์ Cladorhizidae ใน 8 สกุลในบรรดา Cladorhiza, Asbestopluma และ Chondrocladia

คลาส Homoscleromorpha

เป็น Porifers ชั้นที่เล็กที่สุดประกอบด้วย 87 ชนิดเท่านั้นที่อยู่ในสกุลต่อไปนี้: Oscarella, Pseudocorticium, Corticium, Placinolopha, Plakina, Plakinastrella และ Plakortis

มีลักษณะเด่นคือมี pinacocytes แฟล็ก โครงกระดูกมีความแปรปรวนมีหรือไม่มีสปิเคิลของซิลิกาและมีเมมเบรนชั้นใต้ดิน

เมื่อโครงกระดูกมีอยู่ประกอบด้วยสี่เรย์ซิลิกอน tetraxonic spicules สายพันธุ์ส่วนใหญ่มีรูปทรงเบาะและสีแตกต่างกันไปโดยมีเฉดสีฟ้าสีม่วงสีเขียวสีเหลืองสีแดงและอื่น ๆ

พวกมันอาศัยอยู่ในระบบนิเวศที่มืดหรือกึ่งมืดและสามารถอยู่ได้ทั้งในน้ำตื้นและที่ระดับความลึกมากกว่า 100 เมตร

ก่อนหน้านี้ถือว่าเป็นคลาสย่อยของ Desmospongiae เมื่อเร็ว ๆ นี้การศึกษาจากหลักฐานทางโมเลกุลได้เสนอการสร้างฟองน้ำชั้นที่สี่นี้

การทำสำเนา

การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ

ฟองน้ำสามารถสัมผัสได้ทั้งการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศและไม่อาศัยเพศ ในการไม่มีเพศสัมพันธ์ฟองน้ำจะสร้างตาชั้นนอกที่เจริญเติบโตและเมื่อถึงขนาดที่เหมาะสมพวกมันจะแยกออกจากฟองน้ำแม่และสร้างใหม่ที่มีขนาดเล็กลง นอกจากนี้ยังสามารถอยู่ในฐานะสมาชิกของอาณานิคมได้

กระบวนการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศสามารถเกิดขึ้นได้โดยการสร้างตาภายในที่เรียกว่า gemmules

ในสถานะเริ่มต้นเซลล์ชนิดหนึ่งที่เรียกว่าอาร์คีโอไซต์จะรวมตัวกันเป็นก้อนและล้อมรอบด้วยชั้นของหนามแหลมและฟองน้ำ โครงสร้างเหล่านี้สามารถหนีออกจากร่างกายของพ่อแม่และสร้างฟองน้ำใหม่ได้

Gemmules เกิดขึ้นเมื่อสภาพแวดล้อมไม่เอื้ออำนวยต่อฟองน้ำและยังเป็นวิธีการตั้งรกรากที่อยู่อาศัยใหม่

Gemmules สามารถเข้าสู่ช่วงเวลาที่อยู่เฉยๆในช่วงเวลาที่ไม่เอื้ออำนวย (เช่นฤดูหนาวหรืออุณหภูมิต่ำ) และเมื่อสิ้นสุดลงพวกมันจะถูกเปิดใช้งานอีกครั้งและการก่อตัวของบุคคลใหม่จะเกิดขึ้น ดังนั้นจึงถือว่าเป็นการปรับตัวของฟองน้ำเพื่อให้อยู่รอดกับสภาวะที่ไม่พึงประสงค์

การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ

ฟองน้ำส่วนใหญ่มีเซลล์เพศตัวผู้และตัวเมียในตัวเดียวกัน ภาวะคู่นี้เรียกว่า "monoecious" หรือ hermaphroditic

Gametes (ovules และ sperm) ถูกสร้างขึ้นจาก choanocytes หรือ archeocytes ขึ้นอยู่กับสายพันธุ์ อสุจิจะถูกปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมทางน้ำและเข้าสู่ร่างกายของฟองน้ำอีกตัวซึ่งจะเข้าไปในห้องแฟลกเจลเลตและพบไข่

ในกรณีส่วนใหญ่ฟองน้ำพ่อแม่จะยังคงรักษาไซโกตไว้หลังจากการปฏิสนธิจากนั้นตัวอ่อนที่มีซิเลียและถูกปล่อยออกมา ตัวอ่อนสามารถว่ายน้ำได้และเคลื่อนที่ได้ตรงกันข้ามกับตัวเต็มวัย ในกรณีอื่น ๆ ไข่และอสุจิจะถูกปล่อยลงในน้ำ

ในบางกรณีการก่อตัวของโพรงระเบิดเกิดขึ้นซึ่งมีประสบการณ์การเปิด "ปาก" และการผกผันของ blastula เกิดขึ้น ดังนั้นเซลล์ที่เคยสัมผัสกับบลาสโตเซเลจะหันหน้าไปด้านนอก

การย่อยอาหารและการขับถ่าย

ฟองน้ำไม่มีระบบย่อยอาหารหรือระบบขับถ่าย แต่ระบบร่องน้ำขนส่งทางน้ำจะตอบสนองฟังก์ชันที่จำเป็นเหล่านี้สำหรับชีวิตของสิ่งมีชีวิต

ฟองน้ำเลี้ยงโดยการนำอนุภาคที่แขวนลอยอยู่ในน้ำที่สูบเข้าไปในฟองน้ำเป็นหลัก

น้ำเข้าทางรูขุมขนเล็ก ๆ ที่อยู่ในเซลล์ภายนอก ภายในฟองน้ำวัสดุอาหารจะถูกรวบรวมโดย choanocytes ดังนั้นจึงสามารถระงับการให้อาหารได้

อนุภาคขนาดเล็กสามารถเข้าสู่ choanocytes ผ่านกระบวนการ phagocyte เซลล์อีกสองประเภทคือพินาโคไซต์และอาร์คีโอไซต์มีส่วนเกี่ยวข้องกับการดูดซับอนุภาค ในทางกลับกันการหายใจและการขับถ่ายเกิดขึ้นโดยกระบวนการแพร่กระจายอย่างง่าย

ระบบประสาท

ฟองน้ำขาดเซลล์ประสาทหรือ "เซลล์ประสาทที่แท้จริง"; อย่างไรก็ตามแสดงให้เห็นว่าสัตว์เหล่านี้สามารถตอบสนองต่อสิ่งเร้าภายนอกได้

ฟองน้ำมีเซลล์หดตัวที่ตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อมผ่านการนำไฟฟ้าช้าประเภทหนึ่งเนื่องจากการแพร่กระจายของโปรโตพลาสมิก

ในปี 2010 นักวิจัยกลุ่มหนึ่งค้นพบว่าในจีโนมของฟองน้ำ Amphimedon queenslandica มียีนที่เกี่ยวข้องกับเซลล์ประสาทคล้ายกับที่พบใน cnidarians และในสัตว์อื่น ๆ

ในบรรดายีนเหล่านี้สิ่งที่เกี่ยวข้องกับการส่งผ่าน Synaptic อย่างรวดเร็วเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์สารสื่อประสาทต่าง ๆ โดดเด่น

เมื่อระบุลักษณะเซลล์ของตัวอ่อน A. queenslandica มีความเป็นไปได้ที่จะเสนอเซลล์บางประเภทที่อาจเกี่ยวข้องกับการทำงานของประสาทสัมผัส

ตัวอย่างเช่นเซลล์รับแสงที่ควบคุมโฟโตแทกซิสถูกพบในส่วนหลังของตัวอ่อน ในความเป็นจริงตัวอ่อนสามารถเลือกสารตั้งต้นที่จะสร้างตัวเต็มวัยได้

วิวัฒนาการและสายวิวัฒนาการ

ไฟลัมโพริเฟราประกอบด้วยเมตาโซที่เก่าแก่ที่สุดที่มีอยู่ในโลก ฟองน้ำเป็นกลุ่มที่มีต้นกำเนิดก่อนแคมเบรียน น่าจะเป็นกลุ่มของฟองน้ำคล้ายปูนที่ยึดครองทะเล Paleozoic ในดีโวเนียนเกิดการพัฒนาอย่างรวดเร็วของกลุ่มฟองน้ำที่มีน้ำเลี้ยง

จากการศึกษาในระดับโมเลกุลฟองน้ำที่เป็นปูนขาวเป็นของ clade ที่แยกจากฟองน้ำที่อยู่ในคลาส Desmospongaie และ Hexactenellida

ข้อมูลระดับโมเลกุลชี้ให้เห็นว่ากลุ่มที่เก่าแก่ที่สุดคือ Hexactinellida ในขณะที่ Calcarea อยู่ใกล้กับ Phylum ของ metazoans มากที่สุด

ด้วยหลักฐานนี้ทำให้เกิดความเป็นไปได้สองประการ: ฟองน้ำปูนเป็นกลุ่มน้องสาวของฟองน้ำซิลิกาหรือฟองน้ำที่เป็นปูนมีความสัมพันธ์กับเมตาโซอันอื่นมากกว่าฟองน้ำซิลิกา ในกรณีหลังไฟลัมโพริเฟอราน่าจะเป็นพาราฟีเลติก

อ้างอิง

Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A. , Ober, WC, & Garrison, C. (2001). หลักการบูรณาการของสัตววิทยา นิวยอร์ก: McGraw - Hill
Kaas, JH (Ed.) (2009) ประสาทวิทยาศาสตร์วิวัฒนาการ. สำนักพิมพ์วิชาการ.
Ryan, JF, & Chiodin, M. (2015). จิตใจของฉันอยู่ที่ไหน ฟองน้ำและพลาโซซัวอาจสูญเสียเซลล์ประสาทได้อย่างไร ธุรกรรมทางปรัชญาของ Royal Society B: Biological Sciences, 370 (1684), 20150059
Srivastava, M. , Simakov, O. , Chapman, J. , Fahey, B. , Gauthier, ME, Mitros, T. , … & Larroux, C. (2010). จีโนม Amphimedon queenslandica และวิวัฒนาการของความซับซ้อนของสัตว์ ธรรมชาติ, 466 (7307), 720-726.
Van Soest, RWM, Boury - Esnault, N. , Vacelet, J. , Dohrmann, M. , Erpenbeck, D. , De Voogd, NJ, … Hooper, JNA (2012) ความหลากหลายของฟองน้ำทั่วโลก (Porifera) โปรดหนึ่ง, 7 (4), e35105
Wörheide, G. , Dohrmann, M. , Erpenbeck, D. , Larroux, C. , Maldonado, M. , Voigt, O. , … & Lavrov, DV (2012) วิวัฒนาการของฟองน้ำ (Phylum Porifera) ความก้าวหน้าทางชีววิทยาทางทะเล (ฉบับ 61, หน้า 1–78) สำนักพิมพ์วิชาการ.

ลักษณะ PORIFEROUS, การจำแนก, การสืบพันธุ์ - ชีววิทยา - 2026