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15.2: Esponjas y Cnidarios

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    El reino de los animales se divide informalmente en animales invertebrados, aquellos sin columna vertebral, y animales vertebrados, aquellos con columna vertebral. Aunque en general estamos más familiarizados con los animales vertebrados, la gran mayoría de las especies animales, alrededor del 95 por ciento, son invertebrados. Los invertebrados incluyen una enorme diversidad de animales, millones de especies en unos 32 filos, que apenas podemos comenzar a tocar aquí.

    Las esponjas y los cnidarios representan el más simple de los animales. Las esponjas parecen representar una etapa temprana de multicelularidad en el clado animal. Aunque tienen células especializadas para funciones particulares, carecen de tejidos verdaderos en los que las células especializadas se organicen en grupos funcionales. Las esponjas son similares a lo que podría haber sido el antepasado de los animales: los protistas coloniales flagelados. Los cnidarios, o las medusas y sus parientes, son el grupo animal más simple que muestra tejidos verdaderos, aunque poseen sólo dos capas de tejido.

    Esponjas

    Los animales en el subreino Parazoa representan los animales más simples e incluyen las esponjas, o filo Porifera (Figura\(\PageIndex{1}\)). Todas las esponjas son acuáticas y la mayoría de las especies son marinas. Las esponjas viven en contacto íntimo con el agua, lo que juega un papel en su alimentación, intercambio de gases y excreción. Gran parte de la estructura corporal de la esponja se dedica a mover el agua a través del cuerpo para que pueda filtrar los alimentos, absorber el oxígeno disuelto y eliminar los desechos.

    La foto muestra esponjas en el fondo del océano. Las esponjas son amarillas con una superficie irregular, formando grumos redondeados.
    Figura\(\PageIndex{1}\): Las esponjas son miembros del filo Porifera, el cual contiene los animales más simples. (crédito: Andrew Turner)

    El cuerpo de las esponjas más simples toma la forma de un cilindro con una gran cavidad central, el espongocoel. El agua ingresa al espongocoel desde numerosos poros en la pared del cuerpo. El agua fluye a través de una gran abertura llamada ósculo (Figura\(\PageIndex{2}\)). Sin embargo, las esponjas exhiben una diversidad de formas corporales, las cuales varían en el tamaño y ramificación del espongocoel, el número de osculi y dónde se encuentran las células que filtran los alimentos del agua.

    Las esponjas consisten en una capa externa de células aplanadas y una capa interna de células llamadas choanocitos separadas por una sustancia gelatinosa llamada mesohyl. El mesohyl contiene células ameboides incrustadas que secretan diminutas agujas llamadas espículas o fibras proteicas que ayudan a darle a la esponja su fuerza estructural. El cuerpo celular del coanocito está incrustado en el mesofilo, pero sobresaliendo en el espongocoel hay un collar similar a una malla que rodea un solo flagelo. El latido de flagelos de todos los coanocitos mueve el agua a través de la esponja. Las partículas de alimentos quedan atrapadas en el moco producido por el collar similar a un tamizado de los coanocitos y son ingeridas por fagocitosis. Este proceso se llama digestión intracelular. Los amebocitos toman nutrientes reenvasados en vacuolas alimentarias de los coanocitos y los entregan a otras células dentro de la esponja.

    Imagen de una sección transversal de una esponja, que tiene forma de jarrón. La cavidad central se llama espongocoel. El cuerpo está lleno de una sustancia gelatinosa llamada mesohyl. Los poros dentro del cuerpo, llamados ostia, permiten que el agua entre en el espongocoel. El agua sale a través de una abertura superior llamada ósculo.
    Figura\(\PageIndex{2}\): Se muestra el plano corporal básico de la esponja.

    Procesos Fisiológicos en Esponjas

    A pesar de su falta de complejidad, las esponjas son organismos claramente exitosos, habiendo persistido en la Tierra por más de 500 millones de años. Al carecer de un verdadero sistema digestivo, las esponjas dependen de los procesos digestivos intracelulares de sus coanocitos para su ingesta de energía. El límite de este tipo de digestión es que las partículas de alimentos deben ser más pequeñas que las células individuales. El intercambio de gases, la circulación y la excreción ocurren por difusión entre las células y el agua.

    Las esponjas se reproducen tanto sexual como asexualmente. La reproducción asexual es ya sea por fragmentación (en la que un trozo de la esponja se rompe y se convierte en un nuevo individuo), o por gemación (una consecuencia del padre que finalmente se desprende). Un tipo de reproducción asexual que solo se encuentra en las esponjas de agua dulce ocurre a través de la formación de gemmulas, racimos de células rodeadas por una capa externa dura. Las gemas sobreviven a ambientes hostiles y pueden adherirse a un sustrato y convertirse en una nueva esponja.

    Las esponjas son monoicas (o hermafroditas), lo que significa que un individuo puede producir tanto óvulos como espermatozoides. Las esponjas pueden ser hermafroditas secuencialmente, produciendo óvulos primero y espermatozoides después. Los óvulos surgen de amebocitos y se retienen dentro del espongocoel, mientras que los espermatozoides surgen de los coanocitos y son expulsados a través del ósculo. Los espermatozoides transportados por las corrientes de agua fertilizan los óvulos de otras esponjas. El desarrollo temprano de las larvas ocurre dentro de la esponja, y las larvas que nadan en libertad se liberan a través del ósculo. Esta es la única vez que las esponjas exhiben movilidad. Las esponjas son sésiles como adultos y pasan la vida unidas a un sustrato fijo.

    CONCEPT EN ACCIÓN

    Mira este video que demuestra la alimentación de esponjas.

    Cnidarios

    El filo Cnidaria incluye animales que muestran simetría radial o biradial y son diploblásticos. Casi todos (alrededor del 99 por ciento) los cnidarios son especies marinas. Los cnidarios tienen células especializadas conocidas como cnidocitos (“células picantes”) que contienen orgánulos llamados nematocistos. Estas células se concentran alrededor de la boca y tentáculos del animal y pueden inmovilizar presas con toxinas. Los nematoquistes contienen hilos enrollados que pueden llevar púas. La pared exterior de la celda tiene una proyección similar al pelo que es sensible al tacto. Cuando se tocan, las células disparan los hilos enrollados que contienen toxinas que pueden penetrar y aturdir al depredador o presa (ver Figura\(\PageIndex{3}\)).

    La ilustración muestra un nematoquisto antes de (a) y después (b) de la cocción. El nematoquisto es un orgánulo grande y ovalado dentro de una célula rectangular de cnidocitos. El nematoquisto está a ras de la membrana plasmática, y una proyección similar al tacto se extiende desde el nematoquisto hasta el exterior de la célula. Dentro del nematoquisto, se enrolla un hilo alrededor de una púa invertida. Al disparar, se abre una tapa sobre el nematoquisto. La púa sale de la celda y el hilo se desenrolla.
    Figura\(\PageIndex{3}\): Los animales del filo Cnidaria tienen células picantes llamadas cnidocitos. Los cnidocitos contienen grandes orgánulos llamados (a) nematoquistes que almacenan un hilo y una púa enrollados. Cuando se tocan proyecciones similares a pelos en la superficie celular, (b) el hilo, la púa y una toxina se disparan desde el orgánulo.

    Los cnidarios muestran dos planos corporales distintos: pólipo o “tallo” y medusa o “campana” (Figura\(\PageIndex{4}\)). Ejemplos de la forma de pólipo son especies de agua dulce del género Hydra; quizás los animales medusoides más conocidos son las medusas (medusas). Los pólipos son sésiles cuando son adultos, con una sola abertura hacia el sistema digestivo (la boca) orientada hacia arriba con tentáculos que lo rodean. Las medusas son móviles, con la boca y los tentáculos colgando del cuerpo en forma de campana. En otros cnidarios existen tanto una forma de pólipo como de medusa, y el ciclo de vida alterna entre estas formas.

    La ilustración compara los planos corporales de medusa (a) y pólipo (b). La medusa tiene forma de cúpula, con apéndices en forma de tentáculo que cuelgan de los bordes de la cúpula. El pólipo parece un árbol, con un tronco en la parte inferior y ramas en la parte superior. Tanto la medusa como el pólipo tienen dos capas de tejido, con mesoglea en el medio. La mesoglea es más gruesa en la cúpula de la medusa que en el pólipo. Ambos también tienen una cavidad central del cuerpo.
    Figura\(\PageIndex{4}\): Los cnidarios tienen dos planos corporales distintos, el (a) medusa y el (b) pólipo. Todos los cnidarios tienen dos capas de tejido, con una mesoglea gelatinosa entre ellas.

    Procesos fisiológicos de los cnidarios

    Todos los cnidarios tienen dos capas de tejido. La capa externa se llama epidermis, mientras que la capa interna se llama gastrodermis y recubre la cavidad digestiva. Entre estas dos capas hay una mesoglea no viva, gelatinosa. Hay tipos de células diferenciadas en cada capa de tejido, como células nerviosas, células secretoras de enzimas y células absorbentes de nutrientes, así como conexiones intercelulares entre las células. Sin embargo, los órganos y sistemas de órganos no están presentes en este filo.

    El sistema nervioso es primitivo, con células nerviosas dispersas por todo el cuerpo en una red. La función de las células nerviosas es transportar señales de las células sensoriales y de las células contráctiles. Grupos de células en la red nerviosa forman cordones nerviosos que pueden ser esenciales para una transmisión más rápida. Los cnidarios realizan digestión extracelular, con digestión completada por procesos digestivos intracelulares. Los alimentos se llevan a la cavidad gastrovascular, las enzimas se secretan en la cavidad y las células que recubren la cavidad absorben los productos nutritivos del proceso digestivo extracelular. La cavidad gastrovascular tiene solo una abertura que sirve tanto de boca como de ano (un sistema digestivo incompleto). Al igual que las esponjas, las células cnidarias intercambian oxígeno, dióxido de carbono y desechos nitrogenados por difusión entre células de la epidermis y gastrodermis con agua.

    Diversidad Cnidaria

    El filo Cnidaria contiene alrededor de 10,000 especies descritas divididas en cuatro clases: Anthozoa, Scyphozoa, Cubozoa e Hydrozoa.

    La clase Anthozoa incluye a todos los cnidarios que exhiben solo un plan corporal de pólipo sésil; en otras palabras, no hay etapa medusa dentro de su ciclo de vida. Los ejemplos incluyen anémonas marinas, corrales marinos y corales, con un número estimado de 6,100 especies descritas. Las anémonas de mar suelen ser de colores brillantes y pueden alcanzar un tamaño de 1.8 a 10 cm de diámetro. Estos animales suelen ser de forma cilíndrica y están unidos a un sustrato. Una abertura bucal está rodeada de tentáculos que portan cnidocitos (Figura\(\PageIndex{5}\)).

    Foto de una anémona de mar con un cuerpo ovalado rosado rodeado de tentáculos gruesos y ondulantes.
    Figura\(\PageIndex{5}\): Las anémonas marinas son cnidarias de clase Anthozoa. (crédito: “Bailando con fantasmas” /Flickr)

    Los escifozoos incluyen todas las jaleas y son móviles y exclusivamente marinos con cerca de 200 especies descritas. La medusa es la etapa dominante en el ciclo de vida, aunque también hay una etapa de pólipo. Las especies varían desde 2 cm de longitud hasta la especie escifozoaria más grande, Cyanea capillata, a 2 m de ancho. Las jaleas muestran una característica forma de cuerpo similar a una campana (Figura\(\PageIndex{6}\)).

    Una foto de una medusa de color rojo brillante con un cuerpo en forma de cúpula. Los tentáculos largos se desplazan desde el borde inferior de la cúpula, y los apéndices en forma de cinta se arrastran desde la mitad del cuerpo.
    Figura\(\PageIndex{6}\): Los escifozoos incluyen las jaleas. (crédito: “Jimg944"/Flickr)

    CONCEPT EN ACCIÓN

    Usa este video para identificar las etapas del ciclo de vida de las gelatinas.

    La clase Cubozoa incluye jaleas que son cuadradas en sección transversal y por lo tanto se conocen como “medusas de caja”. Estas especies pueden alcanzar tamaños de 15—25 cm. Los cubozoos son anatómicamente similares a las medusas. Una diferencia destacada entre las dos clases es la disposición de los tentáculos. Los cubozoos tienen almohadillas musculares llamadas pedalia en las esquinas de la campana cuadrada, con uno o más tentáculos unidos a cada pedalio. En algunos casos, el sistema digestivo puede extenderse hacia la pedalia. Los cubozoos suelen existir en forma de pólipo que se desarrolla a partir de una larva. Los pólipos pueden brotar para formar más pólipos y luego transformarse en las formas medusoides.

    CONCEPT EN ACCIÓN

    Mira este video para conocer más sobre las toxinas mortales de las medusas de caja.

    El hidrozoa incluye cerca de 3,500 especies, 1 de las cuales la mayoría son marinas. La mayoría de las especies de esta clase tienen formas de pólipo y medusa en su ciclo de vida. Muchos hidrozoos forman colonias compuestas por ramas de pólipos especializados que comparten una cavidad gastrovascular. Las colonias también pueden ser de flotación libre y contener individuos tanto medusa como pólipos en la colonia, como en el portugués Man O'War (Physalia) o By-the-Wind Sailor (Velella). Otras especies son pólipos solitarios o médusas solitarias. La característica compartida por todas estas especies es que sus gónadas se derivan del tejido epidérmico, mientras que en todos los demás cnidarios, se derivan del tejido gastrodérmico (Figura\(\PageIndex{7}\) ab).

    La parte A muestra una ilustración de una medusa de caja de gorila Chirodropus. Tiene una cúpula alta y cuadrada con cuatro pedales, racimos de tentáculos colgando y una delicada falda en su interior. La parte b es una foto de microscopía óptica de una hidra, que es un tallo tubular largo con ocho tentáculos largos, delgados y dispuestos radialmente en un extremo.
    Figura\(\PageIndex{7}\): Una (a) jalea de caja es un ejemplo de la clase Cubozoa. La (b) hidra es de la clase Hidrozoa. (crédito b: datos de barra de escala de Matt Russell)

    Resumen de la Sección

    Los animales incluidos en el filo Porifera son parazoos y no poseen tejidos verdaderos. Estos organismos muestran una organización sencilla. Las esponjas tienen múltiples tipos de células que están orientadas a ejecutar diversas funciones metabólicas.

    Los cnidarios tienen capas de tejido externo e interno intercalando una mesoglea no celular. Los cnidarios poseen un sistema digestivo bien formado y llevan a cabo la digestión extracelular. El cnidocito es una célula especializada para entregar toxinas a presas y depredadores. Los cnidarios tienen sexos separados. Tienen un ciclo de vida que involucra formas morfológicamente distintas, medusoides y polipoides, en diversas etapas de su ciclo de vida.

    Notas al pie

    1. 1 “El Directorio Hidrozoa”, Peter Schuchert, Muséum Genève, última actualización noviembre 2012, http://www.ville-ge.ch/mhng/hydrozoa... -directory.htm.

    Glosario

    amebocitos
    una célula similar a la ameba de esponjas cuyas funciones incluyen la distribución de nutrientes a otras células en la esponja
    en ciernes
    una forma de reproducción asexual que se produce a través del crecimiento de un nuevo organismo como una rama en un organismo adulto que se rompe y se independiza; se encuentra en plantas, esponjas, cnidarios y algunos otros invertebrados
    coanocito
    un tipo de célula único para esponjas con un flagelo rodeado por un collar utilizado para mantener el flujo de agua a través de la esponja, y capturar y digerir partículas de alimentos
    Cnidaria
    un filo de animales que son diploblásticos y tienen simetría radial y células picantes
    cnidocito
    una célula punzante especializada encontrada en Cnidaria
    epidermis
    la capa de células que recubre la superficie externa de un animal
    digestión extracelular
    una forma de digestión, la descomposición de los alimentos, que ocurre fuera de las células con la ayuda de enzimas liberadas por las células
    fragmentación
    una forma de reproducción asexual en la que una porción del cuerpo de un organismo se rompe y se desarrolla en un organismo vivo independiente; se encuentra en plantas, esponjas y algunos otros invertebrados
    gastrodermis
    la capa de células que recubre la cavidad gastrovascular de los cnidarios
    cavidad gastrovascular
    la cavidad central delimitada por la gastrodermis en cnidarios
    gemmule
    una estructura producida por reproducción asexual en esponjas de agua dulce que es capaz de sobrevivir a duras condiciones
    digestión intracelular
    la digestión de la materia traída a una célula por fagocitosis
    medusa
    un plano de cuerpo cnidario flotante con una boca en la parte inferior y tentáculos colgando de una campana
    mesoglea
    la matriz gelatinosa no viva presente entre ectodermo y endodermo en cnidarios
    mesohyl
    el gel similar al colágeno que contiene células suspendidas que realizan diversas funciones en esponjas
    monoica
    tener ambos sexos en un solo cuerpo, hermafrodita
    nematoquisto
    el orgánulo tipo arpón dentro de un cnidocito con un proyectil puntiagudo y veneno para aturdir y enredar a las presas
    osculum
    la gran abertura en un cuerpo de esponja a través del cual sale el agua
    pólipo
    la forma de vida sésil en forma de tallo de un cnidario con boca y tentáculos orientados hacia arriba, generalmente sésiles pero que pueden deslizarse a lo largo de una superficie
    Porifera
    un filo de animales sin tejidos verdaderos, sino un cuerpo poroso con un endoesqueleto rudimentario
    espícula
    una estructura corta o tipo espiga, en esponjas, están formadas por dióxido de silicio, carbonato de calcio o proteína, y se encuentran en el mesofilo
    espongocoel
    la cavidad central dentro del cuerpo de algunas esponjas

    Colaboradores y Atribuciones


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