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28.1C: Procesos Fisiológicos en Esponjas

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    Las esponjas son sésiles, se alimentan por fagocitosis y se reproducen sexual y asexualmente; todas las funciones principales están reguladas por la difusión del flujo de agua.

    Objetivos de aprendizaje
    • Resumir los procesos fisiológicos de las esponjas

    Puntos Clave

    • Los choanocitos atrapan bacterias y otras partículas de alimentos del agua que fluye dentro de la esponja: adentro a través de los ostia y afuera a través del ósculo; las partículas son ingeridas por fagocitosis.
    • Las esponjas se reproducen por métodos sexuales y asexuales, que incluyen fragmentación o brotación; la producción de gemulas es otro método de reproducción asexual, pero se encuentra únicamente en esponjas de agua dulce.
    • Las esponjas son monoicas; dependiendo de la especie, la producción de gametos puede ser continua a lo largo del año o depender de la temperatura del agua.
    • En la naturaleza, las esponjas son sésiles cuando son adultas; sin embargo, en condiciones de laboratorio, las células esponjosas son capaces de movimientos rastreros localizados a través de la plasticidad organizacional.
    • El intercambio de gases, la circulación y la excreción son otras funciones principales del cuerpo en la esponja; éstas se logran a través de la difusión del agua a través del cuerpo de la esponja.

    Términos Clave

    • ovocito: una célula que se convierte en un óvulo u óvulo; un gametocito femenino
    • gemmule: una pequeña gema o brote de células embrionarias latentes producidas por algunas esponjas de agua dulce
    • fagocitosis: el proceso en el que una célula incorpora una partícula extendiendo los pseudopodios y arrastrando la partícula en una vacuola de su citoplasma

    Procesos Fisiológicos en Esponjas

    Las esponjas, a pesar de ser organismos simples, regulan sus diferentes procesos fisiológicos a través de una variedad de mecanismos. Estos mecanismos regulan el metabolismo, la reproducción y la locomoción.

    Metabolismo

    Las esponjas carecen de complejos sistemas digestivo, respiratorio, circulatorio, reproductivo y nervioso. Su comida queda atrapada cuando el agua pasa por los ostia y sale por el ósculo. Las bacterias menores de 0.5 micrones de tamaño son atrapadas por los coanocitos, que son las principales células dedicadas a la nutrición, y son ingeridas por fagocitosis. Las partículas que son más grandes que los ostia pueden ser fagocitadas por pinacocitos. En algunas esponjas, los amebocitos transportan los alimentos desde las células que han ingerido partículas de alimentos a las que no. Para este tipo de digestión, en la que las partículas de alimentos se digieren dentro de las células individuales, la esponja extrae agua a través de la difusión. El límite de este tipo de digestión es que las partículas de alimentos deben ser más pequeñas que las células individuales.

    Todas las demás funciones principales del cuerpo en la esponja (intercambio de gases, circulación, excreción) se realizan por difusión entre las células que recubren las aberturas dentro de la esponja y el agua que está pasando por esas aberturas. Todos los tipos de células dentro de la esponja obtienen oxígeno del agua a través de la difusión. Asimismo, el dióxido de carbono se libera al agua de mar por difusión. Además, los desechos nitrogenados producidos como subproducto del metabolismo proteico se excretan a través de la difusión por las células individuales al agua a medida que pasa a través de la esponja.

    imagen
    Figura\(\PageIndex{1}\): Flujo de agua en una esponja: En una esponja, el agua entra por los poros del cuerpo y sale en dirección al ósculo (dirección de la flecha azul). Esta difusión de agua a través del cuerpo soporta funciones principales en la esponja.

    Reproducción

    Las esponjas se reproducen por métodos sexuales, así como asexuales. El medio típico de reproducción asexual es la fragmentación (donde un trozo de la esponja se rompe, se asienta sobre un nuevo sustrato y se convierte en un nuevo individuo) o la brotación (una excrecencia genéticamente idéntica del padre eventualmente se desprende o permanece unida para formar una colonia). Un tipo atípico de reproducción asexual se encuentra únicamente en esponjas de agua dulce, ocurriendo a través de la formación de gemmulas. Las gemmulas son estructuras resistentes al medio ambiente producidas por esponjas adultas en las que la morfología típica de la esponja está invertida. En las gemmulas, una capa interna de amebocitos está rodeada por una capa de colágeno (espongina) que puede ser reforzada por espículas. El colágeno que normalmente se encuentra en el mesofilo se convierte en la capa protectora externa. En las esponjas de agua dulce, las gemmulas pueden sobrevivir a condiciones ambientales hostiles como los cambios de temperatura. Sirven para recolonizar el hábitat una vez que las condiciones ambientales se estabilizan. Las gemmulas son capaces de adherirse a un sustrato y generar una nueva esponja. Dado que las gemmulas pueden soportar ambientes hostiles, son resistentes a la desecación y permanecen latentes durante largos periodos, son un excelente medio de colonización para un organismo sésil.

    La reproducción sexual en esponjas ocurre cuando se generan gametos. Las esponjas son monoicas (hermafroditas), lo que significa que un individuo puede producir ambos gametos (óvulos y espermatozoides) simultáneamente. En algunas esponjas, la producción de gametos puede ocurrir a lo largo del año, mientras que otras esponjas pueden mostrar ciclos sexuales dependiendo de la temperatura del agua. Las esponjas también pueden volverse hermafroditas secuencialmente, produciendo ovocitos primero y espermatozoides después. Los ovocitos surgen por la diferenciación de amebocitos y se retienen dentro del espongocoel, mientras que los espermatozoides resultan de la diferenciación de los coanocitos y son expulsados a través del ósculo. La eyección de espermatozoides puede ser un evento cronometrado y coordinado, como se ve en ciertas especies. Los espermatozoides transportados por las corrientes de agua pueden fertilizar los ovocitos transportados en el mesofilo de otras esponjas. El desarrollo temprano de las larvas ocurre dentro de la esponja; las larvas que nadan libremente se liberan a través del ósculo.

    Locomoción

    Las esponjas son generalmente sésiles cuando son adultas y pasan la vida unidas a un sustrato fijo. No muestran movimiento a grandes distancias como lo hacen los invertebrados marinos de natación libre. Sin embargo, las células esponjosas son capaces de arrastrarse a lo largo de los sustratos mediante plasticidad organizacional En condiciones experimentales, los investigadores han demostrado que las células esponjosas diseminadas sobre un soporte físico demuestran una ventaja para el movimiento dirigido. Se ha especulado que este movimiento rastrero localizado puede ayudar a que las esponjas se ajusten a microambientes cercanos al punto de unión. Cabe señalar, sin embargo, que este patrón de movimiento ha sido documentado en laboratorios, pero queda por observar en hábitats de esponjas naturales.

    Contribuciones y Atribuciones

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