Burete -Sponge

Porifera
Interval temporal:Ediacaran–recent
Aplysina archeri (Stove-pipe Sponge-pink variation).jpg
Un burete pentru țeavă de sobă
Clasificarea științifică e
Regatul: Animalia
Filum: Porifera
Grant , 1836
Clase
Sinonime

Parazoa /Ahistozoa ( sans Placozoa )

Bureții , membrii filum-ului Porifera ( / p ə ˈ r ɪ f ər ə / ; adică „purtător de pori”), sunt o clădă animală bazală ca soră a Diploblastilor . Sunt organisme multicelulare care au corpuri pline de pori și canale care permit apei să circule prin ele, constând din mezoil asemănător jeleului, plasat între două straturi subțiri de celule .

Bureții au celule nespecializate care se pot transforma în alte tipuri și care migrează adesea între straturile celulare principale și mezoil în proces. Bureții nu au sistem nervos , digestiv sau circulator . În schimb, majoritatea se bazează pe menținerea unui flux constant de apă prin corpurile lor pentru a obține hrană și oxigen și pentru a elimina deșeurile. Bureții au fost primii care au desprins copacul evolutiv de la ultimul strămoș comun al tuturor animalelor, făcându-le grupul soră al tuturor celorlalte animale.

Etimologie

Termenul de burete derivă din cuvântul grecesc antic σπόγγος ( spóngos „burete”).

Prezentare generală

Biodiversitatea și morfotipurile bureților la marginea unui perete în 60 de picioare (20 m) de apă. Sunt incluse buretele tub galben, Aplysina fistularis , buretele de vază violet, Niphates digitalis , buretele încrustat roșu, Spirastrella coccinea și buretele de frânghie gri, Callyspongia sp.

Bureții sunt similari cu alte animale prin faptul că sunt multicelulari , heterotrofici , lipsiți de pereți celulari și produc celule de spermă . Spre deosebire de alte animale, le lipsesc țesuturile și organele adevărate . Unele dintre ele sunt simetrice radial, dar cele mai multe sunt asimetrice. Formele corpului lor sunt adaptate pentru o eficiență maximă a fluxului de apă prin cavitatea centrală, unde apa depune nutrienți și apoi iese printr-o gaură numită oscul . Mulți bureți au schelete interne de spongin și/sau spicule (fragmente asemănătoare scheletului) de carbonat de calciu sau dioxid de siliciu . Toți bureții sunt animale acvatice sesile , ceea ce înseamnă că se atașează de o suprafață subacvatică și rămân fixați pe loc (adică, nu călătoresc). Deși există specii de apă dulce, marea majoritate sunt specii marine (apă sărată), cu habitat de la zonele de maree până la adâncimi care depășesc 8.800 m (5,5 mi).

Deși cele mai multe dintre cele aproximativ 5.000-10.000 de specii cunoscute de bureți se hrănesc cu bacterii și alte alimente microscopice din apă, unele găzduiesc microorganisme de fotosinteză ca endosimbioți , iar aceste alianțe produc adesea mai multă hrană și oxigen decât consumă. Câteva specii de bureți care trăiesc în medii sărace în hrană au evoluat ca carnivore care pradă în principal crustacee mici .

Majoritatea speciilor folosesc reproducerea sexuală , eliberând spermatozoizi în apă pentru a fertiliza ovulele care la unele specii sunt eliberate, iar în altele sunt reținute de „mamă”. Ouăle fertilizate se dezvoltă în larve , care înoată în căutarea locurilor de așezare. Bureții sunt cunoscuți pentru regenerarea din fragmente care sunt rupte, deși acest lucru funcționează numai dacă fragmentele includ tipurile potrivite de celule. Câteva specii se reproduc prin înmugurire. Când condițiile de mediu devin mai puțin ospitaliere pentru bureți, de exemplu pe măsură ce temperaturile scad, multe specii de apă dulce și câteva specii marine produc gemmule , „păstăi de supraviețuire” de celule nespecializate care rămân latente până când condițiile se îmbunătățesc; apoi fie formează bureți complet noi, fie recolonizează scheletele părinților lor.

În majoritatea bureților, o matrice gelatinoasă internă numită mezoil funcționează ca un endoschelet și este singurul schelet din bureții moi care încrusta suprafețe dure precum rocile. Mai frecvent, mezohilul este rigidizat de spicule minerale , de fibre sponginoase sau ambele. Demosponges folosesc burete; multe specii au spicule de silice , în timp ce unele specii au exoschelete de carbonat de calciu . Demosburetei constituie aproximativ 90% din toate speciile de bureți cunoscute, inclusiv toate cele de apă dulce și au cea mai largă gamă de habitate. Bureții calcaroși , care au spicule de carbonat de calciu și, la unele specii, exoschelete de carbonat de calciu, sunt restricționați la ape marine relativ puțin adânci, unde producția de carbonat de calciu este cea mai ușoară. Bureții fragili de sticlă , cu „ schele ” de spicule de silice, sunt restricționați la regiunile polare și la adâncimile oceanului, unde prădătorii sunt rari. Fosile de toate aceste tipuri au fost găsite în roci datate cu 580 de  milioane de ani în urmă . În plus , arheociatidele , ale căror fosile sunt comune în roci de acum 530 până la 490 de milioane de ani , sunt acum privite ca un tip de burete.

Celulele cladei coanoflagelate protiste seamănă foarte mult cu celulele coanocitelor burete. Bataia flagelilor coanocitelor atrage apa prin burete, astfel incat nutrientii pot fi extrasi si deseurile eliminate.

Coanoflagelatele unicelulare seamănă cu celulele coanocite ale bureților care sunt folosite pentru a-și conduce sistemele de curgere a apei și pentru a capta cea mai mare parte a alimentelor. Aceasta, împreună cu studiile filogenetice ale moleculelor ribozomale, au fost folosite ca dovezi morfologice pentru a sugera că bureții sunt grupul soră cu restul animalelor. Unele studii au arătat că bureții nu formează un grup monofiletic , cu alte cuvinte nu includ toți și numai descendenții unui strămoș comun. Analizele filogenetice recente au sugerat că jeleurile de pieptene , mai degrabă decât bureții, sunt grupul soră cu restul animalelor. Cu toate acestea, reanalizarea datelor a arătat că algoritmii computerizați utilizați pentru analiză au fost induși în eroare de prezența unor gene specifice ctenofore care erau semnificativ diferite de cele ale altor specii, lăsând bureții fie ca grup soră pentru toate celelalte animale, fie un grad parafiletic ancestral.

Puținele specii de demosponge care au schelete fibroase complet moi, fără elemente dure, au fost folosite de oameni de-a lungul a mii de ani în mai multe scopuri, inclusiv ca umplutură și ca instrumente de curățare. Până în anii 1950, totuși, acestea fuseseră pescuite atât de mult încât industria aproape sa prăbușit, iar majoritatea materialelor asemănătoare bureților sunt acum sintetice. Bureții și endosimbioții lor microscopici sunt acum cercetați ca posibile surse de medicamente pentru tratarea unei game largi de boli. Delfinii au fost observați folosind bureți ca unelte în timp ce caută hrană.

Caracteristici distinctive

Bureții constituie filia Porifera și au fost definiți ca metazoare sesile (animale imobile multicelulare) care au orificii de admisie și de evacuare a apei conectate prin camere căptușite cu coanocite , celule cu flageli asemănător biciului. Cu toate acestea, câțiva bureți carnivori au pierdut aceste sisteme de curgere a apei și coanocite. Toți bureții vii cunoscuți își pot remodifica corpul, deoarece majoritatea celulelor lor se pot mișca în corpul lor, iar câțiva se pot schimba de la un tip la altul.

Chiar dacă câțiva bureți sunt capabili să producă mucus – care acționează ca o barieră microbiană la toate celelalte animale – nu a fost înregistrat niciun burete cu capacitatea de a secreta un strat de mucus funcțional. Fără un astfel de strat de mucus, țesutul lor viu este acoperit de un strat de simbioți microbieni, care pot contribui cu până la 40-50% din masa umedă a bureților. Această incapacitate de a împiedica microbii să pătrundă în țesutul lor poros ar putea fi un motiv major pentru care nu au dezvoltat niciodată o anatomie mai complexă.

La fel ca cnidarii (meduze, etc.) și ctenofori (jeleuri de pieptene), și spre deosebire de toate celelalte metazoare cunoscute, corpurile bureților constau dintr-o masă nevii, asemănătoare jeleului ( mezoil ) cuprinsă între două straturi principale de celule. Cnidarii și ctenoforii au sisteme nervoase simple, iar straturile lor celulare sunt legate prin conexiuni interne și prin montarea pe o membrană bazală (covoraș fibros subțire, cunoscut și sub denumirea de „ lamina bazală ”). Bureții nu au sisteme nervoase, straturile lor medii asemănătoare jeleului au populații mari și variate de celule, iar unele tipuri de celule din straturile lor exterioare se pot muta în stratul mijlociu și își pot schimba funcțiile.

  Bureți Cnidarii și ctenofori
Sistem nervos Nu Da, simplu
Celulele din fiecare strat sunt legate între ele Nu, cu excepția faptului că Homoscleromorpha are membrane bazale. Da: conexiuni între celule; membrane bazale
Numărul de celule din stratul „jeleu” mijlociu Mulți Puțini
Celulele din straturile exterioare se pot deplasa spre interior și pot schimba funcțiile da Nu

Structură de bază

Tipuri de celule

    mezohil
    Pinacocite
    Coanocit
    Lofocit
    Porocit
    Ovocit
    Arheocitul
    Spicule
   Flux de apă
Principalele tipuri de celule ale poriferei

Corpul unui burete este gol și este menținut în formă de mezohyl , o substanță asemănătoare jeleului făcută în principal din colagen și întărită de o rețea densă de fibre, tot din colagen. Suprafața interioară este acoperită cu coanocite , celule cu gulere cilindrice sau conice care înconjoară câte un flagel per coanocit. Mișcarea în formă de undă a flagelului în formă de bici conduce apa prin corpul buretelui. Toți bureții au ostia , canale care duc în interior prin mezoil, iar în majoritatea bureților aceștia sunt controlați de porocite sub formă de tuburi care formează valve de admisie care se închid. Pinacocitele , celule asemănătoare plăcilor, formează o piele exterioară cu un singur strat peste toate celelalte părți ale mezoilului care nu sunt acoperite de coanocite, iar pinacocitele digeră, de asemenea, particulele alimentare care sunt prea mari pentru a intra în ostie, în timp ce cele de la baza animalele sunt responsabile pentru ancorarea acestuia.

Alte tipuri de celule trăiesc și se mișcă în interiorul mezoilului:

  • Lofocitele sunt celule asemănătoare amibei care se deplasează lent prin mezoil și secretă fibre de colagen.
  • Colencytele sunt un alt tip de celulă producătoare de colagen.
  • Celulele rabdifere secretă polizaharide care fac, de asemenea, parte din mezoil.
  • Ovocitele și spermatocitele sunt celule reproductive.
  • Sclerocitele secretă spiculele mineralizate ("copii mici") care formează scheletele multor bureți și, la unele specii, oferă o anumită apărare împotriva prădătorilor.
  • În plus față de sau în locul sclerocitelor, demospongeții au spongocite care secretă o formă de colagen care se polimerizează în spongin , un material fibros gros care rigidizează mezoilul.
  • Miocitele („celulele musculare”) conduc semnale și provoacă contractarea unor părți ale animalului.
  • „Celulele cenușii” acționează ca echivalentul bureților al sistemului imunitar .
  • Arheocitele (sau amoebocitele ) sunt celule asemănătoare amibei care sunt totipotente , cu alte cuvinte, fiecare este capabilă să se transforme în orice alt tip de celulă. De asemenea, au roluri importante în hrănire și în curățarea resturilor care blochează ostia.

Mulți bureți larvari posedă ochi fără neuroni care se bazează pe criptocromi . Ele mediază comportamentul fototaxic.

Sincitia bureților de sticlă

  Flux de apă
 Sincitul  principal
  Choanosyncitium
 și corpurile gulerului
 arată interiorul

Bureții de sticlă prezintă o variație distinctivă a acestui plan de bază. Spiculele lor, care sunt făcute din silice , formează un cadru asemănător unei schele între ale cărui tije țesutul viu este suspendat ca o pânză de păianjen care conține majoritatea tipurilor de celule. Acest tesut este un syncytium care in unele moduri se comporta ca multe celule care impart o singura membrana externa , iar in altele ca o singura celula cu mai multe nuclee . Mezoilul este absent sau minim. Citoplasma sincitiului , fluidul supus care umple interiorul celulelor, este organizată în „râuri” care transportă nuclei, organite („organe” în interiorul celulelor) și alte substanțe. În loc de coanocite, ele au și alte sinciții, cunoscute sub numele de coanosinciții, care formează camere în formă de clopot în care apa pătrunde prin perforații. Interiorul acestor camere este căptușit cu „corpi de guler”, fiecare constând dintr-un guler și flagel, dar fără un nucleu propriu. Mișcarea flagelilor aspiră apa prin pasajele din „pânză de păianjen” și o expulzează prin capetele deschise ale camerelor în formă de clopot.

Unele tipuri de celule au fiecare un singur nucleu și membrană, dar sunt conectate la alte celule cu un singur nucleu și la sincitiul principal prin „punți” formate din citoplasmă . Sclerocitele care formează spiculele au nuclei multipli, iar la larvele de burete de sticlă sunt legate de alte țesuturi prin punți de citoplasmă; astfel de conexiuni între sclerocite nu au fost găsite până acum la adulți, dar acest lucru poate reflecta pur și simplu dificultatea de a investiga astfel de caracteristici la scară mică. Podurile sunt controlate de „joncțiuni blocate” care aparent permit unor substanțe să treacă în timp ce blochează altele.

Fluxul apei și structurile corpului

Asconoid
Siconoid
Leuconoid
    Pinacocite
    Coanocite
    mezohil
   Flux de apă
Structurile corpului poriferelor

Majoritatea bureților funcționează mai degrabă ca coșurile de fum : preiau apă în partea de jos și o ejectează din oscul ("gura mică") din partea de sus. Deoarece curenții ambientali sunt mai rapidi în partea de sus, efectul de aspirație pe care îl produc prin principiul lui Bernoulli face o parte din muncă gratuit. Bureții pot controla fluxul de apă prin diferite combinații de închidere totală sau parțială a osculului și ostiilor (porii de admisie) și variarea bătăii flagelilor și îl pot opri dacă există mult nisip sau nămol în apă.

Deși straturile de pinacocite și coanocite seamănă cu epiteliile animalelor mai complexe, ele nu sunt legate strâns de conexiuni celulă la celulă sau de o lamină bazală (foaie fibroasă subțire dedesubt). Flexibilitatea acestor straturi și remodelarea mezoilului de către lofocite permit animalelor să-și ajusteze formele de-a lungul vieții pentru a profita la maximum de curenții locali de apă.

Cea mai simplă structură a corpului din bureți este o formă de tub sau vază cunoscută sub numele de „asconoid”, dar acest lucru limitează sever dimensiunea animalului. Structura corpului este caracterizată de un spongocel asemănător tulpinii, înconjurat de un singur strat de coanocite. Dacă este pur și simplu mărit, raportul dintre volumul său și aria suprafeței crește, deoarece suprafața crește pe măsură ce pătratul lungimii sau lățimii, în timp ce volumul crește proporțional cu cubul. Cantitatea de țesut care are nevoie de hrană și oxigen este determinată de volum, dar capacitatea de pompare care furnizează hrană și oxigen depinde de zona acoperită de coanocite. Bureții asconoizi depășesc rar 1 mm (0,039 in) în diametru.

Diagrama unui burete siconoid
Diagrama unui burete siconoid

Unii bureți depășesc această limitare prin adoptarea structurii „siconoid”, în care peretele corpului este plisat . Buzunarele interioare ale pliurilor sunt căptușite cu coanocite, care se conectează la buzunarele exterioare ale pliurilor prin ostie. Această creștere a numărului de coanocite și, prin urmare, a capacității de pompare permite bureților siconoizi să crească până la câțiva centimetri în diametru.

Modelul „leuconoid” mărește și mai mult capacitatea de pompare umplând interiorul aproape complet cu mezohil care conține o rețea de camere căptușite cu coanocite și conectate între ele și la prizele și evacuarea apei prin tuburi. Bureții leuconidici cresc până la peste 1 m (3,3 ft) în diametru, iar faptul că creșterea în orice direcție crește numărul de camere de coanocite le permite să ia o gamă mai largă de forme, de exemplu bureții „încrustători” ale căror forme le urmează pe cele ale suprafețele de care se atașează. Toți bureții marini de apă dulce și cei mai puțin adânci au corpuri leuconide. Rețelele de canale de apă din bureții de sticlă sunt similare cu structura leuconidelor. În toate cele trei tipuri de structuri, aria secțiunii transversale a regiunilor căptușite cu coanocite este mult mai mare decât cea a canalelor de admisie și de evacuare. Acest lucru face ca fluxul să fie mai lent în apropierea coanocitelor și astfel le este mai ușor să prindă particulele de alimente. De exemplu, în Leuconia , un mic burete leuconoid de aproximativ 10 centimetri (3,9 inchi) înălțime și 1 centimetru (0,39 inchi) în diametru, apa intră în fiecare dintre cele peste 80.000 de canale de admisie cu 6 cm pe minut . Cu toate acestea, deoarece Leuconia are mai mult de 2 milioane de camere flagelate al căror diametru combinat este mult mai mare decât cel al canalelor, fluxul de apă prin camere încetinește la 3,6 cm pe oră , ceea ce facilitează capturarea hranei de către coanocite. Toată apa este expulzată printr-un singur oscul cu aproximativ 8,5 cm pe secundă , suficient de rapid pentru a transporta deșeurile la o anumită distanță.

    Pinacocite
    Coanocit
    Arheocite și alte celule din
    mezoil
   mezohil
   Spiculele
   Fundul mării / stâncă
   Flux de apă
Burete cu schelet de carbonat de calciu

Schelet

În zoologie, un schelet este orice structură destul de rigidă a unui animal, indiferent dacă are articulații și indiferent dacă este biomineralizat . Mezohilul funcționează ca un endoschelet în majoritatea bureților și este singurul schelet din bureții moi care încrusta suprafețele dure, cum ar fi rocile. Mai frecvent, mezohilul este rigidizat de spicule minerale , de fibre sponginoase sau ambele. Spiculele, care sunt prezente la majoritatea speciilor, dar nu la toate, pot fi făcute din silice sau carbonat de calciu și variază ca formă de la simple tije la „stele” tridimensionale cu până la șase raze. Spiculele sunt produse de celulele sclerocitelor și pot fi separate, conectate prin articulații sau fuzionate.

Unii bureți secretă, de asemenea, exoschelete care se află complet în afara componentelor lor organice. De exemplu, sclerosburetei („bureții duri”) au exoschelete masive de carbonat de calciu peste care materia organică formează un strat subțire cu camere de coanocite în gropi ale mineralului. Aceste exoschelete sunt secretate de pinacocitele care formează pielea animalelor.

Funcții vitale

Spongia officinalis , „buretele de bucătărie”, este gri închis când este în viață.

Circulaţie

Deși bureții adulți sunt în mod fundamental animale sesile , unele specii marine și de apă dulce se pot deplasa pe fundul mării la viteze de 1–4 mm (0,039–0,157 inchi) pe zi, ca urmare a mișcărilor asemănătoare amibei ale pinacocitelor și ale altor celule. Câteva specii își pot contracta întregul corp, iar multe își pot închide oscula și ostia . Juvenilii plutesc sau înoată liber, în timp ce adulții sunt staționari.

Respirație, hrănire și excreție

Euplectella aspergillum , un burete de sticlă cunoscut sub numele de „coșul cu flori al lui Venus”

Bureții nu au sisteme distincte circulator , respirator , digestiv și excretor - în schimb sistemul de curgere a apei susține toate aceste funcții. Ele filtrează particulele alimentare din apa care curge prin ele. Particulele mai mari de 50 de micrometri nu pot pătrunde în ostie , iar pinacocitele le consumă prin fagocitoză (înghițire și digestie intracelulară). Particulele de la 0,5 μm la 50 μm sunt prinse în ostie, care se îngustează de la capete exterioare la capete interioare. Aceste particule sunt consumate de pinacocite sau de arheocite care se extrudă parțial prin pereții ostiilor. Particulele de dimensiunea unei bacterii, sub 0,5 micrometri, trec prin ostie și sunt prinse și consumate de coanocite . Deoarece cele mai mici particule sunt de departe cele mai comune, coanocitele captează de obicei 80% din hrana unui burete. Arheocitele transportă alimentele ambalate în vezicule de la celulele care digeră direct alimentele la cele care nu o fac. Cel puțin o specie de burete are fibre interne care funcționează ca urme pentru utilizare de către arheocitele purtătoare de nutrienți, iar aceste urme mută, de asemenea, obiecte inerte.

Se pretindea că bureții de sticlă puteau trăi pe baza nutrienților dizolvați în apa de mare și erau foarte defavorizați de nămol. Cu toate acestea, un studiu din 2007 nu a găsit nicio dovadă în acest sens și a concluzionat că extrag bacteriile și alte microorganisme din apă foarte eficient (aproximativ 79%) și procesează boabele de sedimente în suspensie pentru a extrage astfel de pradă. Corpurile de guler digeră alimentele și le distribuie învelite în vezicule care sunt transportate de moleculele „motorii” de dineină de-a lungul unor mănunchiuri de microtubuli care circulă prin sincițiu .

Celulele bureților absorb oxigenul prin difuzie din apă în celule, pe măsură ce apa curge prin corp, în care difuzează și dioxidul de carbon și alte deșeuri solubile, cum ar fi amoniacul . Arheocitele îndepărtează particulele minerale care amenință să blocheze ostia, le transportă prin mezohil și, în general, le aruncă în curentul de apă care iese, deși unele specii le încorporează în scheletele lor.

Bureți carnivori

Buretele arborelui de ping-pong carnivor, Chondrocladia lampadiglobus

În apele în care aprovizionarea cu particule de hrană este foarte slabă, unele specii pradă crustacee și alte animale mici. Până acum au fost descoperite doar 137 de specii. Majoritatea aparțin familiei Cladorhizidae , dar câțiva membri ai Guitarridae și Esperiopsidae sunt, de asemenea, carnivore. În cele mai multe cazuri, se știe puțin despre modul în care captează prada, deși se crede că unele specii folosesc fie fire lipicioase, fie spicule cârlige . Majoritatea bureților carnivori trăiesc în ape adânci, până la 8.840 m (5,49 mi), iar dezvoltarea tehnicilor de explorare a adâncurilor oceanului este de așteptat să conducă la descoperirea a mai multor altele. Cu toate acestea, o specie a fost găsită în peșterile mediteraneene la adâncimi de 17–23 m (56–75 ft), alături de bureții de hrănire cu filtru mai obișnuiți. Prădătorii care locuiesc în peșteri captează crustacee cu lungimea mai mică de 1 mm (0,039 inchi) prin încurcarea lor cu fire fine, le digeră învăluindu-le cu fire suplimentare în decurs de câteva zile și apoi revin la forma lor normală; nu există nicio dovadă că folosesc venin .

Majoritatea bureților carnivori cunoscuți au pierdut complet sistemul de curgere a apei și coanocitele . Cu toate acestea, genul Chondrocladia folosește un sistem de curgere a apei foarte modificat pentru a umfla structuri asemănătoare baloanelor care sunt folosite pentru capturarea prăzii.

Endosimbioți

Bureții de apă dulce găzduiesc adesea alge verzi ca endosimbioți în arheocite și alte celule și beneficiază de nutrienții produși de alge. Multe specii marine găzduiesc alte organisme de fotosinteză , cel mai frecvent cianobacterii , dar în unele cazuri dinoflagelate . Cianobacteriile simbiotice pot forma o treime din masa totală de țesut viu în unii bureți, iar unii bureți câștigă 48% până la 80% din aprovizionarea cu energie din aceste microorganisme. În 2008, o echipă de la Universitatea din Stuttgart a raportat că spiculele din silice conduc lumina în mezohil , unde trăiesc endosimbioții fotosintetizatori. Bureții care găzduiesc organisme de fotosinteză sunt cei mai des întâlniți în apele cu surse relativ slabe de particule de hrană și au adesea forme cu frunze care maximizează cantitatea de lumină solară pe care o colectează.

Un burete carnivor descoperit recent, care trăiește în apropierea gurilor hidrotermale, găzduiește bacterii care mănâncă metan și digeră unele dintre ele.

"Sistem imunitar

Bureții nu au sistemul imunitar complex al majorității celorlalte animale. Cu toate acestea, ei resping grefele de la alte specii, dar le acceptă de la alți membri ai propriei specii. La câteva specii marine, celulele gri joacă rolul principal în respingerea materialului străin. Când sunt invadate, produc o substanță chimică care oprește mișcarea altor celule din zona afectată, împiedicând astfel intrusul să folosească sistemele de transport interne ale bureților. Dacă intruziunea persistă, celulele cenușii se concentrează în zonă și eliberează toxine care ucid toate celulele din zonă. Sistemul „imunitar” poate rămâne în această stare activată până la trei săptămâni.

Reproducere

Asexual

Buretele de apă dulce Spongilla lacustris

Bureții au trei metode asexuate de reproducere: după fragmentare; prin înmugurire ; iar prin producerea de gemule . Fragmente de bureți pot fi desprinse de curenți sau valuri. Ei folosesc mobilitatea pinacocitelor și coanocitelor și remodelarea mezoilului pentru a se reatașa pe o suprafață adecvată și apoi se reconstruiesc ca niște bureți mici, dar funcționali, pe parcursul mai multor zile. Aceleași capacități permit bureților care au fost strânși printr-o cârpă fină să se regenereze. Un fragment de burete se poate regenera numai dacă conține ambele colencite pentru a produce mezohil și arheocite pentru a produce toate celelalte tipuri de celule. Foarte puține specii se reproduc prin înmugurire.

Gemmule sunt „păstăi de supraviețuire” pe care câțiva bureți marini și multe specii de apă dulce le produc cu mii de oameni când mor și pe care unele, în principal specii de apă dulce, le produc în mod regulat toamna. Spongocitele fac gemule învelind cochilii de spongin, adesea întărite cu spicule, grupuri rotunde de arheocite care sunt pline de nutrienți. Gemulele de apă dulce pot include și simbioți de fotosinteză. Gemulele devin apoi latente, iar în această stare pot supraviețui frigului, uscării, lipsei de oxigen și variațiilor extreme ale salinității . Gemulele de apă dulce de multe ori nu revin până când temperatura scade, rămân reci câteva luni și apoi atinge un nivel aproape „normal”. Când o gemule germinează, arheocitele din exteriorul grupului se transformă în pinacocite , o membrană peste un por din coajă explodează, grupul de celule iese încet, iar majoritatea arheocitelor rămase se transformă în alte tipuri de celule necesare pentru a funcționa. burete. Gemmule din aceeași specie, dar indivizi diferiți își pot uni forțele pentru a forma un singur burete. Unele gemmule sunt reținute în buretele părinte, iar primăvara poate fi dificil de spus dacă un burete vechi a reînviat sau a fost „recolonizat” de propriile sale gemule.

Sexual

Majoritatea bureților sunt hermafrodiți (funcționează ca ambele sexe simultan), deși bureții nu au gonade (organe de reproducere). Spermatozoizii sunt produși de coanocite sau camere întregi de coanocite care se scufundă în mezoil și formează chisturi spermatice , în timp ce ouăle sunt formate prin transformarea arheocitelor sau a coanocitelor la unele specii. Fiecare ou capătă, în general, un gălbenuș prin consumul de „celule de doică”. În timpul depunerii, spermatozoizii ies din chisturi și sunt expulzați prin oscul . Dacă intră în contact cu un alt burete din aceeași specie, fluxul de apă îi duce către coanocite care le înghit, dar, în loc să le digere, se metamorfozează într-o formă ameboidă și duc spermatozoizii prin mezoil până la ouă, care în majoritatea cazurilor înghit purtătorul și încărcătura acestuia.

Câteva specii eliberează ouă fertilizate în apă, dar cele mai multe rețin ouăle până când eclozează. Există patru tipuri de larve, dar toate sunt bile de celule cu un strat exterior de celule ale căror flageli sau cili permit larvelor să se miște. După ce înot câteva zile, larvele se scufundă și se târăsc până găsesc un loc unde să se așeze. Majoritatea celulelor se transformă în arheocite și apoi în tipurile adecvate pentru locațiile lor într-un burete adult în miniatură.

Embrionii de burete de sticlă încep prin a se împărți în celule separate, dar odată ce s-au format 32 de celule, se transformă rapid în larve care în exterior sunt ovoide cu o bandă de cili în jurul mijlocului pe care o folosesc pentru mișcare, dar în interior au structura tipică de burete de sticlă a spiculelor cu un sincițiu principal asemănător unei pânze de păianjen drapat în jurul și între ele și coanosincitie cu mai multe corpi guler în centru. Larvele părăsesc apoi corpurile părinților lor.

Ciclu de viață

Bureții din regiunile temperate trăiesc cel mult câțiva ani, dar unele specii tropicale și poate unele de adâncime oceanică pot trăi 200 de ani sau mai mult. Unii demosponge calcificați cresc cu doar 0,2 mm (0,0079 in) pe an și, dacă această rată este constantă, specimenele de 1 m (3,3 ft) lățime trebuie să aibă aproximativ 5.000 de ani. Unii bureți încep reproducerea sexuală când au doar câteva săptămâni, în timp ce alții așteaptă până când au câțiva ani.

Coordonarea activitatilor

Bureții adulți nu au neuroni sau orice alt tip de țesut nervos . Cu toate acestea, majoritatea speciilor au capacitatea de a efectua mișcări coordonate pe tot corpul lor, în principal contracții ale pinacocitelor , strângând canalele de apă și, astfel, eliminând excesul de sedimente și alte substanțe care pot provoca blocaje. Unele specii pot contracta osculul independent de restul corpului. Bureții se pot contracta, de asemenea, pentru a reduce zona care este vulnerabilă la atacul prădătorilor. În cazurile în care doi bureți sunt topiți, de exemplu dacă există un mugur mare, dar încă neseparat, aceste unde de contracție devin încet coordonate la ambii „ gemeni siamezi ”. Mecanismul de coordonare este necunoscut, dar poate implica substanțe chimice similare cu neurotransmițătorii . Cu toate acestea, bureții de sticlă transmit rapid impulsuri electrice prin toate părțile sincitiului și îl folosesc pentru a opri mișcarea flagelilor lor dacă apa care vine conține toxine sau sedimente excesive. Se crede că miocitele sunt responsabile pentru închiderea osculului și pentru transmiterea semnalelor între diferite părți ale corpului.

Bureții conțin gene foarte asemănătoare cu cele care conțin „rețeta” pentru densitatea postsinaptică , o structură importantă de primire a semnalului în neuronii tuturor celorlalte animale. Cu toate acestea, în bureți, aceste gene sunt activate doar în „celule din balon” care apar numai în larve și pot oferi o anumită capacitate senzorială în timp ce larvele înoată. Acest lucru ridică semne de întrebare dacă celulele din balon reprezintă predecesorii neuronilor adevărați sau sunt dovezi că strămoșii bureților au avut neuroni adevărați, dar i-au pierdut pe măsură ce s-au adaptat la un stil de viață sesil.

Ecologie

Habitate

Bureții sunt în întreaga lume în distribuția lor, trăind într-o gamă largă de habitate oceanice, de la regiunile polare până la tropice. Majoritatea trăiesc în ape liniștite și limpezi, deoarece sedimentele agitate de valuri sau curenți le-ar bloca porii, făcându-le greu să se hrănească și să respire. Cel mai mare număr de bureți se găsesc de obicei pe suprafețe ferme, cum ar fi rocile, dar unii bureți se pot atașa de sedimente moi prin intermediul unei baze asemănătoare rădăcinii.

Euplectella aspergillum este un burete de sticlă oceanică de adâncime ; văzut aici la o adâncime de 2.572 metri (8.438 ft) în largul coastei Californiei

Bureții sunt mai abundenți, dar mai puțin diverși în apele temperate decât în ​​apele tropicale, posibil pentru că organismele care pradă bureții sunt mai abundente în apele tropicale. Bureții de sticlă sunt cei mai des întâlniți în apele polare și în adâncurile mărilor temperate și tropicale, deoarece construcția lor foarte poroasă le permite să extragă hrană din aceste ape sărace în resurse cu un efort minim. Demosbureții și bureții calcaroși sunt abundenți și diversi în apele nepolare mai puțin adânci.

Diferitele clase de bureți trăiesc în diferite zone de habitat:

Clasă Tipul de apă Adâncime Tip de suprafață
Calcarea Marin mai puțin de 100 m (330 ft) Greu
Bureți de sticlă Marin Adânc Sediment moale sau ferm
Demospongi Marine, salmastre; și aproximativ 150 de specii de apă dulce Inter-tidal până la abisal; un demosponge carnivor a fost găsit la 8.840 m (5,49 mi) Orice

Ca producători primari

Bureții cu endosimbioți fotosintetizatori produc de până la trei ori mai mult oxigen decât consumă, precum și mai multă materie organică decât consumă. Astfel de contribuții la resursele habitatelor lor sunt semnificative de-a lungul Marii Bariere de Corali din Australia, dar relativ minore în Caraibe.

Apărări

Găuri făcute de buretele clionaid (producând urma Entobia ) după moartea unei cochilii moderne de bivalve din specia Mercenaria mercenaria , din Carolina de Nord
Prim-plan al buretelui care găsește Entobia într-o supapă modernă de stridii. Observați camerele care sunt conectate prin tuneluri scurte.

Mulți bureți aruncă spicule , formând un covor dens de câțiva metri adâncime care ține la distanță echinodermele care altfel ar pradă bureții. De asemenea, produc toxine care împiedică alte organisme sesile, cum ar fi briozoarele sau stropii de mare , să crească pe sau în apropierea lor, făcând bureții concurenți foarte eficienți pentru spațiul de locuit. Unul dintre multele exemple include ageliferina .

Câteva specii, buretele de foc din Caraibe Tedania ignis , provoacă o erupție severă la oamenii care le manipulează. Țestoasele și unii pești se hrănesc în principal cu bureți. Se spune adesea că bureții produc apărare chimică împotriva unor astfel de prădători. Cu toate acestea, experimentele nu au reușit să stabilească o relație între toxicitatea substanțelor chimice produse de bureți și felul în care au gustul peștilor, ceea ce ar diminua utilitatea apărării chimice ca elemente de descurajare. Predarea de către pești poate ajuta chiar la răspândirea bureților prin desprinderea fragmentelor. Cu toate acestea, unele studii au arătat că peștii manifestă o preferință pentru bureții neapărați chimic, iar un alt studiu a constatat că nivelurile ridicate de prădare a coralilor au prezis prezența unor specii apărate chimic.

Bureții de sticlă nu produc substanțe chimice toxice și trăiesc în ape foarte adânci, unde prădătorii sunt rari.

Predare

Muștele-burete, cunoscute și sub denumirea de muște-spongila ( Neuroptera , Sisyridae ), sunt prădători speciali ai bureților de apă dulce. Femela își depune ouăle pe vegetația deasupra apei. Larvele eclozează și cad în apă, unde caută bureți cu care să se hrănească. Ei își folosesc piesele bucale alungite pentru a străpunge buretele și a aspira fluidele din interior. Larvele unor specii se agață de suprafața buretelui, în timp ce altele se refugiază în cavitățile interne ale buretelui. Larvele complet crescute părăsesc apa și învârt un cocon în care să se pupeze.

Bioeroziune

Buretele din ficat de pui din Caraibe Chondrilla nucula secretă toxine care ucid polipii de corali , permițând bureților să crească peste scheletele de corali. Alții, în special din familia Clionaidae , folosesc substanțe corozive secretate de arheocitele lor pentru a ajunge în roci, corali și cochilii de moluște moarte . Bureții pot îndepărta până la 1 m (3,3 ft) pe an din recife, creând crestături vizibile chiar sub nivelul valului scăzut.

Boli

Bureții din Caraibe din genul Aplysina suferă de sindromul benzii roșii Aplysina . Acest lucru face ca Aplysina să dezvolte una sau mai multe benzi de culoarea ruginii, uneori cu benzi adiacente de țesut necrotic . Aceste leziuni pot înconjura complet ramurile buretelui. Boala pare a fi contagioasă și afectează aproximativ 10% din A. cauliformis pe recifele din Bahamas. Benzile de culoarea ruginii sunt cauzate de o cianobacterie , dar nu se știe dacă acest organism provoacă de fapt boala.

Colaborarea cu alte organisme

Pe lângă faptul că găzduiesc endosimbioți de fotosinteză, bureții sunt remarcați pentru gama lor largă de colaborări cu alte organisme. Buretele încrustat relativ mare Lissodendoryx colombiensis este cel mai comun pe suprafețele stâncoase, dar și-a extins raza de acțiune în pajiști cu iarbă de mare, lăsându-se înconjurat sau acoperit de bureți de iarbă de mare, care sunt dezagreabile pentru stelele de mare locale și, prin urmare, protejează Lissodendoryxul împotriva lor; în schimb, bureții din iarbă de mare obțin poziții mai înalte departe de sedimentul fundului mării.

Creveții din genul Synalpheus formează colonii în bureți, iar fiecare specie de creveți locuiește într-o specie diferită de bureți, ceea ce face ca Synalpheus să fie unul dintre cele mai diverse genuri de crustacee . Mai exact, Synalpheus regalis folosește buretele nu numai ca sursă de hrană, ci și ca o apărare împotriva altor creveți și prădători. Până la 16.000 de indivizi locuiesc într-un singur burete , hrănindu-se cu particulele mai mari care se adună pe burete în timp ce filtrează oceanul pentru a se hrăni. Alte crustacee, cum ar fi crabii pustnici, au în mod obișnuit o specie specifică de burete, Pseudospongosoritele , cresc pe ele, deoarece atât buretele, cât și crabul ocupă cochilii gasteropode până când crabul și buretele depășesc coaja, rezultând în cele din urmă ca crabul să folosească corpul buretelui ca protecție în loc de carapacea până când crabul găsește o carapace de înlocuire potrivită.

Gama batimetrică a unor specii de bureți
Demosponge Samus anonymus (până la 50 m), hexactinellid Scleroplegma lanterna (~100–600 m), hexactinellid Aulocalyx irregularis (~550–915 m), lithistid demosponge Neoaulaxinia persicum (~500–1.700 m)
Rețea trofică generalizată pentru recife de burete

Bucla de burete

Majoritatea bureților sunt detritivori care filtrează particulele de resturi organice și formele de viață microscopice din apa oceanului. În special, bureții ocupă un rol important ca detritivori în rețelele trofice ale recifelor de corali prin reciclarea detritusului la niveluri trofice mai înalte .

S-a făcut ipoteza că bureții de recif de corali facilitează transferul materiei organice derivate din corali către detritivorii lor asociați prin producerea de detritus de burete, așa cum se arată în diagramă. Mai multe specii de bureți sunt capabile să transforme DOM derivat din corali în detritus de burete și să transfere materia organică produsă de corali mai departe în rețeaua trofică a recifului. Coralii eliberează materie organică atât sub formă de mucus dizolvat, cât și sub formă de particule, precum și material celular, cum ar fi Symbiodinium expulzat .

Materia organică ar putea fi transferată de la corali la bureți prin toate aceste căi, dar DOM reprezintă probabil cea mai mare fracțiune, deoarece majoritatea (56 până la 80%) din mucusul de corali se dizolvă în coloana de apă și pierderea coralilor de carbon fix din cauza expulzării. de Symbiodinium este de obicei neglijabil (0,01%) în comparație cu eliberarea de mucus (până la ~40%). Materia organică derivată din corali ar putea fi, de asemenea, transferată indirect către bureți prin intermediul bacteriilor, care pot consuma și mucus de corali.

Ipoteza buclei burete
Etapele căii buclei burete: (1) coralii și algele eliberează exsudați sub formă de materie organică dizolvată (DOM), (2) bureții preiau DOM, (3) bureții eliberează particule organice detritice (POM), (4) detritus de burete ( POM) este preluat de detritivore asociate cu bureți și care trăiesc liber .
Holobiontul burete
Burete holobiont este un exemplu al conceptului de ecosisteme imbricate. Funcțiile cheie îndeplinite de microbiom (săgeți colorate) influențează funcționarea holobiontului și, prin efecte în cascadă, influențează ulterior structura comunității și funcționarea ecosistemului. Factorii de mediu acționează la mai multe scale pentru a modifica procesele la scară de microbiom, holobiont, comunitate și ecosistem. Astfel, factorii care modifică funcționarea microbiomului pot duce la schimbări la nivel de holobiont, comunitate sau chiar ecosistem și invers, ilustrând necesitatea luării în considerare a mai multor scări atunci când se evaluează funcționarea în ecosistemele imbricate.
DOM: materie organică dizolvată ; POM: particule organice
DIN: azot anorganic dizolvat

Burete holobiont

Pe lângă o relație simbiotică unu la unu , este posibil ca o gazdă să devină simbiotică cu un consorțiu microbian . Bureții sunt capabili să găzduiască o gamă largă de comunități microbiene care pot fi, de asemenea, foarte specifice. Comunitățile microbiene care formează o relație simbiotică cu buretele pot reprezenta până la 35% din biomasa gazdei sale. Termenul pentru această relație simbiotică specifică, în care un consorțiu microbian se asociază cu o gazdă, se numește relație holobiotică . Buretele, precum și comunitatea microbiană asociată cu acesta, vor produce o gamă largă de metaboliți secundari care îl ajută la protejarea împotriva prădătorilor prin mecanisme precum apărarea chimică .

Unele dintre aceste relații includ endosimbioți din celulele bacteriocite și cianobacteriile sau microalgele găsite sub stratul de celule pinacoderm, unde sunt capabile să primească cea mai mare cantitate de lumină, folosită pentru fototrofie. Ele pot găzdui peste 50 de phyla microbiene și phyla candidate diferite, inclusiv Alphaprotoebacteria, Actinomycetota , Chloroflexota , Nitrospirota , " Cianobacteria ", taxonii Gamma-, filul candidat Poribacteria și Thaumarchaea .

Sistematică și istorie evolutivă

Taxonomie

Linnaeus , care a clasificat cele mai multe tipuri de animale sesile ca aparținând ordinului Zoophyta din clasa Vermes , a identificat în mod eronat genul Spongia ca plante din ordinul Alge . Pentru o lungă perioadă de timp după aceea, bureții au fost alocați unui subregat separat, Parazoa („lângă animale”), separat de Eumetazoa care a format restul regatului Animalia . Ele au fost considerate ca un filum parafiletic , din care au evoluat animalele superioare. Alte cercetări arată că Porifera este monofiletică.

Filul Porifera este împărțit în continuare în clase, în principal, în funcție de compoziția scheletului lor :

  • Hexactinellida (bureții de sticlă) au spicule de silicat, dintre care cele mai mari au șase raze și pot fi individuale sau topite. Principalele componente ale corpului lor sunt sincitia în care un număr mare de celule au o singură membrană externă .
  • Calcarea are schelete făcute din calcit , o formă de carbonat de calciu , care poate forma spicule separate sau mase mari. Toate celulele au un singur nucleu și membrană.
  • Majoritatea Demospongiae au spicule de silicat sau fibre sponginoase sau ambele în țesuturile moi. Cu toate acestea, câteva au și schelete externe masive din aragonit , o altă formă de carbonat de calciu. Toate celulele au un singur nucleu și membrană.
  • Archeocyatha sunt cunoscute doar ca fosile din perioada Cambriană .

În anii 1970, bureții cu schelete masive de carbonat de calciu au fost alocați unei clase separate, Sclerospongiae , altfel cunoscută sub denumirea de „bureți coralini”. Cu toate acestea, în anii 1980 s-a constatat că aceștia erau toți membri fie ai Calcarea, fie ai Demospongiei.

Până acum publicațiile științifice au identificat aproximativ 9.000 de specii de porifere, dintre care: aproximativ 400 sunt bureți de sticlă; aproximativ 500 sunt specii calcaroase; iar restul sunt demospongi. Cu toate acestea, unele tipuri de habitat, pereții verticali de stâncă și peșteri și galerii din stâncă și bolovani de corali, au fost investigate foarte puțin, chiar și în mările de mică adâncime.

Clase

Bureții erau împărțiți în mod tradițional în trei clase: bureții calcaroși (Calcarea), bureții de sticlă (Hexactinellida) și demospongii (Demospongiae). Cu toate acestea, studiile au arătat că Homoscleromorpha , un grup despre care se crede că aparține Demospongiae , este de fapt bine separat din punct de vedere filogenetic. Prin urmare, au fost recunoscuți recent ca a patra clasă de bureți.

Bureții sunt împărțiți în clase în principal în funcție de compoziția scheletului lor : Acestea sunt aranjate în ordine evolutivă, așa cum se arată mai jos, în ordinea crescătoare a evoluției lor de sus în jos:

Clasă Tipul de celule Spiculele Fibre spongioase Exoschelet masiv Forma corpului
Hexactinellida Mai ales syncytia la toate speciile Silice
poate fi individuală sau topită
Nu Nu Leuconoid
Demospongiae Un singur nucleu, o singură membrană externă Silice La multe specii La unele specii.
Fabricat din aragonit , dacă este prezent.
Leuconoid
Calcarea Un singur nucleu, o singură membrană externă Calcitul
poate fi individual sau de mase mari
Nu Uzual.
Fabricat din calcit, dacă este prezent.
Asconoid, siconoid, leuconoid sau solenoid
Homoscleromorpha Un singur nucleu, o singură membrană externă Silice La multe specii Nu Sylleibid sau leuconoid

Înregistrare fosilă

Raphidonema faringdonense , un burete fosil din Cretacicul Angliei
1
2
3
4
5
6
7
1 : Interfață  2 : Cavitatea centrală  3  Peretele interior  4 : Por ( toți pereții au pori)  5  Septum  6  Peretele exterior  7  Fixare

Deși ceasurile moleculare și biomarkerii sugerează că bureții au existat cu mult înainte de explozia cambriană a vieții, spiculele de silice precum cele ale demospongelor sunt absente din înregistrarea fosilelor până în Cambrian. Un raport nefondat din 2002 există despre spicule în roci datat cu aproximativ 750  de milioane de ani în urmă . Bureți fosili bine conservați de acum aproximativ 580 de  milioane de ani în perioada Ediacaran au fost găsiți în Formația Doushantuo . Aceste fosile, care includ spicule, pinacocite , porocite , arheocite , sclerocite și cavitatea internă, au fost clasificate drept demosponge. Fosile de bureți de sticlă au fost găsite cu aproximativ 540 de  milioane de ani în urmă în roci din Australia, China și Mongolia. Bureții cambrieni timpurii din Mexic aparținând genului Kiwetinokia prezintă dovezi ale fuziunii mai multor spicule mai mici pentru a forma un singur spicul mare. Spiculele de carbonat de calciu ale bureților calcarosi au fost găsite în rocile Cambrianului timpuriu de acum aproximativ 530 până la 523 de milioane de ani în Australia. Alte demosponge probabile au fost găsite în fauna timpurie a Cambrianului Chengjiang , de la 525 la 520 de milioane de ani în urmă . Fosilele găsite în Teritoriile Canadei de Nord-Vest, datând de acum 890 de  milioane de ani, pot fi bureți; dacă această constatare este confirmată, sugerează că primele animale au apărut înainte de evenimentul de oxigenare din Neoproterozoic .

Conținutul de oxigen al atmosferei în ultimii miliarde de ani. Dacă va fi confirmată, descoperirea bureților fosilizați care datează cu 890 de milioane de ani în urmă ar precede Evenimentul de oxigenare din Neoproterozoic (800-500 de milioane de ani BP ).

Bureții de apă dulce par a fi mult mai tineri, deoarece cele mai vechi fosile cunoscute datează din perioada Eocenului mijlociu cu aproximativ 48 până la 40 de milioane de ani în urmă . Deși aproximativ 90% dintre bureții moderni sunt demospongi , resturile fosilizate de acest tip sunt mai puțin frecvente decât cele de alte tipuri, deoarece scheletele lor sunt compuse din burete relativ moale care nu se fosilizează bine. Cei mai timpurii simbioți de bureți sunt cunoscuți din Silurian timpuriu .

Un trasor chimic este 24-izopropil colestan , care este un derivat stabil al 24-izopropil colesterolului , despre care se spune că este produs de demospongi , dar nu de eumetazoare („adevărate animale”, adică cnidarii și bilaterianii ). Deoarece se crede că coanoflagelații sunt rudele unicelulare cele mai apropiate ale animalelor, o echipă de oameni de știință a examinat biochimia și genele unei specii de coanoflagelați . Ei au ajuns la concluzia că această specie nu ar putea produce 24-izopropilcolesterol, dar că investigarea unei game mai largi de coanoflagelați ar fi necesară pentru a demonstra că fosilul 24-izopropilcolestan ar fi putut fi produs doar de demospongi. Deși o publicație anterioară a raportat urme ale substanței chimice 24-izopropil colestan în roci antice care datează de acum 1.800 de  milioane de ani , cercetări recente care utilizează o serie de roci mult mai precis datate au dezvăluit că acești biomarkeri apar abia înainte de sfârșitul glaciației Marinoan , cu aproximativ 635  de milioane . cu ani în urmă , și că „analiza biomarkerului nu a dezvăluit încă nicio dovadă convingătoare pentru bureții antici care au precedat primul episod glaciar neoproterozoic extins la nivel global (Sturtianul, acum ~ 713  milioane de ani în Oman)”. Deși s-a susținut că acest „biomarker de burete” ar fi putut proveni din alge marine, cercetări recente sugerează că capacitatea algelor de a produce acest biomarker a evoluat doar în Carbonifer ; ca atare, biomarkerul rămâne puternic în sprijinul prezenței demospongelor în Criogenian.

Arheociatidele , pe care unii le clasifică drept un tip de burete coralin, sunt fosile foarte comune în rocile din Cambrianul timpuriu în urmă cu aproximativ 530 până la 520 de milioane de ani , dar se pare că au dispărut până la sfârșitul Cambrianului în urmă cu 490  de milioane de ani . S-a sugerat că au fost produse de: bureți; cnidarii ; alge ; foraminifere ; un filum complet separat de animale, Archaeocyatha; sau chiar un regat al vieții complet separat, numit Archaeata sau Inferibionta. Începând cu anii 1990, arheociatidele au fost privite ca un grup distinctiv de bureți.

= piele
= carne

Este dificil să se încadreze cancelriiidele în clasificări ale bureților sau ale animalelor mai complexe. O analiză din 1996 a concluzionat că aceștia erau strâns legați de bureții, pe motiv că structura detaliată a scleritelor cancelloride („plăci de armură”) este similară cu cea a fibrelor de spongin, o proteină de colagen , din demospongeții moderni de keratoză (inciți) , cum ar fi Darwinella . Cu toate acestea, o altă analiză din 2002 a concluzionat că cancelriiidele nu sunt bureți și pot fi intermediari între bureți și animale mai complexe, printre alte motive pentru că pielea lor era mai groasă și mai strâns conectată decât cea a bureților. În 2008, o analiză detaliată a scleritelor cancelloridelor a concluzionat că acestea erau foarte asemănătoare cu cele ale halkieriidelor , animale bilateriane mobile care arătau ca niște limacși în zale și ale căror fosile se găsesc în roci din Cambrianul timpuriu până în Cambrianul mijlociu. Dacă acest lucru este corect, s-ar crea o dilemă, deoarece este extrem de puțin probabil ca organisme total neînrudite să fi putut dezvolta astfel de scleriți similari în mod independent, dar diferența uriașă în structurile corpului lor face dificil de văzut cum ar putea fi strâns legate.

Relații cu alte grupuri de animale

Un coanoflagelat
 Opisthokonta 

ciuperci

Coanoflagelate

 Metazoare 

Bureți de sticlă

Demospongi

Bureți calcaroși

 Eumetazoa 

Jeleuri pieptănate

Placozoa

Cnidaria
(meduze etc.)

alte metazoare

Arborele genealogic simplificat care arată bureții calcaroși cei mai apropiați
de animalele mai complexe.
 eucariote 

Plante

ciuperci

 Metazoare 

Majoritatea demospongelor

Bureți calcaroși

Homoscleromorpha

 Eumetazoa 

Cnidaria
(meduze etc.)

alte metazoare

Arborele genealogic simplificat care arată Homoscleromorpha ca fiind cel mai apropiat
de animalele mai complexe.

În anii 1990, bureții erau considerați pe scară largă ca un grup monofiletic , toți descendind dintr-un strămoș comun care era el însuși un burete și ca „grup-soră” cu toate celelalte metazoare (animale multicelulare), care formează ele însele un grup monofiletic. Pe de altă parte, unele analize din anii 1990 au reînviat și ideea că rudele evolutive cele mai apropiate ale animalelor sunt coanoflagelatele , organisme unicelulare foarte asemănătoare cu coanocitele bureților – ceea ce ar implica că majoritatea Metazoarelor au evoluat din strămoși foarte asemănătoare bureților și, prin urmare, bureții pot. să nu fie monofiletic, deoarece aceiași strămoși asemănătoare bureților ar putea fi dat naștere atât bureților moderni, cât și membrilor non-burete ai Metazoa.

Analizele din 2001 au ajuns la concluzia că Eumetazoa (mai complexă decât bureții) este mai strâns legată de anumite grupuri de bureți decât de alte grupuri de bureți. Astfel de concluzii implică faptul că bureții nu sunt monofiletici, deoarece ultimul strămoș comun al tuturor bureților ar fi, de asemenea, un strămoș direct al Eumetazoilor, care nu sunt bureți. Un studiu din 2001 bazat pe comparații ale ADN-ului ribozomului a concluzionat că cea mai fundamentală diviziune în bureți a fost între bureții de sticlă și restul și că Eumetazoa sunt mai strâns legate de bureții calcaroși (cei cu spicule de carbonat de calciu) decât de alte tipuri de burete. În 2007, o analiză bazată pe comparații de ARN și alta bazată în principal pe compararea spiculelor a concluzionat că demosponges și bureții de sticlă sunt mai strâns legați unul de celălalt decât oricare dintre bureții calcaroși, care la rândul lor sunt mai strâns legați de Eumetazoa.

Alte dovezi anatomice și biochimice leagă Eumetazoa cu Homoscleromorpha , un subgrup de demospongi. O comparație din 2007 a ADN-ului nuclear , excluzând bureții de sticlă și jeleurile de pieptene , a concluzionat că:

  • Homoscleromorpha este cel mai strâns înrudit cu Eumetazoa;
  • bureții calcaroși sunt următorii cei mai apropiați;
  • ceilalți demospongi sunt „mătuși” evolutive ale acestor grupuri; și
  • cancelriiidele , animale asemănătoare pungi ale căror fosile se găsesc în rocile cambriene , pot fi bureți.

Spermatozoizii Homoscleromorpha împărtășesc trăsături cu spermatozoizii Eumetazoa, din care spermatozoizii altor bureți îi lipsesc. Atât în ​​Homoscleromorpha, cât și în Eumetazoa, straturile de celule sunt legate între ele prin atașarea la o membrană bazală asemănătoare covorului, compusă în principal din colagen „tip IV” , o formă de colagen care nu se găsește în alți bureți – deși fibrele sponginoase care întăresc mezoilul tuturor demosburetelor. este similar cu colagenul „tip IV”.

Analizele descrise mai sus au concluzionat că bureții sunt cei mai apropiați de strămoșii tuturor Metazoarelor, dintre toate animalele multicelulare, inclusiv bureții și grupurile mai complexe. Cu toate acestea, o altă comparație din 2008 a 150 de gene din fiecare dintre cele 21 de genuri, de la ciuperci la oameni, dar incluzând doar două specii de burete, a sugerat că jeleurile de pieptene ( ctenophora ) sunt cea mai bazală descendență a Metazoa inclusă în probă. Dacă acest lucru este corect, fie jeleurile moderne de pieptene și-au dezvoltat structurile complexe independent de alte Metazoare, fie strămoșii bureților au fost mai complexi și toți bureții cunoscuți sunt forme simplificate drastic. Studiul a recomandat analize suplimentare folosind o gamă mai largă de bureți și alte Metazoare simple, cum ar fi Placozoa .

Rezultatele unei astfel de analize, publicate în 2009, sugerează că ar putea fi justificată o întoarcere la viziunea anterioară. „Arborii genealogici” construiți folosind o combinație a tuturor datelor disponibile – morfologice, de dezvoltare și moleculare – au ajuns la concluzia că bureții sunt de fapt un grup monofiletic, iar cnidarii formează grupul soră cu bilaterianii.

O aliniere foarte mare și consecventă intern a 1.719 proteine ​​la scara metazoarelor, publicată în 2017, a arătat că (i) bureții – reprezentați de Homoscleromorpha, Calcarea, Hexactinellida și Demospongiae – sunt monofiletici, (ii) bureții sunt un grup sora tuturor. alte animale multicelulare, (iii) ctenoforii apar ca a doua linie de animale ramificate și (iv)  placozoarele apar ca a treia linie de animale, urmate de grupul surorat cnidarieni cu bilaterianii .

În martie 2021, oamenii de știință de la Dublin au găsit dovezi suplimentare că bureții sunt grupul sora tuturor celorlalte animale.

Spongiologi de seamă

Utilizare

Bureți din tărtăcuță burete de vânzare alături de bureți de origine animală ( Bazarul de mirodenii din Istanbul , Turcia).

De delfini

Un raport din 1997 a descris utilizarea bureților ca unealtă de către delfinii cu nas de sticlă în Shark Bay din Australia de Vest. Un delfin va atașa un burete marin pe tribuna sa , care este probabil folosit pentru a-l proteja atunci când caută hrană pe fundul nisipos al mării . Comportamentul, cunoscut sub numele de burete , a fost observat doar în acest golf și este prezentat aproape exclusiv de femele. Un studiu din 2005 a concluzionat că mamele le învață comportamentul fiicelor și că toți utilizatorii de bureți sunt strâns înrudiți, sugerând că este o inovație destul de recentă.

De către oameni

Bureți naturali în Tarpon Springs , Florida
Expoziție de bureți naturali de vânzare pe Kalymnos în Grecia

Schelet

Carbonatul de calciu sau spiculele de silice ale majorității genurilor de bureți le fac prea aspre pentru majoritatea utilizărilor, dar două genuri, Hippospongia și Spongia , au schelete moi, în întregime fibroase. Primii europeni au folosit bureți moi în multe scopuri, inclusiv căptușeală pentru căști, ustensile portabile de băut și filtre municipale de apă. Până la inventarea bureților sintetici, aceștia erau folosiți ca instrumente de curățare, aplicatoare pentru vopsele și glazuri ceramice și contraceptive discrete . Cu toate acestea, până la mijlocul secolului al XX-lea, pescuitul excesiv a adus atât animalele, cât și industria aproape de dispariție. Vezi și scufundări cu bureți .

Multe obiecte cu texturi asemănătoare bureților sunt acum făcute din substanțe care nu sunt derivate din porifere. Bureții sintetici includ instrumente de curățare personală și casnică , implanturi mamare și bureți contraceptivi . Materialele tipice utilizate sunt spuma de celuloză , spuma poliuretanică și, mai rar, spuma de silicon .

„ Buretele luffa ”, scris și lufa , care este vândut în mod obișnuit pentru utilizare în bucătărie sau la duș, nu provine de la un animal, ci în principal din „scheletul” fibros al tărtăcuței burete ( Luffa aegyptiaca , Cucurbitaceae ).

Compușii antibiotici

Bureții au potențial medicinal datorită prezenței în bureții înșiși sau în simbioții lor microbieni a unor substanțe chimice care pot fi utilizate pentru a controla viruși , bacterii , tumori și ciuperci.

Alți compuși biologic activi

Halichondria produce precursorul eribulinei halicondrina B

Lipsiți de orice înveliș protector sau mijloace de evadare, bureții au evoluat pentru a sintetiza o varietate de compuși neobișnuiți. O astfel de clasă este derivații de acizi grași oxidați numiți oxilipine . S-a descoperit că membrii acestei familii au proprietăți anticancerigene, antibacteriene și antifungice. Un exemplu izolat din bureții plakortis din Okinawa, plakoridina A , a demonstrat potențialul ca citotoxină pentru celulele limfomului murin.

Vezi si

Referințe

Bibliografie

linkuri externe