Poríferos - Esponjas

Da filo Porifera, um filtrador

Todos já devem ter ouvido falar no “Bob Esponja”, mas poucos sabem sobre a inspiração original desse personagem. Sem tecidos, orgãos ou sistemas, células que somente seus representantes possuem e uma função essencial na água salgada e doce, esses seres estáticos e primordiais são o começo do que entendemos hoje como animais e ainda, é o maior compositor dos recifes de corais. Nem sempre macios como esponjas de banho sintéticas, de diversos tamanhos e cores, e uma constituição mais simples do que parece, hoje será apresentado características gerais do grupo dos Poríferos, ou melhor dizendo, das esponjas aquáticas.

- O presente artigo está sendo produzido em grupo para a avaliação do Prof. Dr. Eder Carvalho na diciplina Zooeucariotos Basais, do curso de Ciências Biológicas na Universidade Católica do Salvador -

Grupo formado por: Enrique Paim, Giselle Chaves, Hanna Pacheco, Isadora Hernandez e Nicole Coelho (ADM do blog).

Devidamente apresentados, vamos ao específico.

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Hoje, nós lhes apresentamos os Proíferos.

Fisiologia

Os poríferos compoem um dos grupos de metazoários (animais multicelulares) mais antigos; foram originados no período pré-cambriano e são um dos organismos mais simples desse grupo, não possuindo órgãos e tecidos.

Sua fisiologia é caracterizada por:

Filtração

Os poríferos, também chamados de esponjas, são organismos que absorvem água pelos poros, carregando oxigênio e nutrientes. A água passa pelo átrio e sai pelo ósculo, carregando dióxido de carbono e alguns resíduos.

Digestão

Sua digestão ocorre no interior das células dos coanócitos. Esse processo pode ser descrito como uma digestão intracelular, pois os coanócitos absorvem as partículas orgânicas da água e as digerem.

Respiração

Ocorrem por difusão em suas células. O oxigênio dissolvido na água entra nas células, enquanto o dióxido de carbono é liberado. Isso acontece devido à estrutura porosa do corpo dos poríferos e à ação dos coanócitos, que criam correntes de água. Assim, os poríferos conseguem realizar trocas gasosas e se alimentar de forma eficiente, mesmo sem um sistema respiratório complexo.

Excreção

Assim como as trocas gasosas, a excreção também acontece em todas as células dos poríferos; nessa fase, os produtos nitrogenados são liberados na água que sai pelo ósculo.

Reprodução

Assexuada: A reprodução assexuada nos poríferos ocorre sem a troca de material genético. Aqui estão as principais estratégias:

1. Brotamento:

   Um broto (ou gema) se forma na superfície da esponja, originado de células totipotentes. Este broto cresce, alimentado pelo fluxo de água e nutrientes da esponja-mãe. Ele pode:

   1. Permanecer preso, formando colônias de esponjas, ou

   2. Se soltar, tornando-se um indivíduo independente.

      

2. Fragmentação:

   Partes da esponja podem ser separadas por eventos como correntes de água, predadores ou processos naturais. Cada fragmento regenerará todas as partes do corpo, formando uma nova esponja. Isso é possível graças à capacidade regenerativa das células arqueócitos, que são totipotentes (podem se diferenciar em qualquer tipo celular).

   

3. Gêmulas:

   Em condições adversas (como frio ou seca), as esponjas produzem gêmulas, que são estruturas resistentes. Cada gêmula contém um grupo de células arqueócitos, protegidas por uma camada dura de espongina e espículas. Quando as condições melhoram, as gêmulas se abrem, liberando células que formam uma nova esponja.

   Exemplo: Esponjas de água doce, como as do gênero Spongilla, produzem gêmulas.

   

Sexuada: A reprodução sexuada envolve a formação de gametas e a fecundação, resultando em um zigoto que se desenvolve em uma larva.

1. Formação dos Gametas:

   Os poríferos são hermafroditas seqüenciais: uma mesma esponja pode produzir óvulos e espermatozoides, mas em momentos diferentes, evitando a autofecundação. As células envolvidas são:

   1. Óvulos: Derivados de arqueócitos (células totipotentes).

   2. Espermatozoides: Transformados a partir de coanócitos (células flageladas que movimentam a água).

2. Fecundação:

   Os espermatozoides são liberados na água pelo ósculo da esponja. Outra esponja captura esses espermatozoides pelo movimento dos coanócitos, que os transportam até os óvulos. A fecundação é geralmente interna.

3. Desenvolvimento Larval:

   Após a fertilização, o zigoto passa pelas seguintes etapas:

   1. Clivagem: O zigoto sofre várias divisões celulares, formando uma blástula.

   2. Formação da Larva: A blástula se desenvolve em uma larva móvel.

   Existem dois tipos principais de larva:

   1. Parenquímula: Larva maciça, coberta por células ciliadas que ajudam na natação.

   2. Anfiblástula: Larva oca, com células diferenciadas em polos opostos.

   Fixação e Metamorfose: A larva nada até encontrar um substrato adequado. Ela se fixa, sofre metamorfose, e reorganiza suas células para formar uma nova esponja adulta.

   

Resumo das células envolvidas são:

• Coanócitos: Movimentam a água e podem transformar-se em espermatozoides.

• Arqueócitos: São totipotentes, formando óvulos, células regenerativas ou as gêmulas.

• Pinacócitos: Células de revestimento que participam da captura de nutrientes e podem ajudar na regeneração.

Importância

Os poríferos desempenham um papel importante na economia e ecologia. Por estabelecerem relações simbióticas com outros organismos, os impactos causados pelas atividades humanas nas esponjas também comprometem a sobrevivência de diversas espécies dependentes delas. As esponjas abrigam e protegem diversos organismos como pequenos peixes, crustáceos e moluscos, servindo como um micro-habitat.

Além disso, poríferos são filtradores essenciais, removendo partículas e matéria orgânica da coluna d’água. Isso acaba contribuindo para a purificação da água e consequentemente para o equilíbrio dos ecossistemas aquáticos em que estão presentes. Eles também desempenham um papel fundamental no ciclo de nutrientes, especialmente em recifes de coral.

O sponge loop, também conhecido por circuito da esponja, converte matéria orgânica em biomassa esponjosa, que é consumida por outros organismos e contribui para a cadeia alimentar.

“O exsudato é uma substância líquida que extravasa dos vasos sanguíneos para os tecidos circundantes, sendo uma resposta natural do corpo à presença de uma lesão”.

Muitas esponjas apresentam uma relação simbiótica, como foi citado anteriormente, com algas e bactérias fotossintéticas, como as cianobactérias, que acabam fornecendo nutrientes em troca de suporte e proteção. Um grande exemplo disso é a esponja Aplysina fistularis, que possui associação com cianobactérias.

Os poríferos também absorvem grandes quantidades de carbono do ambiente marinho, desempenham um papel importante na ciclagem do nitrogênio e contribuem para a cimentação de recifes.

No âmbito econômico, as esponjas podem ser utilizadas como uma alternativa mais natural às esponjas de banho sintéticas. Contudo, é importante destacar que nem todas as espécies são usadas para essa finalidade, pois algumas apresentam espículas (estruturas que garantem a sustentação na base das esponjas) e podem causar lesões na pele.

Porém, espécies apropriadas, como por exemplo a Spongia officinalis (também conhecida por esponja-de-banho) não devem ser retiradas do ambiente marinho (considerando seu cultivo específico, porém esta finalidade carece de estudos).

Spongia officinalis

Outra aplicação relevante é a produção de substâncias bioativas, como enzimas, que podem ser utilizadas no desenvolvimento de medicamentos, tratamentos e cosméticos.

Vulnerabilidade

Os poríferos são organismos essenciais para os ecossistemas marinhos, desempenhando papéis vitais como biofiltradores e fornecendo abrigo para diversas espécies. No entanto, muitas espécies de poríferos estão enfrentando sérios riscos de extinção, muitas vezes sem serem adequadamente avaliadas pela Lista Vermelha da IUCN (União Internacional para Conservação da Natureza). Esses riscos são resultado de vários fatores, que incluem:

Sobrepesca e Coleta Excessiva

Uma das maiores ameaças para algumas espécies de poríferos é a sobrepesca e a coleta excessiva. A exploração comercial, especialmente das esponjas-de-banho (Classe: Demospongiae), sem controle adequado, coloca grande pressão sobre as populações. A coleta excessiva prejudica a regeneração das esponjas e o equilíbrio ecológico nas regiões que habitam, comprometendo os ecossistemas marinhos.

Doenças e Eventos Climáticos Extremos

O aumento das temperaturas da água, o estresse térmico e a acidificação dos oceanos estão relacionados ao surgimento de doenças que afetam as esponjas, podendo causar mortalidades em massa. No Mediterrâneo, por exemplo, eventos climáticos extremos têm contribuído para o declínio de várias espécies de esponjas.

Progressão do branqueamento e posterior morte de um recife de corais.

Degradação do Habitat

Atividades humanas, como a pesca de arrasto, a destruição de recifes e a poluição, impactam diretamente os habitats dos poríferos, afetando a distribuição e abundância das espécies. Como os poríferos dependem de substratos duros como rochas e recifes, a degradação desses ambientes os torna mais vulneráveis.

Mudanças Ambientais Globais

O aquecimento global e a acidificação dos oceanos afetam os processos biológicos fundamentais dos poríferos, como reprodução, crescimento e estrutura celular. Isso representa uma ameaça à sobrevivência dessas espécies e ao papel ecológico que desempenham.

A extinção ou o declínio das populações de poríferos podem causar graves impactos ecológicos. Como biofiltradores, eles ajudam a manter a qualidade da água, removendo partículas em suspensão e microorganismos. A perda desses organismos comprometeria essa função, aumentando a turbidez da água e prejudicando a saúde dos ecossistemas marinhos.

Além disso, muitas espécies marinhas dependem dos poríferos para abrigo e alimentação, e sua diminuição pode reduzir a biodiversidade marinha e gerar instabilidade nos ecossistemas.

Medidas de Conservação

Para enfrentar essas ameaças, é crucial que mais espécies de poríferos sejam incluídas na avaliação da IUCN. Iniciativas de conservação no Mediterrâneo, por exemplo, estão utilizando dados regionais para monitorar populações e habitats.

Mapa do Mediterrâneo. Áreas escuras indicam presença ds dez principais hotspots de Poríferos.

A inclusão dessas espécies na Lista Vermelha ajudará a entender melhor seu status de conservação e a implementar políticas eficazes para sua proteção. Essas ações buscam mitigar os impactos das atividades humanas, como a pesca e a poluição, promovendo uma gestão sustentável dos ecossistemas marinhos.

Consequências da Redução dos Poríferos

A extinção ou o declínio populacional dos poríferos pode gerar impactos ecológicos graves. Como biofiltradores, as esponjas ajudam a manter a qualidade da água, removendo partículas em suspensão e microorganismos. Se as populações de poríferos diminuírem ou desaparecerem, essa função essencial será comprometida.

Curiosidades

Dentre todas os dados complexos dos poríferos, certas curiosidades e informações podem acabar passando despercebidas. Aqui estão algumas delas:

Tamanho

Diferentes de alguns animais, as esponjas, mesmo estando no mesmo grupo, são classificadas devido ao seu tamanho e complexidade das redes porosas.

• Áscon: Forma mais simplificada das esponjas, com poros simples e tamanho pequeno;

• Sícon: Formato mediano, tamanho moderado, e os poros começam a se ramificar;

• Lêucon: Maior tamanho, rede de poros com câmaras e canais complexos, tamanho geral de um a dois metros de altura.

  

Divisão:

Os poríferos são divididos em três classes principais, de acordo com sua estrutura básica de sustentação:

• Calcarea: Agrupa as esponjas com espículas calcárias. Podem ser dos tipos áscon, sícon ou lêucon;

• Hexactinellida: Grupo das esponjas com espículas de sílicas. Podem ser sícon ou lêucon;

• Demospongiae: Esponjas com esqueleto de esponjina, silicioso ou misto. Apenas do tipo lêucon.

Além disso, essa classificação é usada para diferenciar as espécies de esponjas (em chaves de identificação), usando como fator principal tanto a composição quanto o formato de suas espículas (ou a ausência delas, no caso da espongina).

Coral-sol como invasor em Salvador:

O Tubastranea tagusensis (coral-sol amarelado) e Tubastranea coccinea (coral-sol alaranjado) são espécies invasoras na costa brasileira, de São Paulo até a Bahia, e recentemente ocupando Pernambuco e Ceará.

Por meio da crosta de embarcações que circulam de porto em porto, essa espécie de coral se assentou e tem trazido grande risco para as espécies nativas por conta de sua reprodução acelerada e independência das zoocantelas.

Sem essa dependência, o coral sol não precisa necessariamente da luz solar, possuindo grande vantagem contra a população local de poríferos (a associação com essa microalga zooxantela permite que as esponjas, além da filtração natural, ganhem energia por meio da fotossíntese).

Coanoflagelados e Coanócitos:

• Coanoflagelados (Classe: Choanoflagellata) são protozoários flagelados caracterizados pelo colarinho envolta do flagelo, permitindo sua movimentação dinâmica e criando vórtices para a entrada de alimentos em sua célula.

• Coanócitos são as células principais dos poríferos, com flagelos responsáveis pela circulação de água no interior do átrio e pelo fluxo de matéria orgânica particulada para digestão intracelular.

  

  Coanoflagelado

Coanócito

Há uma teoria que diz sobre os coanoflagelados terem se relacionado com alguns outros seres protistas e originado os poríferos, visto que sua semelhança (basicamente idênticos) e seu funcionamento são os mesmos.

Além dessa semelhança, no grupo dos coanoflagelados existe um indivíduo em colônia desses seres, funcionando como uma árvore de coanócitos agindo em conjunto. Ele poderia ser entendido como um porífero às avessas, circulando e coletando alimento diretamente da água, sem átrio, ósculo ou amebócitos.

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Leituras recomendadas*:

• 7 curiosidades sobre esponjas do mar - Greenpeace;

• Esponjas marinhas - potencial para produtos cosméticos - Global Cosmetics;

• Espículas de esponjas de água doce: um novo agente de patologia ocular - Departamento de patologia, Fundação Oswaldo Cruz-Fiocuz (em inglês);

• Recifes de coral: os corais e o fenômeno do branqueamento - Projeto Bioicos;

• O Coral-Sol: um astro invasor - Projeto Bioicos;

• Esponjas comerciais do Mediterrâneo: mais de 5000 anos de história natural e património cultural - Marine Ecology Progress Series.

*Essas leituras também foram usadas como fonte para a construção do post.

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Fontes usadas:

• Site “Resumo de Exsudato: conceito, tipos e mais";

• Artigo “Bioprospecção a partir dos oceanos: conectando a descoberta de novos fármacos aos produtos naturais marinhos";

• Artigo “Checklist de Porifera do Estado de São Paulo, Brasil";

• Site/imagem “Reef sponges facilitate the transfer of coral-derived organic matter to their associated fauna via the sponge loop";

• Site “Poríferos - Quero Bolsa";

• Site “Poríferos - Toda Matéria";

• Site “Choanoflagellata";

• Site/imagem “Hotspot do Mediterrâneo";

• Site “Categorias e critérios para a Lista Vermelha da IUCN";

• Artigo “Visão geral do estado de conservação dos Anthozoa do mediterrâneo";

• Artigo “Os papéis funcionais das esponjas marinhas";

• Artigo “Ondas de calor marinhas causam mortalidade em massa recorrente no Mar Mediterrâneo";

• Artigo “Conservação aquática: ecossistemas marinhos e de água doce";

• Vídeo “Circulação da água em esponjas";

• Site “Poríferos: características, estrutura, reprodução”;

• Site “Reprodução dos Poríferos - forma sexuada e assexuada".

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