خارقة: الخصائص والتصنيف والتكاثر - مادة الاحياء - 2025

إن Porifera هي الأبسط وتنتمي Phylum Porifera إلى الحيوانات متعددة الخلايا ، والمعروفة باسم الإسفنج. هذه الحيوانات مائية بالكامل ، ما يقرب من 15000 نوع من الإسفنج تعيش في البحار وحوالي 150 نوعًا فقط توجد في المياه العذبة.

الإسفنج متنوع للغاية في الحجم: يمكن قياس قطرها من بضعة مليمترات إلى أكثر من مترين. إنها كائنات حية ملونة للغاية ، لأنها تحتوي على أصباغ متعددة في خلايا الأدمة.

فيما يتعلق بنظامهم الغذائي ، فإنهم قادرون على أخذ جزيئات الطعام العالقة في الماء ، لأنها كائنات حية لاطئة ولا يمكنهم البحث عن طعامهم بنشاط. ومع ذلك ، هناك عائلة من الإسفنج آكلة اللحوم التي تكسر نمط تغذية المرشح.

يمكن أن تكون الهياكل العظمية الإسفنجية صلبة و / أو ليفية. تتكون الأجزاء الليفية من الهيكل العظمي من ألياف الكولاجين ، مثل الإسفنج ، المضمنة في مصفوفة الخلية. في المقابل ، يتكون الجزء الصلب من هياكل كلسية أو شبيهة بالسيليكا تسمى شبيكات.

يلعب الإسفنج دورًا مهمًا في الدورات البيوجيوكيميائية ، مثل دورة النيتروجين. وبالمثل ، يمكن أن تشكل ارتباطات تكافلية مع الكائنات الحية الأخرى ، من الميكروسكوب إلى الأسماك ، ومتعدد الأشواك ، وغيرها. يتم حاليًا تقسيم Phylum Porifera إلى أربع فئات: Calcarea و Hexactinellida و Demospongiae و Homoscleromorpha.

مميزات

تتميز الكائنات الحية التي تنتمي إلى Phylum Porifera بأنها حيوانات متعددة الخلايا ، و diblastic و acellomed تتكون من أنواع مختلفة من الخلايا.

من الناحية الشكلية ، يتم تنظيم سلسلة من المسام والقنوات والغرف التي تسمح بمرور الماء داخل الحيوان ، وبهذه الطريقة يحصلون على الطعام والأكسجين.

على عكس الحيوانات الأخرى ، فإن الإسفنج - في حالته البالغة - لاطئ تمامًا ومثبت في ركيزة ، مثل الشعاب المرجانية أو الصخور أو الأسطح الأخرى.

شكل الإسفنج متغير تمامًا ، ويمكن أن يقدم تناظرًا شعاعيًا أو لا يظهر أي تناظر. يمكن أن تنمو في مجموعة واسعة من الأشكال ، من الإسفنج المنتصب إلى المتفرعة أو المفصصة ، وتعيش بشكل عام في المستعمرات.

لا أعضاء أو أنسجة

ليس للإسفنج أعضاء أو أنسجة حقيقية ؛ لذلك ، يحدث هضم جزيئات الطعام داخل الخلايا وعمليات التنفس والإفراز عن طريق الانتشار. لديهم جهاز عصبي يعتبر منتشر ، على الرغم من أن وجود الجهاز العصبي في porifers هو مسألة مثيرة للجدل.

يتميز الإسفنج بعملية تجديد مذهلة للخلايا. في الواقع ، إذا تم تقطيع الإسفنج إلى قطع ، يمكن لكل جزء تطوير إسفنجة جديدة من خلال عملية تسمى التطور الجنيني الجسدي.

تاريخيا تم تصنيف الإسفنج على أنه نباتات بحرية. ومع ذلك ، في منتصف عام 1765 لاحظ الباحثون طبيعتها الحيوانية التي لا شك فيها.

يتم توزيع الإسفنج في جميع أنحاء العالم ويمكن أن يعيش في مجموعة واسعة من البيئات المائية ، من المياه الهادئة والضحلة إلى المناطق القطبية.

تصاميم الاسفنج

إن مخطط الجسم من الإسفنج بسيط للغاية: طبقة خلوية خارجية تسمى Pinacoderm تفصل المنطقة الداخلية المسماة mesoglea أو mesohilo ، وهي منطقة هلامية تتكون من الكولاجين. الأسطح الداخلية محاطة بالخلايا المخروطية ، وهي خلايا أسطوانية الشكل ذات سوط.

المناطق غير المبطنة بالخلايا المنتفخة ، مبطنة بنوع خلية آخر يسمى الخلايا الصنوبرية.

أنواع التصاميم

يحتوي الإسفنج على ثلاثة أنواع من التصميمات التي تختلف في موقع الخلايا الخيطية ، وهي فئة من الخلايا ذات الجلد التي تخلق تيارًا يسهل تدفق الماء والمواد الغذائية. يمكن تمييز الأنواع التالية:

اسفنج اسكونويد

الإسفنج Asconoid هو أشكال صغيرة وبدائية وبسيطة مثقوبة عن طريق إحداث مسام تفتح في تجويف يسمى القيلة الإسفنجية. يفتح الإسفنج إلى الخارج من خلال المنظار.

يشكل نوع الأسكونويد من الإسفنج شكلاً بدائيًا غير فعال ، نظرًا لأن حجم الماء الذي يضم القيلة الإسفنجية مرتفع ويصعب طرده إلى الخارج.

اسفنج سيكون

يحتوي الإسفنج Syconic على طيات أفقية في جدار الجسم ، وهو معقد وسميك. يدخل الماء من خلال القنوات المتدفقة من خلال المسام الجلدية ، والأوستولي والقنوات المشعة - المغطاة بالخلايا المنتفخة - من خلال البروسوبيلوس ، وهي فتحات دقيقة.

الإسفنج Leuconoid

تظهر الإسفنج Leuconoid درجة أكبر من التعقيد بفضل وجود طيات في قنوات السوط لتشكيل غرف ، مما يزيد بشكل كبير من مساحة السطح للحصول على العناصر الغذائية.

تصنيف

تنقسم Phylum Porifera إلى ثلاث فئات من الإسفنج: فئة Calcarea ، وطبقة Hexactinellida ، وفئة Demospongiae. سوف نصف كل فئة بالتفصيل أدناه:

فئة كلكاريا

تحتوي البوريفيرز من فئة Calcarea على شويكات على شكل إبرة أو بثلاثة أو أربعة أشعة ، تتكون من كربونات الكالسيوم. الأنواع في هذه الفئة صغيرة ونادراً ما تتجاوز 10 سم.

ومع ذلك ، فقد وجد في بعض مصبات الأنهار أن إسفنجة Sycon ciliatum يمكن أن تصل إلى 50 سم. وبالمثل ، فإن الأنواع Leucetta avocado و Pericharax heteroraphis تعيش في الشعاب المرجانية في المحيط الهادئ وتصل إلى 20 سم.

تعتبر عادة من أنواع المياه الضحلة ، على الرغم من وجود أدلة على أنها يمكن أن تعيش في مناطق سحيقة ، يتراوح عمقها بين 4000 و 6000 متر.

جميع الأنواع بحرية وتقدم الأنواع الثلاثة لأنظمة القنوات: asconoid و syconoid و leuconoid. حوالي 300 نوع معروف ، بعض الأمثلة هي: Leucosolenia complexata ، Sycon gelatinosum ، Grantia compresa و Clathrina.

فئة Hexactinellida

يُطلق على الإسفنج الذي ينتمي إلى هذه المجموعة اسم الإسفنج الزجاجي ، حيث تتجمع الشويكات عادةً معًا لتشكل شبكة وتتكون من السيليكون ولها ستة أشعة (ثلاثي الزوايا).

جميع الأنواع بحرية ، وتنتشر في القارة القطبية الجنوبية وتعيش في المياه العميقة. غرف الجلد هي من النوع السيكونويد والليكونويد. حوالي 500 نوع معروف ، من بين هذه الأنواع Hexactinella و Farrea و Euplectella و Aphrocallistes وغيرها.

فئة Desmopongiae

لديهم شويكات سيليكا ليست ثلاثية الزوايا ، ولكن يمكن أن تكون أحادية المحور ، أو رباعي المحور ، أو متعدد الزوايا. بالإضافة إلى ذلك ، قد تظهر فقط الإسفنجية أو كليهما.

في هذه الفئة يوجد إسفنجيات "الحمام" الشهيرة التي تنتمي إلى عائلة Spongiidae ، والتي تتميز بكثرة الإسفنج.

يعيش معظمهم في بيئات بحرية ، على الرغم من الإبلاغ عن عائلة تعيش في بيئات المياه العذبة ، مثل Spongilia lacustris و Ephidatia fluviatilis. هم من نوع leuconoid.

بالإضافة إلى إسفنج الحمام ، يمكن ذكر الأجناس الأخرى ذات الصلة التي تنتمي إلى هذه الفئة ، مثل: Thenea و Cliona و Myenia و Poterion و Callyspongia.

يوجد داخل هذه الفئة ترتيب خاص للغاية ، Poecilosclerida ، يتميز بعادة التغذية اللاحمة الخاصة به.

بالمقارنة مع أقاربهم الذين يقومون بالترشيح ، فإن الإسفنج اللاحم لا يحتوي على نظام خزان جوفي (باستثناء جنس Chondrocladia) مع الخلايا المنتفخة ، وهي خاصية تشخيصية لطيور البورفير.

تشمل الفرائس بهذا الترتيب اللافقاريات الصغيرة ، ومعظمها من القشريات. يوجد حوالي 119 إسفنجة آكلة للحوم ضمن عائلة Cladorhizidae في ثمانية أجناس ، من بينها Cladorhiza و Asbestopluma و Chondrocladia.

فئة Homoscleromorpha

إنها أصغر فئة من البوريفورات التي تتوافق مع 87 نوعًا فقط تنتمي إلى الأجناس التالية: Oscarella و Pseudocorticium و Corticium و Placinolopha و Plakina و Plakinastrella و Plakortis.

وهي تتميز بوجود خلايا صنوبرية مسوط ؛ الهيكل العظمي متغير ، مع أو بدون شويكات السيليكا ، ولها غشاء قاعدي.

عندما يكون الهيكل العظمي موجودًا ، فإنه يتكون من شبيكات رباعية السليكون رباعي النواة. معظم الأنواع لها أشكال وسائد وتتنوع على نطاق واسع في ألوانها ، وتظهر ظلال من الأزرق والأرجواني والأخضر والأصفر والأحمر وغيرها.

يسكنون النظم البيئية المظلمة أو شبه المظلمة ويمكن أن يتواجدوا في المياه الضحلة وعلى أعماق تزيد عن 100 متر.

في السابق كانت تعتبر فئة فرعية تنتمي إلى Desmospongiae. في الآونة الأخيرة ، اقترحت الدراسات القائمة على الأدلة الجزيئية إنشاء هذه الفئة الرابعة من الإسفنج.

التكاثر

التكاثر اللاجنسي

يمكن أن يختبر الإسفنج كلا من التكاثر الجنسي واللاجنسي. في اللاجنسي ، ينتج الإسفنج براعم خارجية تنمو ، وعندما تصل إلى الحجم المناسب ، تنفصل عن الإسفنج الأم وتشكل فردًا جديدًا أصغر. يمكن أن تظل أيضًا كعضو في المستعمرة.

يمكن أن تحدث عملية التكاثر اللاجنسي أيضًا عن طريق تكوين براعم داخلية تسمى الأحجار الكريمة.

في الحالة الأولية ، يتجمع نوع من الخلايا يسمى الخلايا البدائية معًا وتحيط به طبقة من الأشواك والإسفنجيات. يمكن لهذه الهياكل الهروب من جسم الوالد وتشكيل اسفنجة جديدة.

يتم إنتاج الأحجار الكريمة عندما تكون الظروف البيئية غير مواتية للإسفنج وهي أيضًا وسيلة لاستعمار موائل جديدة.

يمكن أن تدخل الأحجار الكريمة في فترة نائمة خلال فترات غير مواتية (مثل الشتاء أو درجات الحرارة المنخفضة) ، وعندما تنتهي هذه ، يتم إعادة تنشيطها ويحدث تكوين فرد جديد ؛ ولذلك فهي تعتبر تكيف الإسفنج للبقاء على قيد الحياة في الظروف المعاكسة.

التكاثر الجنسي

تحتوي معظم الإسفنج على خلايا جنسية ذكورية وأنثوية في نفس الفرد. هذه الحالة المزدوجة تسمى "أحادية المسكن" أو خنثى.

يتم إنشاء الجاميطات (البويضات والحيوانات المنوية) من الخلايا المختلقة أو الخلايا البدئية أيضًا ، اعتمادًا على النوع. يتم إطلاق الحيوانات المنوية في البيئة المائية وتدخل إلى جسم إسفنجة أخرى ، حيث تدخل غرفة الجلد وتجد البويضة.

في معظم الحالات ، يحتفظ إسفنجة الوالدين باللقاح بعد الإخصاب ثم يرقة مع أهداب ويتم إطلاقها. اليرقة قادرة على السباحة وهي متحركة ، على عكس البالغ لاطئًا. في حالات أخرى ، يتم إطلاق البويضات والحيوانات المنوية في الماء.

في بعض الحالات المحددة ، يحدث تكوين الأريمة المجوفة ، والتي تواجه فتح "الفم" ويحدث انقلاب الأريمة ؛ وبالتالي ، فإن الخلايا التي تعرضت سابقًا للقيلة الأريمية تواجه الخارج.

الهضم والإفراز

لا يحتوي الإسفنج على جهاز هضمي أو جهاز إفرازي. بدلاً من ذلك ، يفي نظام قناة نقل المياه بهذه الوظائف الأساسية لحياة الكائن الحي.

تتغذى الإسفنج بشكل أساسي عن طريق أخذ الجزيئات العالقة في الماء التي يتم ضخها في الإسفنج.

يدخل الماء من خلال المسام الصغيرة الموجودة في سرير خلية خارجي. داخل الإسفنج ، يتم تجميع المواد الغذائية عن طريق الخلايا الخانقة ، وبالتالي يتم تحقيق التغذية المعلقة.

يمكن للجسيمات الأصغر أن تدخل الخلايا المنتفخة من خلال عملية البلعمة. هناك نوعان آخران من الخلايا ، الخلايا الصنوبرية والخلايا البدائية ، تشارك أيضًا في امتصاص الجسيمات. من ناحية أخرى ، يحدث التنفس والإفراز من خلال عمليات الانتشار البسيطة.

الجهاز العصبي

يفتقر الإسفنج إلى الخلايا العصبية أو "الخلايا العصبية الحقيقية". ومع ذلك ، فقد ثبت أن هذه الحيوانات يمكن أن تستجيب للمنبهات الخارجية.

يحتوي الإسفنج على خلايا مقلصة تستجيب للبيئة من خلال نوع من التوصيل البطيء بسبب انتقال البروتوبلازم.

في عام 2010 ، اكتشفت مجموعة من الباحثين أنه في جينوم الإسفنج Amphimedon queenslandica توجد جينات مرتبطة بخلايا عصبية مشابهة لتلك الموجودة في الكائنات المجوفة والحيوانات الأخرى.

من بين هذه الجينات ، تلك المرتبطة بالنقل التشابكي السريع ، تبرز الإنزيمات المشاركة في تخليق النواقل العصبية ، من بين أمور أخرى.

عند توصيف أنواع خلايا يرقات A. queenslandica ، كان من الممكن اقتراح أنواع معينة من الخلايا التي من المحتمل أن تكون مرتبطة بالوظائف الحسية.

على سبيل المثال ، تم العثور على الخلايا المستقبلة للضوء التي تنظم المحور الضوئي في الجزء الخلفي من اليرقات. في الواقع ، اليرقة قادرة على اختيار الركيزة التي سيحدث فيها إنشاء البالغ.

التطور والتطور

يتكون Phylum Porifera من أقدم metazoans الموجودة على هذا الكوكب. الإسفنج هي مجموعة نشأت قبل العصر الكمبري. ربما احتلت مجموعة من الإسفنج الشبيه بالكلس بحار الباليوزويك ؛ في العصر الديفوني حدث تطور سريع لمجموعة الإسفنج الزجاجي.

وفقًا للدراسات الجزيئية ، تنتمي الإسفنج الكلسي إلى كليد منفصل عن تلك الإسفنج التي تنتمي إلى فئتي Desmospongaie و Hexactenellida.

تشير البيانات الجزيئية إلى أن أقدم مجموعة هي Hexactinellida ، بينما Calcarea هي الأقرب إلى Phylum of the metazoans.

مع هذا الدليل ، تم طرح احتمالين: الإسفنج الكلسي هو المجموعة الشقيقة من إسفنج السيليكا ، أو الإسفنج الجيري يرتبط بميتازوان أخرى أكثر من إسفنج السيليكا ؛ في الحالة الأخيرة ، فإن Phylum Porifera ستكون paraphyletic.

المراجع

1. هيكمان ، سي بي ، روبرتس ، إل إس ، لارسون ، إيه ، أوبر ، دبليو سي ، وجاريسون سي (2001). المبادئ المتكاملة لعلم الحيوان. نيويورك: ماكجرو - هيل.
2. كاس ، جون (محرر). (2009). علم الأعصاب التطوري. الصحافة الأكاديمية.
3. ريان ، جي إف ، وتشيودين ، م. (2015). أين عقلي؟ كيف فقدت الإسفنج و placozoans أنواع الخلايا العصبية. المعاملات الفلسفية للجمعية الملكية ب: العلوم البيولوجية ، 370 (1684) ، 20150059.
4. سريفاستافا ، إم ، سيماكوف ، أو. ، تشابمان ، ج. ، فاهي ، ب ، غوتييه ، إم إي ، ميتروس ، ت. ،… ولاروكس ، سي (2010). جينوم Amphimedon queenslandica وتطور التعقيد الحيواني. الطبيعة، 466 (7307) ، 720-726.
5. Van Soest، RWM، Boury - Esnault، N.، Vacelet، J.، Dohrmann، M.، Erpenbeck، D.، De Voogd، NJ،… Hooper، JNA (2012). التنوع العالمي للإسفنج (بوريفيرا). بلوس وان، 7 (4)، e35105.
6. Wörheide، G.، Dohrmann، M.، Erpenbeck، D.، Larroux، C.، Maldonado، M.، Voigt، O.،… & Lavrov، DV (2012). السلالات العميقة وتطور الإسفنج (Phylum Porifera). في التقدم في علم الأحياء البحرية (المجلد 61 ، الصفحات 1-78). الصحافة الأكاديمية.