Es gibt mindestens 5.000 benannte Schwammarten, wahrscheinlich mit Tausenden weiteren, die noch klassifiziert werden müssen. Die Morphologie der einfachsten Schwämme hat die Form eines unregelmäßigen Zylinders mit einem großen zentralen Hohlraum, dem Spongocoel, der das Innere des Zylinders einnimmt (Abbildung 1). Das Wasser gelangt durch zahlreiche Poren oder Ostien, die Öffnungen in der Körperwand bilden, in das Spongocoel. Das Wasser, das in das Spongocoel eintritt, wird durch eine große gemeinsame Öffnung, das Osculum, ausgestoßen. Es ist jedoch zu beachten, dass Schwämme eine große Vielfalt an Körperformen aufweisen, einschließlich Variationen in der Größe und Form des Spongocoels sowie der Anzahl und Anordnung der Futterkammern in der Körperwand. Bei einigen Schwämmen gehen mehrere Futterkammern von einem zentralen Schwammbecken aus, während bei anderen Schwämmen zwischen den Eintrittsporen und dem Schwammbecken mehrere Futterkammern liegen können, die miteinander verbunden sind.

Schwämme weisen zwar keine echte Gewebeschicht auf, haben aber eine Reihe von funktionellen „Geweben“, die aus verschiedenen Zelltypen bestehen, die auf unterschiedliche Funktionen spezialisiert sind. So bilden beispielsweise epithelähnliche Zellen, die so genannten Pinozyten, den äußersten Körper, das so genannte Pinacoderm, das eine ähnliche Schutzfunktion hat wie unsere Epidermis. Zwischen dem Pinacoderm befinden sich die Ostien, die das Eindringen von Wasser in den Körper des Schwamms ermöglichen. Diese Poren haben den Schwämmen ihren Stammnamen Porifera-Porenträger gegeben. Bei einigen Schwämmen werden die Ostien von Porozyten gebildet, einzelnen röhrenförmigen Zellen, die als Ventile fungieren, um den Wasserfluss in das Schwammocoel zu regulieren. Bei anderen Schwämmen werden die Ostien durch Falten in der Körperwand des Schwamms gebildet. Zwischen der äußeren Schicht und den Futterkammern des Schwamms befindet sich eine gallertartige Substanz, das Mesohyl, das kollagene Fasern enthält. Im Mesohyl befinden sich verschiedene Zelltypen, darunter Amöbozyten, die „Stammzellen“ der Schwämme, und Sklerozyten, die Skelettmaterial produzieren. Die gelartige Konsistenz des Mesohyls wirkt wie ein Endoskelett und erhält die röhrenförmige Morphologie der Schwämme aufrecht.

Die Fresskammern im Inneren des Schwamms sind von Choanozyten („Kragenzellen“) ausgekleidet. Die Struktur der Choanozyten ist entscheidend für ihre Funktion, die darin besteht, eine gerichtete Wasserströmung durch den Schwamm zu erzeugen und mikroskopisch kleine Nahrungspartikel durch Phagozytose aufzufangen und zu verschlucken. Diese Fresszellen ähneln im Aussehen den einzelligen Choanoflagellaten (Protista). Diese Ähnlichkeit deutet darauf hin, dass Schwämme und Choanoflagellaten eng miteinander verwandt sind und wahrscheinlich einen gemeinsamen Vorfahren haben. Der Körper des Choanozyten ist in Mesohyl eingebettet und enthält alle für die normale Zellfunktion erforderlichen Organellen. In den „offenen Raum“ innerhalb der Nahrungskammer ragt ein netzartiger Kragen aus Mikrovilli mit einer einzelnen Geißel in der Mitte der Säule. Durch das Schlagen der Geißeln aller Choanozyten wird Wasser durch die zahlreichen Ostien in den Schwamm, in die von Choanozyten ausgekleideten Räume und schließlich durch das Osculum (oder die Osculi, wenn der Schwamm aus einer Kolonie aneinanderhängender Schwämme besteht) hinausgezogen. Nahrungspartikel, darunter im Wasser lebende Bakterien und einzellige Organismen wie Algen und verschiedene tierähnliche Protisten, werden vom siebartigen Kragen der Choanozyten aufgefangen, gleiten zum Zellkörper hinunter und werden durch Phagozytose aufgenommen. Choanozyten haben noch eine weitere überraschende Funktion: Sie können sich zu Spermien für die sexuelle Fortpflanzung differenzieren, wobei sie sich aus dem Mesohyl lösen und den Schwamm mit dem ausgestoßenen Wasser durch das Osculum verlassen.

Die Amöbozyten (abgeleitet von stammzellähnlichen Archäozyten) sind so benannt, weil sie sich amöbenartig durch das Mesohyl bewegen. Sie haben eine Vielzahl von Funktionen: Sie transportieren nicht nur Nährstoffe von den Choanozyten zu anderen Zellen im Schwamm, sondern bringen auch Eier für die sexuelle Fortpflanzung hervor. (Die Eier verbleiben im Mesohyl, während die Samenzellen ins Wasser abgegeben werden.) Die Amöbozyten können sich in andere Zelltypen des Schwamms differenzieren, z. B. in Collenozyten und Lophozyten, die das kollagenartige Protein produzieren, das das Mesohyl stützt. Aus Amöbozyten können auch Sklerozyten entstehen, die bei einigen Schwämmen Spicula (Skelettstacheln aus Kieselsäure oder Kalziumkarbonat) produzieren, und Spongozyten, die bei den meisten Schwämmen das Protein Spongin herstellen. Diese verschiedenen Zelltypen in Schwämmen sind in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1. Sie zeigt (a) den grundlegenden Körperplan des Schwamms und (b) einige der spezialisierten Zelltypen, die in Schwämmen vorkommen.

Wie wir gesehen haben, werden die meisten Schwämme von kleinen knochenähnlichen Spicula (normalerweise winzige spitze Strukturen aus Kalziumkarbonat oder Siliziumdioxid) im Mesohyl gestützt. Die Spicula stützen den Körper des Schwamms und können auch Raubtiere abhalten. Das Vorhandensein und die Zusammensetzung der Stacheln bilden die Grundlage für die Unterscheidung von drei der vier Schwammklassen (Abbildung 2).

Schwämme der Klasse Calcarea haben Kalziumkarbonat-Stacheln und kein Spongin; Schwämme der Klasse Hexactinellida haben sechsstrahlige kieselige (glasige) Stacheln und kein Spongin; Schwämme der Klasse Demospongia enthalten Spongin und können Stacheln haben oder auch nicht; wenn sie vorhanden sind, sind die Stacheln kieselig. Schwämme dieser letzten Klasse wurden als Badeschwämme verwendet. Am auffälligsten sind die Schwämme der Glasschwämme, Klasse Hexactinellida. Einige der Schwämme können gigantische Ausmaße annehmen. Im Vergleich zu den typischen Glasschwämmen, deren Größe im Allgemeinen zwischen 3 und 10 mm liegt, sind einige der basalen Stacheln des Hexactinelliden Monorhaphis chuni riesig und werden bis zu 3 Meter lang! Die Glasschwämme sind auch deshalb ungewöhnlich, weil die meisten ihrer Körperzellen zu einem vielkernigen Synzytium verschmolzen sind. Da ihre Zellen auf diese Weise miteinander verbunden sind, haben die hexactinelliden Schwämme kein Mesohyl.

Eine vierte Klasse von Schwämmen, die Sclerospongiae, wurde anhand von Arten beschrieben, die in Unterwassertunneln entdeckt wurden. Diese Schwämme werden nach ihrem mehrschichtigen Kalziumkarbonat-Skelett auch Korallenschwämme genannt. Die Datierung auf der Grundlage der Ablagerungsrate der Skelettschichten lässt vermuten, dass einige dieser Schwämme Hunderte von Jahren alt sind.

Abbildung 2. Verschiedene Schwammklassen (a) Clathrina clathrus gehört zur Klasse Calcarea, (b) Staurocalyptus spp. (gelber Picasso-Schwamm) gehört zur Klasse Hexactinellida, und (c) Acarnus erithacus gehört zur Klasse Demospongia. (credit a: Modifikation der Arbeit von Parent Géry; credit b: Modifikation der Arbeit des Monterey Bay Aquarium Research Institute, NOAA; credit c: Modifikation der Arbeit des Sanctuary Integrated Monitoring Network, Monterey Bay National Marine Sanctuary, NOAA)

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