Hay al menos 5.000 especies de esponjas con nombre, probablemente con miles más aún por clasificar. La morfología de las esponjas más simples adopta la forma de un cilindro irregular con una gran cavidad central, la espongocola, que ocupa el interior del cilindro (Figura 1). El agua entra en la espongocola a través de numerosos poros, u ostia, que crean aberturas en la pared del cuerpo. El agua que entra en la espongocola es expulsada a través de una gran abertura común llamada ósculo. Sin embargo, hay que tener en cuenta que las esponjas presentan una gran diversidad de formas corporales, incluyendo variaciones en el tamaño y la forma de la espongocola, así como el número y la disposición de las cámaras de alimentación dentro de la pared del cuerpo. En algunas esponjas, múltiples cámaras de alimentación se abren a partir de una espongocola central y en otras, varias cámaras de alimentación que se conectan entre sí pueden estar entre los poros de entrada y la espongocola.

Aunque las esponjas no muestran una verdadera organización en capas de tejidos, sí tienen una serie de «tejidos» funcionales compuestos por diferentes tipos de células especializadas para funciones distintas. Por ejemplo, unas células similares a las epiteliales, llamadas pinacocitos, forman el cuerpo más externo, llamado pinacodermo, que cumple una función protectora similar a la de nuestra epidermis. Dispersos entre el pinacodermo se encuentran los ostia que permiten la entrada de agua en el cuerpo de la esponja. Estos poros han dado a las esponjas el nombre de filo Porífera. En algunas esponjas, los ostias están formados por porocitos, células individuales con forma de tubo que actúan como válvulas para regular el flujo de agua en el interior de la esponja. En otras esponjas, los ostias están formados por pliegues en la pared del cuerpo de la esponja. Entre la capa exterior y las cámaras de alimentación de la esponja hay una sustancia gelatinosa llamada mesohilo, que contiene fibras colágenas. En el mesohilo residen varios tipos de células, como los amebocitos, las «células madre» de las esponjas, y los esclerocitos, que producen materiales esqueléticos. La consistencia gelatinosa del mesohilo actúa como un endoesqueleto y mantiene la morfología tubular de las esponjas.

Las cámaras de alimentación del interior de la esponja están revestidas por coanocitos («células de cuello»). La estructura de un coanocito es fundamental para su función, que consiste en generar una corriente de agua dirigida a través de la esponja y atrapar e ingerir partículas microscópicas de alimento por fagocitosis. Estas células de alimentación son similares en apariencia a los choanoflagelados unicelulares (Protista). Esta similitud sugiere que las esponjas y los choanoflagelados están estrechamente relacionados y que probablemente comparten una ascendencia común. El cuerpo del choanocito está incrustado en el mesohilo y contiene todos los orgánulos necesarios para el funcionamiento normal de la célula. En el «espacio abierto» del interior de la cámara de alimentación sobresale un cuello en forma de malla compuesto por microvellosidades con un único flagelo en el centro de la columna. El batido de los flagelos de todos los coanocitos atrae el agua hacia el interior de la esponja a través de los numerosos ostia, hacia los espacios revestidos por los coanocitos y, finalmente, hacia el exterior a través del ósculo (u ósculos, si la esponja está formada por una colonia de esponjas adheridas). Las partículas de alimento, incluidas las bacterias transmitidas por el agua y los organismos unicelulares como las algas y diversos protistas de tipo animal, quedan atrapadas por el cuello criboso de los coanocitos, se deslizan hacia el cuerpo de la célula y son ingeridas por fagocitosis. Los coanocitos también cumplen otra función sorprendente: Pueden diferenciarse en espermatozoides para la reproducción sexual, momento en el que se desprenden del mesohilo y abandonan la esponja con el agua expulsada a través del ósculo.

Los amebocitos (derivados de los arqueocitos similares a las células madre), se denominan así porque se mueven por el mesohilo en forma de ameba. Tienen una variedad de funciones: Además de transportar nutrientes desde los coanocitos a otras células de la esponja, también dan lugar a huevos para la reproducción sexual. (Los óvulos permanecen en el mesohilo, mientras que los espermatozoides se liberan en el agua). Los amebocitos pueden diferenciarse en otros tipos de células de la esponja, como los colenocitos y los lofocitos, que producen la proteína similar al colágeno que sostiene el mesohilo. Los amebocitos también pueden dar lugar a los esclerocitos, que producen espículas (picos esqueléticos de sílice o carbonato cálcico) en algunas esponjas, y a los espongocitos, que producen la proteína espongina en la mayoría de las esponjas. Estos diferentes tipos de células en las esponjas se muestran en la figura 1.

Figura 1. Se muestra el (a) plan corporal básico de la esponja y (b) algunos de los tipos celulares especializados que se encuentran en las esponjas.

Como hemos visto, la mayoría de las esponjas se apoyan en pequeñas espículas parecidas a los huesos (normalmente pequeñas estructuras puntiagudas hechas de carbonato de calcio o sílice) en el mesohilo. Las espículas sirven de soporte para el cuerpo de la esponja y también pueden disuadir de la depredación. La presencia y la composición de las espículas constituyen la base para diferenciar tres de las cuatro clases de esponjas Figura 2.

Las esponjas de la clase Calcarea producen espículas de carbonato cálcico y no tienen espongina; las de la clase Hexactinellida producen espículas silíceas de seis rayos (vidriosas) y no tienen espongina; y las de la clase Demospongia contienen espongina y pueden o no tener espículas; si están presentes, esas espículas son silíceas. Las esponjas de esta última clase se han utilizado como esponjas de baño. Las espículas son más visibles en las esponjas de vidrio, clase Hexactinellida. Algunas espículas pueden alcanzar proporciones gigantescas. Por ejemplo, en relación con las espículas típicas de las esponjas de vidrio, cuyo tamaño oscila generalmente entre 3 y 10 mm, algunas de las espículas basales del hexactinélido Monorhaphis chuni son enormes y llegan a medir hasta 3 metros. Las esponjas de cristal también son inusuales porque la mayoría de sus células corporales están fusionadas para formar un sincitio multinucleado. Debido a que sus células están interconectadas de esta manera, las esponjas hexactinélidas no tienen mesohilo.

Una cuarta clase de esponjas, las Sclerospongiae, fue descrita a partir de especies descubiertas en túneles submarinos. También se denominan esponjas coralinas por sus esqueletos de carbonato cálcico de varias capas. La datación basada en el ritmo de deposición de las capas del esqueleto sugiere que algunas de estas esponjas tienen cientos de años.

Figura 2. Varias clases de esponjas (a) Clathrina clathrus pertenece a la clase Calcarea, (b) Staurocalyptus spp. (nombre común: esponja Picasso amarilla) pertenece a la clase Hexactinellida, y (c) Acarnus erithacus pertenece a la clase Demospongia. (crédito a: modificación del trabajo de Parent Géry; crédito b: modificación del trabajo del Instituto de Investigación del Acuario de la Bahía de Monterey, NOAA; crédito c: modificación del trabajo de la Red de Monitoreo Integrado del Santuario, Santuario Marino Nacional de la Bahía de Monterey, NOAA)

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