Biologi för studenter II
Lärandemål
- Beskriv de organisatoriska egenskaperna hos de enklaste flercelliga organismerna
Det finns minst 5 000 namngivna arter av svampar, och troligen tusentals fler som ännu inte klassificerats. De enklaste svamparnas morfologi har formen av en oregelbunden cylinder med ett stort centralt hålrum, spongocoel, som upptar insidan av cylindern (figur 1). Vatten tränger in i svampskålen genom ett stort antal porer, eller ostior, som skapar öppningar i kroppsväggen. Vatten som kommer in i svampskålen stöts ut genom en stor gemensam öppning som kallas osculum. Vi bör dock notera att svampar uppvisar en rad olika kroppsformer, inklusive variationer i spongocoelns storlek och form samt antalet och arrangemanget av matningskammare i kroppsväggen. Hos vissa svampar öppnar sig flera matningskammare från en central spongocoel och hos andra kan flera matningskammare som ansluter till varandra ligga mellan inloppsporerna och spongocoeln.
Svampar uppvisar visserligen inte någon riktig vävnadslagerorganisation, men de har ett antal funktionella ”vävnader” som består av olika celltyper som är specialiserade för olika funktioner. Till exempel bildar epitelliknande celler som kallas pinacocyter den yttersta kroppen, kallad pinacoderm, som har en skyddande funktion som liknar den som vår epidermis har. Utspridda bland pinacodermen finns de ostior som gör det möjligt för vatten att tränga in i svampens kropp. Dessa porer har gett svamparna deras fylumnamn Porifera-porer. Hos vissa svampar bildas ostiorna av porocyter, enskilda rörformade celler som fungerar som ventiler för att reglera vattenflödet in i spongocoelen. Hos andra svampar bildas ostia av veck i svampens kroppsvägg. Mellan det yttre lagret och svampens matningskammare finns en geléliknande substans som kallas mesohyl, som innehåller kollagenfibrer. Olika celltyper finns i mesohylen, bland annat amöbocyter, svampens ”stamceller”, och sklerocyter, som producerar skelettmaterial. Den gelliknande konsistensen hos mesohyl fungerar som ett endoskelett och upprätthåller svamparnas rörformiga morfologi.
Förrådskamrarna inuti svampen är fodrade av choanocyter (”krageceller”). Choanocytens struktur är avgörande för dess funktion, som är att generera en riktad vattenström genom svampen och att fånga och inta mikroskopiska matpartiklar genom fagocytos. Dessa matningsceller liknar utseendemässigt encelliga choanoflagellater (Protista). Denna likhet tyder på att svampar och choanoflagellater är nära besläktade och troligen har gemensamma förfäder. Choanocytkroppen är inbäddad i mesohyl och innehåller alla organeller som krävs för normal cellfunktion. I det ”öppna utrymmet” inuti näringskammaren sticker en nätliknande krage som består av mikrovilli med en enda flagell i mitten av kolumnen ut. Flagellernas slag från alla choanocyter drar in vatten i svampen genom de många ostierna, in i de utrymmen som fodras av choanocyter och slutligen ut genom osculum (eller osculi, om svampen består av en koloni av fastsittande svampar). Näringspartiklar, inklusive vattenburna bakterier och encelliga organismer som alger och olika djurliknande protister, fångas upp av choanocyternas silliknande krage, glider ner mot cellkroppen och tas upp genom fagocytos. Choanocyterna har också en annan överraskande funktion: De kan differentieras till spermier för sexuell reproduktion, då de lossnar från mesohylen och lämnar svampen med utdrivet vatten genom osculum.
Klipp på dessa videor för att se vattnets rörelse genom svampkroppen.
Amöbocyterna (som härstammar från stamcellsliknande arkeocyter) har fått sitt namn för att de rör sig genom mesohylen på ett amöba-liknande sätt. De har en mängd olika funktioner: Förutom att leverera näring från choanocyterna till andra celler i svampen ger de också upphov till ägg för sexuell reproduktion. (Äggen stannar kvar i mesohylen, medan spermiecellerna släpps ut i vattnet). Amöbocyterna kan differentiera till andra celltyper i svampen, t.ex. collenocyter och lophocyter, som producerar det kollagenliknande protein som stöder mesohylen. Amöbocyter kan också ge upphov till sklerocyter, som producerar spikuler (skelettformade spikar av kiseldioxid eller kalciumkarbonat) i vissa svampar, och spongocyter, som producerar proteinet spongin i majoriteten av svamparna. Dessa olika celltyper i svampar visas i figur 1.
Figur 1. Svampens (a) grundläggande kroppsplan och (b) några av de specialiserade celltyper som finns i svampar visas.
Praktikfråga
Vilket av följande påståenden är falskt?
- Choanocyter har flageller som driver vatten genom kroppen.
- Pinacocyter kan omvandlas till vilken celltyp som helst.
- Lofocyter utsöndrar kollagen.
- Porocyter styr vattenflödet genom porerna i svampkroppen.
Som vi har sett stöds de flesta svampar av små benliknande spikuler (vanligtvis små spetsiga strukturer gjorda av kalciumkarbonat eller kiseldioxid) i mesohylen. Spikuler ger stöd åt svampens kropp och kan också avskräcka från rovdjur. Förekomsten och sammansättningen av spikuler utgör grunden för att skilja tre av de fyra klasserna av svampar Figur 2.
Svampar i klassen Calcarea producerar kalciumkarbonatspikuler och inget spongin; de i klassen Hexactinellida producerar sexstrålade silikatiska (glasartade) spikuler och inget spongin; och de i klassen Demospongia innehåller spongin och kan ha eller inte ha spikuler; om de finns är dessa spikuler silikatiska. Svampar i den sistnämnda klassen har använts som badsvampar. Spikuler är mest iögonfallande hos glasvamparna, klass Hexactinellida. Vissa av spikulerna kan nå gigantiska proportioner. Till exempel är vissa av de basala spikulerna hos hexactinelliden Monorhaphis chuni enorma och kan bli upp till 3 meter långa i förhållande till typiska glassvampspikuler, vars storlek i allmänhet varierar mellan 3 och 10 mm! Glassvamparna är också ovanliga genom att de flesta av deras kroppsceller är sammanfogade och bildar ett multinukleärt syncytium. Eftersom deras celler är sammankopplade på detta sätt har de hexactinellida svamparna ingen mesohyl.
En fjärde klass av svampar, Sclerospongiae, beskrevs från arter som upptäcktes i undervattenstunnlar. Dessa kallas också korallina svampar efter sina flerskiktade kalciumkarbonatskelett. Datering baserad på hur snabbt skelettlagren avlagras tyder på att vissa av dessa svampar är hundratals år gamla.
Figur 2. Flera klasser av svampar (a) Clathrina clathrus tillhör klassen Calcarea, (b) Staurocalyptus spp. (vanligt namn: gul Picassosvamp) tillhör klassen Hexactinellida och (c) Acarnus erithacus tillhör klassen Demospongia. (kredit a: ändring av arbete av Parent Géry; kredit b: ändring av arbete av Monterey Bay Aquarium Research Institute, NOAA; kredit c: ändring av arbete av Sanctuary Integrated Monitoring Network, Monterey Bay National Marine Sanctuary, NOAA)
Att prova
Bidrag!
Förbättra den här sidanLär dig mer