Cnidaria: Diversidad actual relativa

Transcripción

1 Cnidaria: Diversidad actual relativa Una síntesis.. Dra. Laura S. López G. Principalmente MARINOS Aprox 9000 spp Introducción a la Zoología- Segundo cuatrimestre 2015 Materia electiva recomendada: Invertebrados I (primer cuatrimestre)

2 Cnidaria: Tiempos geológicos Gran diversificación > 500 millones de años. Xunlai, Y., et al. An early Ediacaran assemblage of macroscopic and morphologically differentiated eukaryotes. Nature 470, (2011) ma

3 La historia previa de los ANIMALES Grupo de singular importancia en referencia al origen de los BILATERIA Evolutionary crossroads in developmental biology: Cnidaria Ulrich Technau and Robert E. Steele Development 139, 4491 (2012) doi: /dev Eventos previos a la diversificación de los animales-

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5 oral PLAN CORPORAL SIMETRIA RADIAL (EJE ORAL-ABORAL). Indicar eje y planos. RADIATA. Discutir esto! (eje o-a y a-p?) NIVEL DE ORGANIZACIÓN (comparación con PORIFERA). Al menos 12 tipos celulares diferentes aboral Destacar la importancia evolutiva de la diferenciación de EPITELIOS: polarización y compartimentarización. División del trabajo ABERTURA ORAL E INICIO DE LA DIGESTIÓN EXTRACELULAR EN METAZOA/además de la digestión intracelular). Sistema digestivo de única abertura. Ppalmente carnívoros.

6 manubrio Cavidad gastrovascular no tabicada PLAN CORPORAL: PÓLIPO Y MEDUSA Cavidad gastrovascular= celenteron

7 Cavidad gastrovascular tabicada: ANTHOZOA (versus HYDROZOA) corte transversal

8 Cavidad gastrovascular tabicada: DETALLE DE SEPTO DE ANTHOZOA Y DE SU DIFERENCIACIÓN Epitelio de la GASTRODERMIS: distintos tipos celulares

9 DIVISIÓN FUNCIONAL DEL TRABAJO: COLONIAS. Los individuos de la colonia están morfológicamente conectados y comparten recursos (principalmente alimento). Los individuos pueden ser muy similares entre si y cada uno cumplir todas las funciones (colonias de Anthozoa) o existir diferencias morfológicas entre los pólipos (colonias de Hydrozoa). Polimorfismo morfólogico. GONOZOIDE GASTROZOIDE

10 HOJAS EMBRIONARIAS: CONDICIÓN DIBLÁSTICA: ECTODERMO Y ENDODERMO= EPIDERMIS Y GASTRODERMIS. LA MESOGLEA COMO CAPA INTERMEDIA (origen ectodérmico) ATENCIÓN!!!!: Nueva evidencia podría indicar que son triblásticos derivados. La presencia de células musculares de tipo estriado (en algs. Cnidaria) sería el argumento Este tipo de células deriva del mesodermo. (Seipel y Schmid 2005; Yamada et al 2007; Burton 2008 y otros)

11 Pared de cuerpo: epidermis (epitelio externo con sus tipos celulares), gastrodermis (epitelio interno) y la mesoglea con distinto grado de desarrollo y complejidad en los distintos cnidarios (en las medusas= gelatinosa jellyfish ). Aunque hay varios tipos celulares diferenciados hay escaso desarrollo de órganos ( gónadas en particular). Las células de la gastrodermis pueden contener zooclorelas o zooxantelas

12 Epidermis. Estructura. PRESENCIA DE CNIDOCITOS. Las armas de los Cnidaria. Estructura y función. Adherentes y penetrantes

13 PLAN CORPORAL Sistemas de coordinación: Coordinación nerviosa en un animal de simetría RADIAL.No hay concentración de células nerviosas= no hay un centro ppal de procesamiento de información sino un plexo nervioso que puede ser bastante complejo (se reconocen neuronas sensoriales y motoras). Incluso se reconocen ganglios en la estructura de este sistema nervioso. Cómo se ve el medio externo en un plan corporal de simetría radial? Tipos de estructuras sensoriales (particularmente desarrolladas en la fase MEDUSA). Estructuras sensoriales principales: estatocistos y ocelos. ROPALIAS: concentraciones de neuronas y órganos sensoriales. Son 4 o múltiplo de 4 y se encuentran en los bordes umbrelares

14 24 ojos de 4 tipos distintos en medusas predadoras (Cubozoa) Aunque algunas medusas pueden presentar ojos más complejos (con lentes)!!!! Garm, A., et al. (2011). Box Jellyfish Use Terrestrial Visual Cues for Navigation. Curr. Biol. DOI: /j.cub Bielecki, J. et al. (2014) Ocular and Extraocular Expression of Opsins in the Rhopalium of Tripedalia cystophora (Cnidaria: Cubozoa). PLoS ONE 9(6): e doi: /journal.pone

15 AUSENCIA DE SISTEMAS DE TRANSPORTE INTERNO (no circulatorio-no ventilatorio-no excretor). En agua dulce la cav. gastrovascular puede funcionar como la vacuola pulsátil Cómo se cumplen esas funciones?

16 Alta variación en la BIOLOGÍA REPRODUCTIVA DE LOS CNIDARIOS: ASEXUAL: Gemación (tanto en pólipos como en medusas) Laceración pedal (pólipo de Anthozoa) Fisión longitudinal y transversal (ppalmente en Anthozoa) SEXUAL (monoica y dioica): fomación de gametas (en el pólipo o la medusa), fecundación y desarrollo de una larva bentónica a partir de la cual se desarrolla un pólipo Larva PLANULA: ciliada y bilateral (similitud con la gástrula de los triblásticos). SUS IMPLICANCIAS EN EL ORIGEN DE LOS BILATERIA. METAMORFOSIS DE LA LARVA. Bagun J, Riutort M (2004) The dawn of bilaterian animals: the case of acoelomorph flatworms. BioEssays 26:

17 CICLO DE VIDA DE HYDROZOA generalizado - indicar reproducción sexual y asexual SEXUAL ASEXUAL ASEXUAL

18 CICLO DE VIDA DE SCYPHOZOA ASEXUAL SEXUAL

19 Esqueletonización en Cnidaria: En pólipos de Hydrozoa= PERISARCO (con variable grado de desarrollo). Quitina y escleroproteína. En un grupo pño. (Hidrocorales) el esqueleto es calcáreo

20 Esqueletonización en Cnidaria: Esqueletos con distinto grado de calcificación en ANTHOZOA (esqueletos blandos y duros ). Espículas de carbonato de calcio dentro de la mesoglea (corales blandos =endoesqueletos) y puede además tener un eje córneo o calcáreo Córneo

21 Copas calcáreas = corales pétreos corales escleractinios o corales duros (más compactos, tb de carbobato de calcio). Arrecifes de coral Epitelio basal= precipita el carbonato de calcio. Escleroseptos

22 GRUPOS PRINCIPALES DE CNIDARIA Y SUS CARACTERÍSTICAS Hydrozoa Scyphozoa Cubozoa Staurozoa Anthozoa (no hay fase medusa)

23 HYDROZOA Solitarios (Hydra sp) o Coloniales (la mayoría). Numerosos pólipos unidos por un estolón. Habitan agua dulce y marina (mayoría) Presentan alternancia entre la forma pólipo y medusa (la mayoría/no Hydra sp) En general la forma pólipo es sésil, pero en algunos casos toda la colonia se desplaza. Ej Siphonophora:colonia flotante de pólipos-sin fase medusa En general hay polimorfismo en la fase pólipo: gastrozoides, dactilozoides y gonozoides

24 La fase medusa tiene VELO (ver borde umbrelar-esquema) La mesoglea es menos abundante que en los otros grupos de Medusozoa y se la considera acelular. En general las gónadas son epidérmicas

25 Solitarios, marinos y planctónicos La fase pólipo es muy breve en su ciclo de vida (escifistoma-efiras). FASE MEDUSA DOMINANTE. Medusas sin VELO. Borde de la campana festoneado o lobulado. Suelen tener brazos orales asociados al manubrio. En general de mayor tamaño que las de Hydrozoa. Cavidad gastrovascular con bolsas gástricas (4) Mesoglea presenta significativo número de células (incluso musculares) y estructura más compacta. Gónadas gastrodérmicas. FASE DOMINANTE SCYPHOZOA FASE BREVE

26 CUBOZOA ALGUNAS CARACTERÍSTICAS SIMILARES A SCYPHOZOA Solitarios, marinos y planctónicos Fase pólipo muy breve. MEDUSA fase dominante. Medusa tiene 4 caras aplanadas ( Cubozoa ) Mesoglea gruesa. Gónadas gastrodérmicas. Cavidad gastrovascular con bolsas gástricas (4) SUS MEDUSAS TIENEN VELO-margen de la campana liso y sin ropalios

27 ANTHOZOA Coloniales o solitarios, marinos y bentónicos Solo fase pólipo. Cavidad gastrovascular con septos (completos o incompletos). Significativo incremento de la superficie digestiva. El borde libre del septo=filamento mesentérico. Si el lób medio se extiende más allá de la base del mesenterio= acontio Gónadas gastrodérmicas Importante grado de ESQUELETONIZACIÓN OCTOCORALIA Y ZOANTHARIA

28 OCTOCORALLIA (Octocorales) 8 septos completos y 8 tentáculos pinnados. Organización colonial. Corales blandos. Un sifonoglifo ZOANTHARIA (Hexacorales) Septos en múltiplos de 6 (completos e incompletos). Usualmente 12. Solitarios (anémonas) o Coloniales (escleractinias). La faringe tabicada presenta uno o dos SIFONOGLIFOS (anémonas) Importante grado de esqueletonización en los coloniales. Las anémonas sin esqueleto calcáreo.

29 FILOGENIA (The Tree of Life Proyect) Scy-Cub y Anthozoa comparten: cav gastrovascular tabicada, gónadas gastrodérmicas, mesoglea con células y cnidocitos en epi y gastrodermis A.G. COLLINS Phylogeny of Medusozoa and the evolution of cnidarian life cycles. Sugerir revisar las citas bibliográficas más actuales del Tree of Life para Cnidaria

30 LOS CNIDARIA Y LA CONSTRUCCIÓN DE ECOSISTEMAS COMPLEJOS : LOS ARRECIFES DE CORAL. La paradoja de sistemas complejos en ambientes de baja productividad primaria. La endosimbiosis. ATENCIÓN!: gran cantidad de radicales libres..el pólipo se defiende : producción de antioxidantes! Factores limitantes: temperatura y luminosidad (ver distribución actual de corales)

31 CNIDARIA Y ACTUALIDAD! Las medusas en la mira ( indicadores del cambio climático global?) El blanqueamiento de los corales. ( indicadores de baja de calidad de agua?/efecto de la polución costera sobre los arrecifes costeros. Impacto sobre la biodiversidad) Los Cnidaria como fuentes para la FARMACOLOGIA MARINA (cosmética/antioxidantes/principios activos de las pantallas solares) Productos antifouling Misiones espaciales (Spacelab-NASA 1991) Medusas al espacio modelo para evaluar impacto de la ausencia de gravedad en las células nerviosas (2400 ejemplares) Especialistas en Cnidarios en Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata/IIMYC-CONICET: Dr. Pablo Genzano y equipo Dr. Daniel Lauretta-MACN

32 La inmortalidad de.la medusa Turritopsis nutricola (Hydrozoa) Reversing the Life Cycle: Medusae Transforming into Polyps and Cell Transdifferentiation in Turritopsis nutricula (Cnidaria, Hydrozoa) S. Piraino, F. Boero, B. Aeschbach and V. Schmid Istituto Sperimentale Talassografico CNR "A. Cerruti," Via Roma 3, I Taranto,and Laboratorio di Ecologia de1 Benthos, Stazione Zoologica di Napoli "A. Dohm, " Ischia Porto (Naples), Italy Organisms develop through a series of stages leading to sexually mature adults. In a few cases ontogeny reversal is possible, but it does not occur typically after the onset of sexual reproduction. All stages of the medusa Turritopsis nutricula, from newly liberated to fully mature individuals, can transform back into colonial hydroids, either directly or through a resting period, thus escaping death and achieving potential immortality. This is the first metazoan known to revert to a colonial, juvenile morph after having achieved sexual maturity in a solitary stage. Selective excision experiments show that the transformation of medusae into polyps occurs only if differentiated cells of the exumbrellar epidermis and part of the gastrovascular system are present, revealing a transformation potential unparalleled in the animal kingdom. The Biological Bulletin, Vol 190, Issue , Copyright 1996 by Marine Biological Laboratory