多孔質：特性、分類、再現 - 生物学 - 2025

海綿動物は、一般的にスポンジとして知られている多細胞動物に属し、最も簡単かつ門海綿動物です。これらの動物は完全に水生生物であり、海には約15,000種のスポンジが生息しており、淡水では約150種しか見つかりません。

スポンジのサイズは非常に多様です。直径は数ミリメートルから2メートル以上まで測定できます。彼らは真皮の細胞に複数の色素を持っているので、彼らは非常にカラフルな生物です。

彼らの食事に関しては、それらは付着生物であり、彼らは積極的に彼らの食物を探すことができないので、水中に浮遊している食物粒子を摂取することができます。ただし、フィルターの供給パターンを壊す肉食性スポンジのファミリーがあります。

スポンジのスケルトンは、剛体および/または繊維状にすることができます。スケルトンの繊維部分は、細胞基質に埋め込まれたスポンジンなどのコラーゲン繊維で構成されています。対照的に、硬質部分は、石灰岩と呼ばれる石灰質またはシリカのような構造で構成されています。

スポンジは、窒素循環などの生物地球化学的循環において重要な役割を果たします。同様に、それらは、顕微鏡から魚、多毛類など、他の生物と共生関係を形成する可能性があります。現在、Pyrum PoriferaはCalcarea、Hexactinellida、Demospongiae、およびHomoscleromorphaの4つのクラスに分かれています。

特徴

Phylum Poriferaに属する生物は、さまざまな種類の細胞で構成される多細胞、双胚、無細胞の動物であることを特徴としています。

形態学的には、動物内での水の移動を可能にする一連の細孔、チャネル、およびチャンバーが組織化されており、このようにして食物と酸素を獲得します。

他の動物とは異なり、スポンジ-成体の状態-は完全に固着性であり、サンゴ、岩、その他の表面などの基質に固定されています。

スポンジの形状は非常に変化しやすく、放射状の対称性を示したり、対称性を示さなかったりします。それらは、直立したものから分岐したまたはローブのあるスポンジまで、幅広い形状で成長することができ、一般的にコロニーに住んでいます。

臓器や組織はありません

スポンジには実際の臓器や組織はありません。したがって、食物粒子の消化は細胞内で起こり、拡散による呼吸と排泄のプロセスです。彼らは神経系がびまん性と見なされているが、ポリファーの神経系の存在は物議を醸している問題である。

スポンジは信じられないほどの細胞再生プロセスを誇ります。実際、スポンジを細かく切ると、各断片は体細胞胚形成と呼ばれるプロセスによって新しいスポンジを発達させることができます。

歴史的にスポンジは海洋植物として分類されました。しかし、1765年半ばに、研究者たちは疑いの余地のない動物の性質に注目しました。

スポンジは世界中に分布しており、穏やかで浅い水域から極地まで、広範囲の水生環境に生息できます。

スポンジデザイン

スポンジのボディプランは非常に単純です。コラーゲンで構成されるゼラチン状の領域であるメソグリアまたはメソヒロと呼ばれる内部領域を分離するピナコーダームと呼ばれる外部細胞層。内面は鞭毛細胞、鞭毛のある円筒形の細胞に囲まれています。

コアノサイトで裏打ちされていない領域は、松果体細胞と呼ばれる別の細胞型で裏打ちされています。

デザインの種類

スポンジには、コアノサイトの位置が異なる3種類のデザインがあります。これは、水と栄養素の流れを促進する電流を生成する鞭毛細胞のクラスです。次のタイプを区別できます。

アスコノイドスポンジ

アスコノイドスポンジは小さく、原始的で単純な形であり、海綿状細胞と呼ばれる空洞に通じている孔が開いている。海綿骨は、小孔を通って外側に開いています。

海綿状突起を収容する水の量が多く、その外への排出が難しいため、アスコノイド型のスポンジは非効率的な原始形態を構成します。

Syconスポンジ

シコニックスポンジは、体壁に水平な折り目があり、複雑で厚くなっています。水は、細い開口部であるプロソピロスを介して、真皮孔、オスティオリ、および脈管細胞によって覆われた放射チャネルを介して発生するチャネルを通って入ります。

ロイコノイドスポンジ

ルーコノイドスポンジは、鞭毛状の運河に空洞を形成するためのひだの存在のおかげで、複雑さの度合いが大きくなり、栄養素を取得するための表面積が大幅に増加します。

分類

Phylum Poriferaは3つのクラスのスポンジに分けられます：Calcareaクラス、Hexactinellidaクラス、およびDemospongiaeクラス。以下で各クラスについて詳しく説明します。

Calcareaクラス

Calcareaクラスのポリファイアには、炭酸カルシウムで構成される針状の針または3つまたは4つの光線があります。このクラスの種は小さく、めったに10センチを超えません。

ただし、一部の河口では、Sycon ciliatumスポンジが最大50センチに達することがわかっています。同様に、Leucetta avocadoとPericharax heteroraphisは、太平洋のサンゴ礁に生息し、20センチに達します。

それらは通常浅い水種と考えられていますが、4,000から6,000メートルの深さの深海に生息できるという証拠もあります。

すべての種は海洋性であり、3種類のチャネルシステム（アスコノイド、シコノイド、ロイコノイド）を示します。約300種が知られており、いくつかの例は、Leucosolenia complicata、Syconゼラチン、Grantia compresa、およびクラスリーナです。

クラスヘキサクチネリダ

このグループに属するスポンジは、通常、ガラス状スポンジと呼ばれます。これは、棘が通常グループ化してネットワークを形成し、シリコンで構成され、6本の光線を持っているためです（3軸性）。

すべての種は海洋性で、南極大陸を支配し、深海に生息しています。べん毛室は、類竜類型とロイコノイド型である。これらのHexactinella、Farrea、Euplectella、Aphrocallistesなどのなかで、約500種が知られています。

クラスデスモポンジア

それらは、三軸性ではないが、一軸性、四軸性、または多軸性であり得るシリカの棘を有する。さらに、それらは海綿状物質のみまたは両方を提示することがある。

このクラスには、スポンジが豊富なスポンジ科に属する有名な「バス」スポンジがあります。

Spongilia lacustrisやEphidatia fluviatilisなどの淡水環境に住んでいる家族が報告されていますが、ほとんどが海洋環境に住んでいます。それらはロイコノイド型です。

バススポンジに加えて、このクラスに属する他の関連する属、たとえば、Thenea、Cliona、Myenia、Poterion、Callyspongiaなどが挙げられます。

このクラスには、独特の肉食性の食性が特徴の非常に特殊な秩序であるポエシロスクレリダがあります。

肉食性スポンジは、その親族のフィルタリングと比較して、ポリオの診断的特徴であるチョアノサイトを備えた帯水層システム（コンドロクラディア属を除く）を備えていません。

この順序の獲物には、小さな無脊椎動物、主に甲殻類が含まれます。これらのCladorhiza、AsbestoplumaおよびChondrocladiaの間で、8属のCladorhizidae家族内には約119の肉食性スポンジがあります。

クラスホモスクレロモルファ

それは、次の属に属する87種のみに適合する多孔質の最小クラスです：オスカレラ、シュードコルチシウム、コルチシウム、プラシノロファ、プラキナ、プラキナストレラおよびプラコルチス。

それらは鞭毛を有する松果体細胞を有することを特徴とする。骨格は様々であり、シリカの棘がある場合とない場合があり、基底膜があります。

スケルトンが存在する場合、それは4線シリコンテトラキソニックスピキュルで構成されます。ほとんどの種はクッションの形をしており、色が大きく異なり、とりわけ青、紫、緑、黄、赤の色調を示します。

彼らは暗いまたは半暗い生態系に生息し、浅い水と100メートルを超える深さの両方に位置することができます。

以前はDesmospongiaeに属するサブクラスと見なされていました。最近、分子的証拠に基づく研究により、この4番目のクラスのスポンジの作成が提案されています。

再生

無性生殖

スポンジは有性生殖と無性生殖の両方を経験することができます。無性において、スポンジは成長する外側の芽を作り出し、それらが適切なサイズに達すると、それらは母のスポンジから分離し、新しい、より小さな個体を形成します。コロニーのメンバーとして残ることもできます。

無性生殖プロセスは、宝石と呼ばれる内部芽の形成によっても発生する可能性があります。

初期状態では、アーキサイトと呼ばれる種類の細胞が凝集し、棘とスポンギンの層に囲まれています。これらの構造は、親の体から脱出し、新しいスポンジを形成できます。

胚珠は、環境条件がスポンジにとって好ましくないときに生成され、新しい生息地にコロニーを形成する方法でもあります。

宝石は、不利な時期（冬や低温など）に休止状態に入り、これらが終了すると、再活性化されて新しい個体の形成が起こります。したがって、それらはスポンジが悪条件に耐えるために適応したものと見なされます。

有性生殖

ほとんどのスポンジは、同じ個体に男性と女性の性細胞を持っています。この二重の状態は「一義的」または雌雄同体と呼ばれます。

配偶子（胚珠と精子）は、種によって、コアノサイトまたはアーキオサイトから生成されます。精子は水生環境に放出され、別のスポンジの体に入ります。そこで、それは鞭毛室に入り、卵子を見つけます。

ほとんどの場合、親のスポンジは受精後も受精卵を保持し、次に繊毛を持つ幼虫を保持して解放されます。幼虫は、固着している成虫とは対照的に、泳ぐことができ、移動可能です。他の場合では、卵と精子は水中に放出されます。

いくつかの特定のケースでは、「口」の開口を経験し、胞胚の反転が発生する中空胞胞の形成が発生します。したがって、以前に割球に曝された細胞は外側を向く。

消化と排泄

スポンジには消化器系や排泄系はありません。代わりに、水輸送チャネルシステムは、生物の生命にとってこれらの重要な機能を果たします。

スポンジは、主にスポンジに送り込まれる水中に浮遊する粒子を取り込むことで給餌します。

水は外部の細胞床にある小さな孔から入ります。スポンジ内では、軟骨細胞により食材が回収され、懸濁栄養が実現されます。

より小さな粒子は、食細胞のプロセスを介して膠細胞に入ることができます。他の2つの細胞型、松果体細胞と古細胞も粒子の取り込みに関与しています。一方、呼吸と排泄は単純な拡散プロセスによって発生します。

神経系

スポンジは神経細胞または「真のニューロン」を欠いています。ただし、これらの動物は外部刺激に応答できることが示されています。

スポンジには、原形質伝達による一種の遅い伝導を介して環境に応答する収縮細胞があります。

2010年、研究グループは、海綿動物のAmphimedon queenslandicaのゲノムに、刺胞動物や他の動物に見られるものと同様の神経細胞に関連する遺伝子があることを発見しました。

これらの遺伝子のうち、急速なシナプス伝達に関連する遺伝子、とりわけ神経伝達物質の合成に関与する酵素が際立っています。

A.クイーンズランディカ幼虫の細胞型を特徴づけるとき、おそらく感覚機能に関連している特定の種類の細胞を提案することが可能でした。

たとえば、幼虫の後部で走光性を調節する視細胞が見つかっています。実際、幼虫は成虫の定着が起こる基質を選択することができます。

進化と系統

フィラムポリフェラは、地球上で最も古い既存の後生動物で構成されています。スポンジはカンブリア紀以前に生まれたグループです。おそらく、石灰質のような海綿のグループが古生代の海を占めていました。デボン紀では、硝子体海綿のグループの急速な発達が起こりました。

分子研究によると、石灰質のスポンジは、デスモスポンガイとヘキサクテネリダのクラスに属するスポンジとは別のクレードに属しています。

分子データは、最も古いグループがHexactinellidaであるのに対し、Calcareaは後生動物の門に最も近いことを示唆しています。

この証拠により、2つの可能性が提起されました。石灰質スポンジは、シリカスポンジの姉妹グループです。後者の場合、Phylum Poriferaは準系統的であろう。

参考文献

1. Hickman、CP、Roberts、LS、Larson、A.、Ober、WC、&Garrison、C.（2001）。動物学の統合された原則。ニューヨーク：McGraw – Hill。
2. カース、JH（編）。（2009）。進化的神経科学。アカデミックプレス。
3. Ryan、JF、&Chiodin、M.（2015）。正気を失った？スポンジとプラコゾアンはどのように神経細胞型を失ったのか。王立協会の哲学的取引B：生物科学、370（1684）、20150059。
4. Srivastava、M.、Simakov、O.、Chapman、J.、Fahey、B.、Gauthier、ME、Mitros、T.、…&Larroux、C.（2010）。Amphimedon queenslandicaのゲノムと動物の複雑さの進化。Nature、466（7307）、720-726。
5. ヴァンゾースト、RWM、ブーリー–エスノウ、N。、ヴァセレット、J。、ドーマン、M。、エルペンベック、D。、デヴォーグ、NJ、…フーパー、JNA（2012）。スポンジの世界的な多様性（ポリフェラ）。PLoS ONE、7（4）、e35105。
6. Wörheide、G.、Dohrmann、M.、Erpenbeck、D.、Larroux、C.、Maldonado、M.、Voigt、O.、…&Lavrov、DV（2012）。深い系統とスポンジ（Phylum Porifera）の進化。海洋生物学の進歩（第61巻、1〜78ページ）。アカデミックプレス。