Antichi abitanti dei mari: i Poriferi

Il phylum Porifera comprende gli organismi comunemente chiamati spugne ed è il più antico phylum di organismi animali pluricellulari tutt’ora presenti sul nostro pianeta, databile fino ad almeno 540 milioni di anni fa (Müller et al., 2007).

Caratteristiche delle spugne

Le spugne sono organismi bentonici che vivono soprattutto sui fondali di mari ed oceani, sebbene siano presenti qualche specie che riesce a sopravvivere e proliferare nelle acque dolci (Fam. Spongillidae). Sono note poco meno di 9000 specie di spugne, accomunate da alcune caratteristiche peculiari:

1. Il piano corporeo è asimmetrico o con un’apparente simmetria radiale;

2. Le cellule sono lassamente organizzate;

3. Sono presenti solamente tre tipi cellulari: pinacociti, coanociti e cellule mesenchimatiche

4. Sono presenti una o più cavità centrali collegate da canali attraverso le quali circola l’acqua

5. Sono assenti organi e tessuti specializzati

La superficie esterna di ogni spugna è costituita dai pinacociti, cellule piatte con funzione di rivestimento e di protezione dall’ambiente esterno. In alcuni casi essi possono specializzarsi in porociti, cellule contrattili che aiutano e regolano la circolazione dell’acqua. Sotto alla superficie dei pinacociti è presente uno strato intermedio chiamato mesoilo, una matrice colloidale che agisce da scheletro idrostatico. Nel mesoilo sono presenti le cellule mesenchimatiche: esse sono specializzate per varie funzioni, come l’assorbimento dei nutrienti, la riproduzione e la secrezione delle spicole.

Le spicole sono microscopiche concrezioni di calcio o silice e che vengono prodotte da cellule mesenchimatiche ameboidi; la loro funzione è quella di supporto, assieme allo scheletro idrostatico. La loro forma e la loro dimensione sono importanti caratteri tassonomici, fondamentali per l’identificazione della specie. Alcune specie invece utilizzano uno scheletro fibroso composto da una proteina, la spongina.

La struttura sacciforme interna è chiamata atrio o spongocele, mentre l'insieme dei coanociti è chiamato coanoderma o gastroderma. Le pareti interne del sistema acquifero (atrio/canali e cavità acquifere) sono tappezzate di coanociti, cellule flagellate in grado di movimentare l’acqua ed in grado di trattenere le particelle alimentari grazie a microvilli. In questa maniera, l’acqua entra da piccoli pori inalanti detti “ostii” ed esce da pori esalanti di dimensioni maggiori chiamati “osculi”, evitando il ristagno ed avendo così una disponibilità continua di nutrimento ed ossigeno.

A seconda della morfologia che assume, possiamo identificare tre strutture corporee nelle spugne:

· Ascon, con un unico spongocele semplice

· Sycon, con un unico spongocele le cui pareti sono ricche di pieghe

· Leucon, senza uno spongocele distinguibile ma con svariate camere e canali acquiferi

Le spugne sono organismi filtratori che si nutrono principalmente di batteri, microalghe, protisti e materiale organico in sospensione. Alcune specie di acque profonde o che abitano in caverne marine sono carnivore, ed appartengono alla Fam. Cladorhizidae, come la peculiare spugna arpa (Chondrocladia lyra, Lee, Reiswig, Austin & Lundsten, 2012).

Riproduzione

La maggioranza dei poriferi è ermafrodita, e l’autofecondazione viene evitata producendo uova e spermatozoi in momenti diversi della loro vita. La fecondazione avviene ovviamente grazie ai flussi di acqua, con gli spermatozoi che vengono rilasciati dagli osculi per entrare attraverso gli ostii. A fecondazione avvenuta, la larva planctonica viene trasportata dalle correnti fino a quando riesce ad impiantarti su un substrato adeguato.

Inoltre, è presente anche la riproduzione asessuale, mediante tre modalità: frammentazione, produzione di gemme o di gemmule. Nella frammentazione si ha la dispersione o il percolamento di parti dell’organismo genitore, anche per cause accidentali. Le gemme sono invece prodotte da un numero ristretto di specie e vengono rilasciate in ambiente dopo aver mantenuto i contatti con l’organismo genitore per un certo lasso di tempo.

Le gemmule sono forme di resistenza di dimensioni dell’ordine dei micron e prodotte prevalentemente da specie dulciacquicole: esse sono costituite da cellule ameboidi, e vengono prodotte solitamente in inverno; passata la stagione fredda ed in presenza di condizioni ambientali favorevoli, gli amebociti escono dalla gemmula e possono produrre una nuova spugna (Ilan et al., 1996).

Tassonomia delle spugne

Sono attualmente accettate quattro classi all’interno del phylum: Calcarea, Demospongiae, Hexactinellida e Homoscleromorpha.

Alla classe Calcarea appartengono le spugne calcaree, accomunate dalla produzione di spicole in carbonato di calcio, sia in forma di calcite che in forma di aragonite. Le spugne calcaree vivono nei mari di tutto il mondo, ma principalmente in acque tropicali poco profonde.  Sono presenti tutte e tre le strutture corporee.

Nella classe Demospongiae ritroviamo oltre il 70% delle specie note: posseggono spicole silicee, spongina o entrambe. Le specie sono quasi tutte marine, ma tra le demosponge ritroviamo la famiglia Spongillidae, tipica di acque dolci. Sono presenti tutte e tre le strutture corporee, ma si ha una maggioranza di forme leucon.

La classe Hexactinellida comprende spugne silicee tipiche di acque fredde, come quelle profonde e quelle dell’Oceano Antartico. Dette anche spugne vitree o spugne di vetro, la loro struttura è a sycon o a leucon. Tra di esse è annoverato l’animale più antico esistente: Anoxycalyx joubini (Topsent, 1916) è una demospongia antartica che si ipotizza possa arrivare a 15 000 anni di vita (Gatti, 2002).

Infine, alla classe Homoscleromorpha sono ascritte poco più di 100 specie tipiche di ambienti superficiali e che vivono in ambienti poco illuminati (specie sciafile).

La forma delle spugne è estremamente variabile, anche all’interno della stessa specie, mentre è molto comune che più specie abbiano forme e colori simili. L’identificazione di una specie da una foto risulta quindi un compito complesso e con alto rischio di errori per via di questa variabilità e della somiglianza di specie anche molto distanti tassonomicamente tra loro. Come detto precedentemente, il riconoscimento della specie viene prevalentemente effettuato dall’analisi delle spicole oppure attraverso strumenti molecolari.

Bibliografia

• Baldacconi R., Trainito E., 2013. Spugne del Mediterraneo – Ed. Il castello
• Gatti S., 2002. The role of sponges in high-Antarctic carbon and silicon cycling: a modelling approach
• Ilan M., Dembo G. & Gasith A., 1996. Gemmules of sponges from a warm lake. Freshwater Biology, 35(1): 165-172
• Miller S. A. & Harley J. P., 2005. Zoologia, parte sistematica. A cura di Balsamo M., Bozlern A.M., Corrado M.U., Rastogi R.K., Rossaro B., Vinciguerra M.T. - Ed. Idelson-Gnocchi
• Müller W. E. G. et al., 2007. The unique skeleton of siliceous sponges (Porifera; Hexactinellida and Demospongiae) that evolved first from the Urmetazoa during the Proterozoic: a review. Biogeosciences, 4: 219–232.