Спикула губка


Спикулы — структурные элементы, встречающиеся у большинства губок . Сплетение множества спикул служит скелетом губки и, таким образом, обеспечивает структурную поддержку и потенциальную защиту от хищников. [1]

Спикулы губок состоят из карбоната кальция или кремнезема . Крупные спикулы, видимые невооруженным глазом, называются мегасклерами , а более мелкие, микроскопическиемикросклерами . Состав, размер и форма спикул являются основными признаками систематики и таксономии губок .

Губки представляют собой богатую видами кладу самых ранних (наиболее базальных ) животных. [3] Они распространены по всему миру, [4] с разнообразной экологией и функциями, [5] [6] [7] [8] [9] [10] и охватывают как минимум весь фанерозой . [11]

Большинство губок производят скелеты, образованные спикулами, структурными элементами, которые развиваются в самых разных размерах и трехмерных формах. Среди четырех подклассов Porifera три ( Demospongiae , Hexactinellida и Homoscleromorpha ) производят скелеты из аморфного кремнезема  [12] и один ( Calcarea ) из магниево-кальцита. [13] Именно эти скелеты состоят из элементов, называемых спикулами. [14] [15] Морфология спикул часто уникальна для таксонов уровня ветвей или даже видов, и это делает их полезными для таксономических назначений . [16]

В 1833 году Роберт Эдмонд Грант сгруппировал губки в тип, который он назвал Porifera (от латинского porus , означающего «пора», и -fer, означающего «подшипник»). [17] Он описал губки как простейших из многоклеточных животных , сидячих морских беспозвоночных, построенных из мягкого, губчатого (аморфной формы) материала. [17]

Позже экспедиция Челленджера (1873–1876) обнаружила в глубине океана богатую коллекцию стеклянных губок (класс Hexactinellida), что в корне изменило это представление. Эти стеклянные губки были описаны Францем Шульце (1840–1921) и стали рассматриваться как сильно индивидуализированные радиально-симметричные образования, представляющие филогенетически самый старый класс кремнистых губок . [18] Они привлекают внимание своим отчетливым строением тела (см. главное изображение выше), которое опирается на филигранный скелет, построенный с использованием массива морфологически определенных спикул. [19]


Цветочная корзина Венеры , построенная из
спикул, похожая на ту, что слева.
Демоспонги также могут иметь кремнистые спикулы. Некоторые виды получают кремнезем для строительства спикул, поедая диатомовые водоросли . [2]
Морфологическое разнообразие спикул губок  [30]
Размеры различных типов спикул морских губок [16]
(A) Микросклер (стеррастер) Geodia spp.; (B) Микросклер (сигма) Mycale quadripartita ; (C) Megasclere (oxea) Haliclona epiphytica ; (D) Спикуло-тетралофозный гребешок гомосклероморфа Плакиной (A)
Образование спикул склероцитами в известковых губках  [48]
(A) Движение клеток-основателей (f) и клеток-загустителей (t) во время образования диактина и триактина; (B) in vivo образование спикул склероцитами (f = клетка-основатель, t = клетка-утолщение). Модифицировано из Voigt et al. (2017). [50]
Справа: стеклянные губки (гексактинеллиды) могут жить до 15 000 лет. [56]
Слева: крупнейшая структура из биокремнезема на Земле — гигантская базальная спикула глубоководной стеклянной губки Monorhaphis chuni . [19]
Подборка микросклер и мегасклер демогубок [  57]
Не в масштабе — размеры колеблются от 0,01 до 1 мм.
Спикулы, принадлежащие к семейству Geodiidae , называются «стеррастерами».
Sterraster с гладкими розетками
Geodia atlantica ; (h) — ворота; стрелка указывает на гладкую розетку, состоящую из лучей. Левая шкала 20 мкм, правая шкала 2 мкм.
Sterraster с бородавчатыми розетками
Geodia macandrewii , левая чешуя 50 мкм, правая чешуя 2 мкм
Спикула «жизненный цикл» [16]
(A) Развитие спикулы в мезогиле ; (AI) Формирование осевой нити спикулы (AF); (AII) рост спикул (SP) внутри склероцита ; (AIII) Рост спикул с двумя склероцитами (SC) на кончиках спикул; (AIV) Транспорт зрелых спикул внутри тела губки; (B) Гибель губки и разложение тела; (C) Фрагмент оторвавшейся губки со спикулами; (D) Диссоциированные спикулы. (С и D)