UNIVERSIDAD AUTONOMA DE SINALOA ESCUELA DE BIOLOGIA

ESPONJAS

LOPEZ LLANES MARLEN [email protected]

5 DE DICIEMBRE DEL 2004

INDICE

Introducción......................................................................................1 Estructura y Alimentación…............................................................2 Ecología............................................................................................2 Bioquímica........................................................................................2 Medicina............................................................................................4 Genética.............................................................................................4 Técnicas o métodos de cultivo..........................................................4 Reproducción……………………………………………………….5 Conclusión………………………………………………………….5 Referencias........................................................................................6

INTRODUCCION.Una fuente inagotable de observación submarina, la constituyen LAS ESPONJAS, de las mas de 5.000 especies que pueblan los mares, alrededor de 600 habitan en el mar Mediterráneo. Las esponjas viven y se desarrollan en todo tipo de ambientes submarinos, ( conviene decir que algunas especies habitan en aguas dulces ) desde lugares con fuertes corrientes hasta aguas tranquilas, pasando por cuevas y oquedades. Las esponjas poseen un intrincado sistema de canales por los que discurre el agua que transporta las partículas alimenticias necesarias para su nutrición. Por lo que podemos considerarlas como verdaderos filtros vivientes. Las esponjas pertenencen al grupo de los Poríferos, los poríferos son metazoos provistos de una cavidad atrial que no forma parte del organismo, a donde van a parar multitud de canales que atraviesan el cuerpo del animal, y que se abre en un orificio llamado ósculo. Los poríferos o esponjas son los animales pluricelulares de constitución más sencilla, puesto que no poseen órganos ni tejidos, tan solo células con funciones diferenciadas. Son animales filtradores que disponen de orificios de entrada (ostiolos) y orificios de salida (ósculo) de agua. Todos sus representantes son de vida acuática y sésil (fijada al substrato) y se reproducen de forma sexual y asexual (por gemación y por regeneración). Las esponjas se caracterizan por tener un esqueleto formado por espículas de formas muy variadas, sueltas (englobadas en los tejidos blandos) o entrelazadas entre sí, formando tramas muy complicadas. Estos seres, al carecer de cabeza, extremidades o abdomen, y al no presentar ningún tipo de simetria fueron catalogados por los antiguos naturalistas, como " simples producciones marinas ", sin sospechar siquiera de que podia tratarse de seres vivos. Las esponjas no responden a estímulos externos "roturas, etc.", pues carecen de órganos sensoriales. Lo único que poseen es un esqueleto de sílice o de carbonato cálcico y algunos tipos de células encargadas de las diversas funciones metabólicas Hay algunas que segregan calcio o silicio para formar las éspiculas que constituyen su esqueleto, otras, se encargan de recoger el alimento y transportarlo a todas las partes del cuerpo.

ESTRUCTURA Y ALIMENTACIÓN.El cuerpo de la esponja esta construido por un sistema de canales y compartimientos (sistema aquiferous),donde el agua se procesa, estas se alimentan de la suspensión y algunas tienen como fuente de alimento una especie de algas (P. tricornotum), para estudios en cinetica del crecimiento y el metabolismo de esponjas se utiliza un sistema biorreactor (1). Como los metazoans mas-simples, las esponjas carecen una organización definida del tejido fino y exhiben un alto grado de plasticidad de la celula, la funcion principal de esponjas es la filtración del agua, conducida por el golpe sincronizado de un epitelio flagellar que alinea los canales (2 ).

ECOLOGÍA.Las esponjas tropicales han desarrollado defensas químicas mas eficaces que esponjas templadas. Las esponjas tropicales simultáneamente son mejores competidores del espacio que esponjas templadas (3). En las colonias cooperativas la mayoria de los miembros sacrifican la reproducción individual. En vertebrados y algunos insectos, la crianza cooperativa es fevorecida por la saturación del habitat, es decir, la escasez extrema del territorio conveniente. La cooperación entre miembros del grupo puede de hecho ser eficaz en defensa del territorio en camarones, sugiriendo que las esponjas del anfitrion sean un recurso limitador (4). En la actividad de la defensa de discriminan entre los nestmates y grandes pueden permitir que la sobrevivir, y crecer, en tarifas mas en un ambiente competitivo (5).

la colonia por S. regalis ,los miembros de la colonia otros en este comportamiento agresivo. Los defensores reina forrajee y se reproduzca, y su descendiente a altas, realzando productividad de la colonia y estabilidad

BIOQUÍMICA.Las esponjas marinas son fuentes naturales de compuestos organicos bromosos, que pueden abarcar hasta el 12% del peso seco de la esponja (6). Las esponjas marinas son los animales multicelulares mas primitivos y contienen muchos metabolitos bioactive, incluyendo los lipidos, estas han podido adaptarse a sus ambientes, debido a las caracteristicas estructurales especiales en sus membranas de la celula, en acidos grasos y esteroles (7). De un espécimen de la D. Fragilis se aislo una bacteria identificada como Pseudomonas: Alteromonas (DF-1), esta bacteria se cultivo y un extracto del cloroformo obtenido de él fue sujetado al análisis químico y se demostro que diversos generos marinos poseen algunas diferencias en su composición de acido graso (8).

Las culturas primarias fueron desarrolladas para comprobar la viabilidad de cultivar X.muta in vitro con el mantenimiento de la biosíntesis del metabolite, es decir, acido acetilenico de la cadena recta. X. muta podia ser un modelo excelente para estudiar los procesos moleculares subyacentes de la diferenciación del esqueleto (9). La probable relacion simbiotica entre la población bacteriana y la esponja puede causar la producción bacteriana de citotoxinas como defensa química esencial en ambientes acuáticos (10). Se utilizo la esponja Ceratodictyon spongiosum y su socio rhodophyte Haliclona cymiformis para determinar la importancia potencial del nitrogeno excretado por la esponja al crecimiento y a la supervivencia del socio algal. La demostración directa de la transferencia del nitrogeno entre la esponja y la alga requiere el uso de un trazalineas, tal como el nitrogeno (15N) (11). Pachymatismin, una glicoproteina, fue purificada y demostrada para ser un agente citotóxico. El Pachymatismin es la primera sustancia marina, que posee actividad antileishmanial contra promastigotes y amastigotes (12). Es absolutamente probable que estos C17-C18 A6 2-methoxylated FA tambien exhiben actividad antimicrobiana y/o antitumor como FFA o limitan a los fosfolipidos. La novel FA identificada en esta esponja amplia el actual esquema de los caminos biosinteticos posibles para C14-C18 ∝-methoxylated el FA, en naturaleza. La identificación de las cantidades pequeñas (3.5%) de ∝-methoxylated C16-C18 FA en S.cuspidifera sugiere que estos acidos estan probablemente de origen bacteriano o endosymbitic (13). La biodegradacion primaria de alkylbenzenesulfonate linear (producto sintetico) en ambientes de agua dulce esta considerablemente mas rapida la degradacion que en agua de mar, evidencia de biodegradacion del surfactant por las esponjas (14). El Dysiherbaine, un aminoácido aislado de la esponja D. herbacea, es un agonista del receptor glutamato que posee la actividad convulsiva mas potente (15). Aplysamine-4 es anti-bacteriano en análisis con diversas tensiones bacterianas de G+ y del G− y poseemos la actividad (dolor-inhibitoria) acetylchilinesterase-inhibitoria, evaluada en la anguila electrica, y el acetylcholinesterase recombinant del insecto. La inhibición no competitiva observada del dolor es probablemente debido al atascamiento de aplysamine-4 en negativelycharged el sitio aniónico periférico de la enzima (16). La preponderancia de congeners con hexa- y heptachlorobiphenyl cerca del enchufe de la alcantarilla en el agua de mar, asi como esponjas, no deja ninguna duda en cuanto a el origen industrial de estos compuestos (17). Una cantidad minima de juegos inorganicos del fosfato tiene un papel importante en el paso de nucleotidos en la formación mineral de las esponjas del colageno incubadas en medios sin celulas (18).

MEDICINA.La enfermedad de Alzheimer (AD) afecta el 5-10% de la población sobre 65 años de edad. La demencia se asocia a resultados del AD de la muerte selectiva de neuronas. La insulina actua activando una cascada del kinase de proteina que conduce a la inhibición de GSK-3β. Cualquier GSK-3β inhibidor es un insulino-mimetic potencial y podria ser util en tratar la diabetes (19). Varios estudios probaron que los productos naturales bioactive aislados inicialmente de los microorganismos compuestos podría solucionar el problema de las drogas en esponjas de un derivado potencial (20).

GENETICA.El antepasado comun de metazoans debe haber poseído ya por lo menos un sistema minimo de genes esenciales para la vida. Hay dos racimos importantes; uno se compone de tres calcyphosines mamad (nombrado tipo I) y el otro incluye 208-residual y los calcyphosines de insecto (nombrados tipo II). El tipo- II calcyphosine es un gene algo antiguo que tiene cierta funcion esencial que se distribuye en la especie de metazoan (21). Un gen de la esponja, el introns, desempeña un papel importante en la evolucion de la proteina,los introns son las reliquias del mundo del RNA (22).

TÉCNICAS O METODOS DE CULTIVO.Se realizo una técnica de cultivacion en mitad-abierto los sistemas para las muestras del tejido fino de G. barretti, para examinar los procesos de regeneración en sistemas del tejido fino, del esqueleto y del canal, aunque en este cultivo el crecimiento se podria alcanzar a largo plazo (23). El microanálisis de la radiografia, con técnicas del cryofixation permite la detección de ocurrencia de metabolites dentro de invertebrados (24). Se probaron diversos metodos para encajar, cortar y manchar usando una amplia gama de esponjas. Para una descripción del arreglo del tejido fino y del esqueleto, se recomienda encajar blanco de LR combinado con el bloque del que se mancha y que corta con una sierra circular o microtomo rotatorio, tambien se recomienda el retiro del Spicule por el acido antes de encajar, cortar y manchar (25). La cuantificacion de los metabolites y el gravamen de sus actividades son consideradas basicas necesarias para entender la ecologia quimica de ensambladuras marinas decepcionante. Los quimicos consideran el aislamiento de metabolitos bioactive en un primer paso antes de los aspectos bioquimicos biologicos y ecológicos (26).

REPRODUCCION.La vida y los ciclos de reproducción de esponjas es importante para entender su evolucion y ecosistemas marinos (27).

CONCLUSION.Existen diferentes tipos de esponjas, que se diferencian, ya sea en forma, tamaño o color. Las esponjas son muy importantes en diferentes areas, por ejemplo, en la medicina, pues se han hecho experimentos in vitro donde se detecto un químico procedente de la esponja que poseia una gran capacidad anti cancerígena. La esponja es como un jarrón con paredes que presenta gran cantidad de poros llamados inhalantes porque dejan pasar el agua, lo cual no tienen problemas de presión a cualquier profundidad del mar donde vivan, pues su cuerpo siempre esta lleno de agua a la misma presion de la que las rodea.

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13.- Carballeira, N. M. Novel methoxylated FA from the Caribbean sponge Spheciospongia cuspidifera. Lipids 2002; 37(3): 305-8 14.- Perez T. First evidences of surfactant biodegradation by marine sponges (Porifera): an experimental study with a linear alkylbenzenesulfonate . Hydrobiologia 2002; 489: 225–233 15.- Sakai R. Swanson G. T. Pharmacological properties of the potent epileptogenic amino acid dysiherbaine, a novel glutamate receptor agonist isolated from the marine sponge Dysidea herbacea. J Pharmacol Exp Ther 2001; 296(2): 650-8 16.- Sepcic, K. Antibacterial and anticholinesterase activities of aplysamine-4, a bromotyrosine-derived metabolite of a Red Sea marine sponge. J Nat Toxins 2001; 10(3): 181-91 17.- Perez T., Wafo E. Marine Sponges as Biomonitor of Polychlorobiphenyl Contamination: Concentration and Fate of 24 Congeners. ENVIRONMENTAL SCIENCE & TECHNOLOGY 2003; 37 : 2152-2158 18.- Bigi A. Bonelike apatite growth on hydroxyapatite–gelatin sponges from simulated body fluid. John Wiley & Sons, Inc. 2001;709-715 19.- Meijer, L. Inhibition of cyclin-dependent kinases, GSK-3beta and CK1 by hymenialdisine, a marine sponge constituent. Chem Biol 2000; 7(1): 51-63 20.- Ganten M., Lubienski A, Grenacher L. Retained surgical sponge with migration into the duodenum and persistent duodenal fistula. Eur Radiol 2002; 12 (3): S74-7. 21.- Yuasa, H. J. Genomic structure of the sponge, Halichondria okadai calcyphosine gene. Gene 2002; 298(1): 21-7 22.-Werner E. G. Conservation of the positions of metazoan introns from sponges to humans. Gene 2002; 295: 299–309 23.- Hoffmann, F. Growth and regeneration in cultivated fragments of the boreal deep water sponge Geodia barretti Bowerbank, 1858 (Geodiidae, Tetractinellida, Demospongiae). J Biotechnol 2003; 100(2): 109-18 24.- Turon, X. Distribution of brominated compounds within the sponge Aplysina aerophoba: coupling of X-ray microanalysis with cryofixation techniques. Cell Tissue Res 2000; 301(2): 311-22 25.-Hoffmann,F. J Biotechnol 2003;

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