Poriferi: agli estremi confini del regno animale

I poriferi, o spugne, sono organismi  acquatici antichissimi, testimoni dei primordi della vita al confine estremo del regno animale.

I poriferi devono il loro nome agli innumerevoli pori di cui sono dotati. La superficie corporea è infatti disseminata di numerose e caratteristiche aperture, di cui una più grande solitamente nella zona apicale chiamata osculo. Questi elementi permettono l'entrata e l'uscita dell'acqua marina, favorita anche dal costante lavoro di alcune cellule ciliate, i coanociti, presenti nelle cavità interne dell'animale, che generano una corrente entrante dai pori più piccoli e uscente dell'osculo. L'acqua ricca di materiale organico, cellule sessuali di altri individui della propria specie o anche di sostanze chimiche nocive, viene quindi filtrata all'interno dell'animale, che emetterà poi nel flusso uscente sostanze di scarto e le proprie cellule sessuali. Vari elementi scheletrici chiamati spicole irrobustiscono infine la struttura corporea, garantendo il mantenimento della propria forma nonostante la pressione negativa dei fluidi uscenti.

Le spugne sono estremamente semplici nel regolare le proprie funzioni vitali, e non posseggono sistema nervoso, digerente e circolatorio, affidandosi quindi alle singole cellule del proprio corpo per numerosi compiti.

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Quanti tipi di poriferi esistono?

Il phylum porifera comprende più di 9mila specie attualmente descritte di spugne, tradizionalmente suddivise in tre classi, divenute quattro dopo recenti studi genetici: spunge vitree (Hexactinellida), le spunge silicee o demospongie (Demospongiae), le spugne calcaree (Calcarea) ed il recente gruppo delle Homoscleromorpha. Sono molte le differenze che contraddistinguono le classi, come il materiale formante le spicole (se di silicio o di calcare) con la presenza o assenza di fibre di spongina, e la complessità dei ripiegamenti delle cavità corporee (di tipo ascon, sycon o leucon) che aumentano le capacità filtratorie. Sono organismi essenzialmente marini, anche se sono conosciute circa 200 specie di spugne d'acqua dolce.

Le spugne vitree presentano uno scheletro siliceo con spicole principali a sei punte distribuite secondo disegni regolari, spesso connesse a formare una sorta di filigrana di vetro. Le cellule coanocitiche sono confinate in corridoi interni al corpo dell'animale, una struttura corporea detta di tipo sycon.

Le spugne calcaree hanno uno scheletro calcareo formato da piccole spicole semplici, separate e con poche punte. Possono presentare diverse organizzazioni interne, come un'unica cavità principale dotata di cellule flagellate cioè una struttura di tipo ascon, o variamente ripiegata come nei tipi sycon o leucon.

Le demospongie includono la maggioranza delle specie attuali. In alcune specie lo scheletro è regredito o quasi assente, mentre in tutte le altre lo scheletro è formato da spicole silicee , oppure da fibre di spongina. Le cellule ciliate sono limitate a piccole camere rotondeggianti (tipo leucon).

Il gruppo Homoscleromorpha si riteneva in passato appartenente alle demospongie. Anche loro possono presentare o non, elementi scheletrici silicei molto piccoli, e organizzazione interna di tipo leucon.

Le colorazioni corporee delle spugne variano tantissimo tra specie e specie. Possono presentare colori criptici grigi e bruni, o anche tonalità sgargianti con corpi rossi, blu gialli, violetti o verdi come Spongilla lacustris.

Evoluzione dei poriferi

Le spugne presentano caratteristiche intermedie tra la pluricellularità ed il colonialismo, e sono classificate nel gruppo dei parazoa, diversamente da tutte le altre specie di animali appartenenti al sottoregno degli eumetazoa, e due specie di placozoi pluricellulari ma microscopici, del sottoregno phagocytellozoa. I loro corpi a forma di sacco sono effettivamente costituiti da un gran numero di cellule, ma queste non si organizzano a formare dei veri e propri tessuti mostrando un certo grado di autonomia, quasi come se fossero diversi individui di una colonia.

Sebbene gli orologi molecolari e i biomarcatori suggeriscano una loro comparsa molto precedente all'esplosione della vita nel Cambriano di 600 milioni di anni fa, le prime spicole di silice fissili ritrovate sono datate solo a partire da questo periodo, mentre altri elementi fossili ben conservati (spicole, pinacociti, porociti, archeociti, sclerociti e tracce della cavità interna) sono risalenti a circa 580 milioni di anni fa nel periodo Ediacarano e classificati come appartenenti a demospongie. Recentissimi ritrovamenti in Canada potrebbero tuttavia risalire a ben 890 milioni di anni fa: se confermati, sarebbero la testimonianza animale più antica mai ritrovata.

Fossili di spugne di vetro sono stati trovati risalenti a circa 540 milioni di anni fa nelle rocce in Australia, Cina e Mongolia, mentre le spugne d'acqua dolce sembrano essere molto più giovani, poiché i primi fossili conosciuti risalgono al periodo medio-eocenico, da circa 48 a 40 milioni di anni fa.

Studi genetici recenti si sono focalizzati sulle parentele tra le varie classi di spugne ed il resto del regno animale, individuando una più stretta parentela tra omoscleromorfe e spugne calcaree ed il resto del regno animale, mentre demospongie e spugne vitree sono maggiormente imparentate tra di loro.

Come si nutrono i poriferi?

I poriferi sono eccezionali filtratori marini. Gli elementi in sospensione nell'acqua più grandi di 50 micrometri non possono entrare nei pori, e le cellule della parete esterna del corpo (pinacociti) li consumano per fagocitosi. Quelli tra i 50 ed i 0,5 micrometri sono intrappolati nei pori, mentre le particelle inferiori ai 0,5 micrometri come i batteri, circa l‘80% del cibo di una spugna, riescono a penetrare e vengono catturate dai coanociti. Alcune cellule speciali chiamate archeociti possono distribuire materiale alimentare alle cellule vicine, in una sorta di circolazione locale dei nutrienti.

Anche l'ossigeno è distribuito alle cellule per diffusione e scambio diretto con l'acqua di mare, scartando anidride carbonica e prodotti azotati di scarto.

Le spugne possono riprodursi sia in maniera asessuata, producendo dei cloni di sé stesse per scissione o per gemmazione, sia in maniera sessuata emettendo nel flusso d'acqua uscente le cellule sessuali che incontreranno altre cellule sessuali di conspecifici grazie alle correnti marine.

Elenco di animali poriferi

Ecco alcune delle innumerevoli specie di spugne, di interesse scientifico e commerciale.

Cestello di venere

Il cestello di venere (Euplectella aspergillum) è una specie di spugna esattinellide diffusa nelle profondità del Pacifico, famosa per ospitare spesso al suo interno una coppia di gamberetti della specie Spongicola venusta. Questi "amanti solitari" entrano nel cestello tramite i pori nello stadio larvale, e crescendo di dimensioni vi rimangono per tutta la vita, ricevendone però un sicuro nido d'amore. Per questa caratteristica E. aspergillum è considerato un simbolo di fedeltà eterna, che in alcune culture asiatiche si usava regalare ai novelli sposi.

Scolymastra joubini

Sembra che questa spugna vitrea, così come altre specie antartiche con tassi di crescita estremamente lenti alle basse temperature polari, sia uno degli animali dal più lungo ciclo vitale. Un esemplare di due metri ritrovato nel mare di Ross è stato stimato avere circa 23mila anni, sebbene questo numero non si adatti alle fluttuazioni marine dell'area, sotto il livello del mare solo da 15mila anni. Nonostante ciò, questo organismo è probabilmente l'animale vivente più vecchio del pianeta.

Cladorhizidae

Alcune specie di questa famiglia di spugne mostra un particolare tipo di alimentazione, essendo predatori di piccoli crostacei. Queste specie, 137 conosciute, abitano a profondità elevatissime, (fino a 8mila metri!) ambienti in cui arriva pochissimo materiale organico. Si sa ancora poco delle modalità di predazione, ma pare che utilizzino strutture appiccicose o spicole uncinate. Non servendosi della filtrazione essi mancano solitamente del comune sistema di passaggio dell'acqua all'interno del corpo, anche se un genere, Cladorhizidae, utilizza il flusso d'acqua per gonfiare delle strutture simili a palloncini utilizzate nel catturare le prede.

Hippospongia communis

Hippospongia communis è una spugna di colore scuro estremamente porosa, comune nei fondali bassi del Mediterraneo, usata fin dall'antichità da greci ed egizi in numerosi ambiti. Recentemente ne è stato scoperto che le sue cellule contengono un composto bioattivo con proprietà antifungine (untensopongina B), giustificando il suo uso nella medicina antica.

Spongia officinalis

Spongia officinalis è una demospongia diffusa nel Mediterraneo ed un tempo molto comune sui fondali rocciosi fino a quaranta metri di profondità. A causa del suo sfruttamento come spugna da bagno in quanto estremamente morbida per l'assenza di spicole dure, la specie si è notevolmente rarefatta. Attualmente è protetta dalla Convenzione di Berna e dalla Convenzione di Barcellona, e ne è vietata la pesca.

Aplysina fistularis: una star televisiva

Aplysina fistularis è una specie di demospongia dal colore giallo acceso, abbondante nei mari tropicali dei caraibi. Ha una struttura tubulare, con un grosso osculo alla sommità e può raggiungere i 50 cm di lunghezza. Spongebob, la famosa spugna antropomorfa protagonista dell'omonima serie animata, è proprio un esemplare di questa specie, anche se porta i pantaloni ed è piuttosto squadrata…