Sexta Selvagem: Esponja-de-Banho

por Piter Kehoma Boll

Hoje lidaremos com um clássico novamente. Spongia officinalis, ou esponja-de-banho, é uma espécie que vem sendo usada por humanos há milênios. Pertencendo à classe Demospongiae, a esponja-de-banho é a origem do nome esponja.

A esponja-de-banho é encontrada no Mediterrâneo de uma profundidade de 1 a 100 metros. Ela cresce em rochas e na areia em águas bem oxigenadas, formando amontoados cinzentos cuja forma pode variar consideravelmente. Devido aos seus hábitos sésseis, Linnaeus originalmente a classificou como uma planta, o que ainda pode ser notado em seu nome, já que officinalis era um epíteto comum usado por Linnaeus para se referir a plantas comestíveis, medicinais ou de outra forma úteis a humanos.

Uma esponja de banho crescendo perto da costa do Sul da França. Foto do usuário lcdzie do iNaturalist.*

Como a maioria das esponjas, a esponja-de-banho se alimenta de partículas orgânicas e microrganismos flutuando na água, os quais filtra puxando água para dentro do corpo através de pequenos poros e liberando-a através de aberturas maiores, os ósculos. Elas podem se reproduzir tanto assexuadamente por brotamento e fragmentação quanto sexuadamente. Esponjas-de-banho podem ser tanto hermafroditas quanto ter só um sexo, ou mesmo alterar entre ser macho e fêmea. A reprodução sexuada ocorre mais frequentemente de outubro a novembro, quando esponjas “agindo como machos” liberam esperma na água, o qual é capturado por esponjas “agindo como fêmeas” e transportado até seus ovos, onde a fertilização ocorre. O embrião começa seu desenvolvimento dentro da mãe e é eventualmente liberado para se depositar no substrato e se desenvolver numa versão minúscula de uma esponja adulta.

O esqueleto da esponja-de-banho a torna um material flexível, mas resistente, e espécimes mortos e secos possuem um bom potencial de absorção. Humanos vêm explorando essas propriedades desde tempos antigos, começando na Grécia e mais tarde se espalhando pelo Mediterrâneo todo e em tempos modernos até para o mundo todo. Como o nome comum sugere, o principal uso da esponja-de-banho é no banho e em outras atividades de limpeza, da mesma forma como as versões modernas sintéticas são usadas. Elas também podem ser usadas como material absorvente e mesmo como uma ferramenta para pintar.

Esqueleto de um espécime morto na Croácia. Foto de Vladimir Tkalčić.*

Apesar de ser uma espécie comum no Mediterrâneo, sua colheita desde tempos antigos reduziu severamente algumas populações e levou mesmo a extinções locais. Como resultado, sua colheita é proibida ou limitada em algumas áreas e o interesse em fazendas de esponjas tem crescido recentemente. O cultivo de esponjas junto com peixes parece ser uma boa prática porque como esponjas são filtradoras, elas também ajudam a remover poluentes da água.

Você alguma vez usou uma esponja-de-banho genuína para se banhar ou em outra atividade?

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Referências:

Pronzato, R., & Manconi, R. (2008). Mediterranean commercial sponges: over 5000 years of natural history and cultural heritage. Marine Ecology, 29(2), 146-166. https://doi.org/10.1111/j.1439-0485.2008.00235.x

Wikipedia. Spongia officinalis. Disponível em < https://en.wikipedia.org/wiki/Spongia_officinalis >. Acesso em 11 de fevereiro de 2021.

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* Esta obra está licenciada sob uma Licença Creative Commons de Atribuição Não Comercial 4.0 Internacional

Sexta Selvagem: Cesta-de-flores-de-Vênus

por Piter Kehoma Boll

Esponjas são os animais mais esquisitos de todos, mas também alguns dos mais lindos. Uma espécie de beleza especial que é consideravelmente popular é Euplectella aspergillum, popularmente conhecida como cesta-de-flores-de-Vênus.

Cesta-de-flores-de-Vênus no Oceano Pacífico.

Crescendo no fundo do oceano em águas tropicais, a cesta-de-flores-de-Vênus é comum ao redor das Filipinas and este pode ser o único lugar onde ocorre. Outras espécies similares são encontradas em áreas próximas como o Japão, a Indonésia e a Austrália e são comumente confundidas com a cesta-de-flores-de-Vênus. Há, de fato, populações desta espécie identificadas na Austrália e na Indonésia, dentre outras áreas próximas das Filipinas, mas são consideradas subespécies devido a diferenças morfológicas sutis e podem de fato ser espécies completamente separadas.

A cesta-de-flores-de-Vênus é uma esponja de tamanho médio, medindo até 1,3 m de altura, apesar de a maioria dos espécimes medir entre 10 e 30 cm. O corpo é branco e possui vários poros que a fazem parecer uma cesta alongada, daí o nome comum. O ósculo, a grande abertura no topo, é coberto por uma rede de fibras que faz seu interior inacessível a organismos maiores.

Esqueleto de uma cesta-de-flores-de-Vênus. Créditos ao Auckland Museum.*

Recentemente, a cesta-de-flores-de-Vênus chamou a atenção de cientistas por causa da complexidade estrutural de seu esqueleto, o qual é composto por sílica (isto é, vidro). Estudos mostraram que as espículas de ancoração, isto é, aquelas que prendem a esponja ao substrato, são similares a fibras ópticas artificiais em relação a suas propriedades, mas são melhores em relação à resistência. Entender o caminho detalhado usado pelas esponja para construir estas espícula poderia levar ao desenvolvimento de maneiras mais fáceis de criar fibras ópticas e mesmo melhorar sua qualidade.

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Referências:

Monn MA, Weaver JC, Zhang T, Aizenberg J, Kesari H (2015) New functional insights into the internal architecture of the laminated anchor spicules of Euplectella aspergillum. PNAS 1112(16): 4976-498. doi: 10.1073/pnas.1415502112

Shimizu K, Amano T, Bari MR, Weaver JC, Arima J, Mori N (2015) Glassin, a histidine-rich protein from the siliceous skeletal system of the marine sponge Euplectella, directs silica polycondensation. PNAS 112(37): 11449-11454. doi: 10.1073/pnas.1506968112

Tabachnick KR, Janussen D, Menschenina LL (2008) New Australian Hexactinellida (Porifera) with a revision of Euplectella aspergillum. Zootaxa 1866: 7–68.

Weaver JC, Aizenberg J, Fantner GE, Kisailus D, Woesz A, Allen P, Fields K, Porter MJ, Zok FW, Hansma PK, Fratzl P, Morse DE (2007) Hierarchical assembly of the siliceous skeletal lattice of the hexactinellid sponge Euplectella aspergillum. Journal of Structural Biology 158: 93–106. doi: 10.1016/j.jsb.2006.10.027

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* This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Sexta Selvagem: Esponja-gradeada-comum

por Piter Kehoma Boll

Vamos voltar ao mar e a nossos parentes distantes, as esponjas. Hoje vou trazer uma esponja calcária com uma bela aparência, Clathrina clathrus, que eu decidi chamar de “esponja-gradeada-comum”.

Encontrada no Mar Mediterrâneo e na costa europeia do Oceano Atlântico, a esponja-gradeada comum possui uma coloração amarela e cerca de 10 cm de diâmetro. Ela é formada por um emaranhado de tubos que de certa forma lembram uma grade torcida ou algo do tipo.

Um espécime de Clathrina clathrus com sua aparência gradeada. Foto do usuário Esculapio do WIkimedia.*

O formato e o tamanho dos espécimes é bem variado, mudando em questão de horas por expansão, contração ou dobramento de estruturas e células. Da mesma forma, espécimes frequentemente se fragmentam em outros menores ou fundem para formar outros maiores, de forma que a individualidade é um processo dinâmico.

Recentemente, a esponja-gradeada-comum revelou conter alguns compostos, conhecidos como clatridiminas, que apresentam atividade antimicrobiana contra bactérias Gram-positivas e Gram-negativas, bem como contra o fungo Candida albicans. Estes compostos podem ser produzidos pela diversa comunidade de bactérias que vivem em associação íntima com a esponja, uma comunidade que ainda é muito pouco conhecida.

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Referências:

Gaino, E.; Pansini, M.; Pronzato, R.; Cicogna, F. (1991) Morphological and structural variations in Clathrina clathrus (Porifera, Calcispongiae). In.: Reitner, J.; Keupp, H. (Eds.) Fossil and Recent Sponges. Springer-Verlag, Berlin. pp. 360-371.

Quévrain, E.; Roué, M.; Domart-Coulon, I.; Bourguet-Kondracki, M.-L. (2014) Assessing the potential bacterial origin of the chemical diversity in calcareous sponges. Journal of Marine Science and Technology 22(1): 36-49.

Roué, M.; Domart-Coulon, I.; Ereskovsky, A.; Djediat, C.; Perez, T.; Bourguet-Kondracki, M.-L. (2010) Cellular localization of clathridimine, an antimicrobial 2-aminoimidazole alkaloid produced by the Mediterranean calcerous sponge Clathrina clathrus. The Journal of Natural Products 73(7): 1277–1282.

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Esta obra está licenciada sob uma Licença Creative Commons de Atribuição 3.0 Não Adaptada.

Quem veio primeiro? O pente ou a esponja?

por Piter Kehoma Boll

A eterna questão está de volta, mas dessa vez parece estar concluída. Qual grupo animal é o primeiro de todos? Quem veio primeiro?

Está claro que há cinco linhagens animais que geralmente são consideradas como monofiléticas: esponjas, placozoários, ctenóforos, cnidários e bilatérios. Vamos das uma breve olhada neles:

Esponjas (filo Porifera) são sempre sésseis, isto é, não se movem e são fixos ao substrato. Elas têm uma estrutura anatômica muito simples. Seu corpo é constituído de um tipo de tubo, tendo uma grande cavidade interna e duas camadas de células, uma externa e uma interna em torno da cavidade. Há várias pequenas aberturas conectando a cavidade ao exterior, chamadas de poros, e uma ou mais cavidades grandes, chamadas de ósculos. Entre as duas camadas de células há uma meso-hila gelatinosa contendo células não-especializadas, bem como estruturas esqueléticas, incluindo fibras de espongina e espículas de carbonato de cálcio ou sílica. Algumas espécies também secretam um esqueleto externo de carbonato de cálcio sobre o qual a parte orgânica cresce. Esponjas não possuem músculos, sistema nervoso, sistema excretor ou qualquer outro tipo de sistema. Elas simplesmente vivem batendo os flagelos de seus coanócitos (as células da camada interna), criando uma corrente de ar entrando pelos poros e saindo pelo ósculo. Os coanócitos capturam partículas orgânicas na água e as ingerem por fagocitose. Todas as células de uma esponja podem mudar de um tipo para outro e migram de uma camada para a outra, de forma que não há tecidos verdadeiros.

Estruturas corporais encontradas em esponjas. Foto de Philip Chalmers.*

Placozoários (filo Placozoa) são ainda mais simples que as esponjas, mas eles têm tecidos verdadeiros. Eles são organismos ameboides achatados com duas camadas de epitélio, uma dorsal e uma ventral, e uma fina camada de células estreladas. A camada ventral é ligeiramente côncava e parece ser homóloga ao endoderma (a camada do tubo digestivo) de outros animais, enquanto a camada superior é homóloga ao ectoderma (a camada da “pele”).

Trichoplax adhaerens, a única espécie atualmente no filo Placozoa. Foto de Bernd Schierwater.**

Ctenóforos (filo Ctenophora), também chamados de águas-vivas-de-pente, parecem águas-vivas verdadeiras, mas uma olhada mais de perto revela muitas diferenças. Externamente eles têm uma epiderme composta de duas camadas, uma externa que contém células sensoriais, células que secretam muco e algumas células especializadas, como coloblastos que ajudam a capturar presas e células contendo múltiplos cílios usados na locomoção, e uma camada interna com uma rede de nervos e células semelhantes a músculos. Eles possuem uma boca verdadeira que leva a uma faringe e um estômago. Do estômago, um sistema de canais distribui os nutrientes ao longo do corpo. Oposto à boca há um pequeno poro anal que pode excretar pequenas partículas não-desejadas, apesar de a maior parte do material rejeitado ser expelido pela boca. Há uma camada de material semelhante a geleia (mesogleia) entre o trato digestivo e a epiderme.

O ctenóforo Bathocyroe fosteri.

Cnidários (filo Cnidaria) têm uma estrutura similar à dos ctenóforos, mas não tão complexa. Eles também possuem uma epiderme externa, mas ela é composta de uma única camada de células, e um intestino em forma de saco cercado de células epiteliais (gastroderme), bem como uma mesogleia entre os dois. Em torno da boca há um ou dois conjuntos de tentáculos. A característica mais distinta de cnidários é a presença de células urticantes em forma de arpão, os cnidócitos, que são usados como um mecanismo de defesa e ajudam a subjugar presas.

Estrutura corporal de um cnidário (água-viva). Foto de Mariana Ruiz Villarreal.

Bilatérios (clado Bilatéria) inclui todos os outros animais. Eles são muito mais complexos e são caracterizados por um corpo bilateral, cefalização (eles têm cabeças) e três camadas celulares principais, o ectoderma, que origina a epiderme e o sistema nervoso, o mesoderma, que origina os músculos e as células sanguíneas, e o endoderma, que se desenvolve nos sistemas digestório e endócrino.

Estrutura básica de um bilatério.

Tradicionalmente, as esponjas sempre foram vistas como os animais mais primitivos devido a sua falta de tecidos verdadeiros, células musculares, células nervosas e tudo mais. Contudo, alguns estudos moleculares recentes puseram os ctenóforos como os animais mais primitivos. Isso foi bem inesperado, já que ctenóforos são muito mais complexos que esponjas e placozoários, o que sugeriria que músculos e um sistema nervoso evoluíram duas vezes no reino animal, ou que esponjas são uma bizarra simplificação de um ancestral mais complexo, o que seria muito difícil de explicar. O sistema nervoso dos ctenóforos é de fato bem incomum, mas não tanto a ponto de precisar de uma origem independente.

Contudo agora as coisas parecem estar definidas. Um estudo publicado recentemente na revista Current Biology por Simon et al. reconstruiu uma árvore filogenética usando 1719 genes de 97 espécies animais e aplicando métodos novos e mais congruentes. Com esse conjunto de dados mais refinado, eles recuperaram a reconstrução clássica que põe esponjas na base da árvore animal, um cenário mais plausível afinal.

Mas por que outros estudos haviam encontrado os ctenóforos como o grupo mais basal? Bom, parece que ctenóforos têm taxas de substituição incomumente altas, o que significa que seus genes evoluem mais depressa. Isso leva a um problema chamado “atração de ramos longos” em reconstruções filogenéticas. Como o DNA só tem quatro nucleobases diferentes, que são adenina, guanina, citosina e timina, e cada uma delas só pode mutar em uma das outras três, quando as mutações ocorrem muito frequentemente elas podem voltar ao que eram em um ancestral passado perdido há muito tempo, levando a erros de interpretação nas relações evolutivas. É isso que parece acontecer com ctenóforos.

Assim parece que no fim das contas a esponja veio mesmo primeiro.

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Referências e leitura adicional:

Borowiec ML, Lee EK, Chiu JC, & Plachetzki DC 2015. Extracting phylogenetic signal and accounting for bias in whole-genome data sets supports the Ctenophora as sister to remaining Metazoa. BMC Genomics 16: 987. DOI: 10.1186/s12864-015-2146-4

Littlewood DTJ 2017. Animal Evolution: Last Word on Sponges-First? Current Biology 27: R259–R261. DOI: 10.1016/j.cub.2017.02.042

Simion P, Philippe H, Baurain D, Jager M, Richter DJ, Di Franco A, Roure B, Satoh N, Quéinnec É, Ereskovsky A, Lapébie P, Corre E, Delsuc F, King N, Wörheide G, & Manuel M 2017. A Large and Consistent Phylogenomic Dataset Supports Sponges as the Sister Group to All Other Animals. Current Biology 27: 958–967. DOI: 10.1016/j.cub.2017.02.031

Wallberg A, Thollesson M, Farris JS, & Jondelius U 2004. The phylogenetic position of the comb jellies (Ctenophora) and the importance of taxonomic sampling. Cladistics 20: 558–578. DOI: 10.1111/j.1096-0031.2004.00041.x

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Sexta Selvagem: Esponja-vaso-ramificada

por Piter Kehoma Boll

Um grupo de animais fascinantes que ainda não apareceu na Sexta Selvagem são as esponjas. Diferente de todos os outros animais, as esponjas possuem uma estrutura corporal única que se comporta mais como uma planta ou um fungo. Elas crescem de forma irregular ou radial e são geralmente ramificadas. Mais que isso, elas têm milhares de pequenas bocas ao longo do corpo, chamadas de poros, que sugam água do ambiente para filtrar alimento dela.

Mas vamos falar da nossa espécie. Vivendo no Mar do Caribe, seu nome é Callyspongia vaginalis, comumente conhecida em inglês como branching vase sponge, nome que adaptei em português para esponja-vaso-ramificada. Seu formato típico é de um tubo ou conjunto de tubos, às vezes ramificados, que podem atingir vários centímetros de comprimento e geralmente cerca de 3 cm de diâmetro. A cor pode variar de rosa ou lavanda a cores mais apagadas, como marrom ou cinza.

Um cano lavanda de Callyspongia vaginalis. Foto de Mark Rosenstein.*

Como a maioria das esponjas, a esponja-vaso-ramificada se alimenta de pequenas partículas e microrganismos que filtra da água. Como a concentração de partículas na água aumenta com a profundidade, organismos crescendo mais ao fundo geralmente crescem mais depressa por causa da maior disponibilidade de alimento.

Os principais predadores da esponja-vaso-ramificada são peixes. Eles na verdade agem mais como herbívoros comendo plantas, já que não comem a esponja inteira e geralmente não a matam, mas mordem sua superfície, arrancando pedaços.

Um indivíduo grande e ramificado da esponja-vaso-ramificada. Foto de Paul Asman e Jil Lenoble.**

Ofiúros (estrelas-serpentes), especialmente do gênero Ophiothrix, tal como Ophiothrix lineata, são frequentemente encontrados vivendo dentro da cavidade principal da esponja. Ali, esses animais encontram abrigo de predadores e, à noite, quando o ambiente está mais seguro, eles estendem seus braços para fora e limpam a esponja de partículas orgânicas grandes, se alimentando delas. É uma associação mutuamente benéfica.

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Referências:

EOL – Encyclopedia of Life. Callyspongia vaginalis. Available at <http://eol.org/pages/1163688/overview&gt;. Access on January 12, 2017.

Hendler, G. (1984). The Association of Ophiothrix lineata and Callyspongia vaginalis: A Brittlestar-Sponge Cleaning Symbiosis? Marine Ecology, 5 (1), 9-27 DOI: 10.1111/j.1439-0485.1984.tb00304.x

Hoppe, W. (1988). Growth, regeneration and predation in three species of large coral reef sponges Marine Ecology Progress Series, 50, 117-125 DOI: 10.3354/meps050117

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Esta obra está licenciada sob uma Licença Creative Commons de Atribuição Não Comercial e Compartilhamento Igual 4.0 Internacional.

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