Cesta de flores de Venus
Especies de esponja

Cesta de flores de Venus
Grupo de cestas de flores de Venus
Clasificación científica Editar esta clasificación
Dominio:Eucariota
Reino:Animalia
Filo:Poríferos
Clase:Hexactinellida
Orden:Lisacinosida
Familia:Euplectélidos
Género:Euplectela
Especies:
E. aspergillum
Nombre binomial
Euplectella aspergillum
Owen , 1841

La canasta de flores de Venus ( Euplectella aspergillum ) es una especie de esponja de vidrio marina que se encuentra en las aguas profundas del océano Pacífico , generalmente a profundidades inferiores a 500 m (1600 pies). Al igual que otras esponjas, se alimentan filtrando el agua de mar para capturar plancton y nieve marina . [1] Al igual que otras esponjas de vidrio, construyen sus esqueletos de sílice , que forma una estructura reticular única de espículas. Las esponjas suelen tener entre 10 cm (3,9 pulgadas) y 30 cm (12 pulgadas) de altura, y sus cuerpos actúan como refugio para sus compañeros camarones mutualistas. Esta estructura corporal es de gran interés en la ciencia de los materiales, ya que las propiedades ópticas [2] y mecánicas [3] son ​​​​en algunos aspectos superiores a los materiales artificiales. Se sabe poco sobre sus hábitos de reproducción, sin embargo, la dinámica de fluidos de su estructura corporal probablemente influya en la reproducción y se plantea la hipótesis de que pueden ser hermafroditas . [4]

Ejemplar recolectado de Euplectella aspergillum

Hábitat

Las cestas de flores de Venus se encuentran en el océano Pacífico occidental, cerca de las Islas Filipinas. Otras especies de este género se encuentran en océanos de todo el mundo, incluso cerca de Japón y en el océano Índico. [4]

El hábitat de esta esponja son las zonas rocosas del fondo marino bentónico , donde vive y crece conectada a un sustrato duro durante toda su vida. Se la puede encontrar desde 100 m hasta 1000 m (330 ft a 3300 ft) por debajo de la superficie del océano, y es más común a profundidades superiores a 500 m. [4] Más específicamente, tienden a anclarse en sedimentos blandos debido a la naturaleza de sus espículas.

Al conectar el hábitat con la morfología, esta esponja a menudo se puede encontrar habitando sedimentos sueltos y fangosos, lo que hace que desarrolle una estructura que la ayudaría a permanecer enraizada en el fondo del mar. [5]

Morfología

Primer plano del intrincado entramado de la cesta de flores de Venus
Euplectella aspergillum a una profundidad de 2572 metros

El cuerpo es tubular, curvado y con forma de canasta y está formado por espículas triaxónicas . El cuerpo está perforado por numerosas aberturas, que no son verdaderos ostios sino simplemente huecos parietales. Está presente un sistema de canales de tipo siconoide, donde los ostios se comunican con los canales incurrentes, que se comunican con los canales radiales a través de prosópilos que, a su vez, se abren al espongocele y al exterior a través del ósculo .

La estructura corporal de estos animales es un tubo cilíndrico de paredes delgadas con forma de jarrón y un gran atrio central. El cuerpo está compuesto completamente de sílice en forma de espículas silíceas de 6 puntas , por lo que se las conoce comúnmente como esponjas de vidrio. Las espículas están compuestas por tres rayos perpendiculares, lo que les da seis puntas. Las espículas son estructuras microscópicas con forma de alfiler dentro de los tejidos de la esponja que brindan soporte estructural a la esponja. Es la combinación de formas de espículas dentro de los tejidos de una esponja lo que ayuda a identificar la especie. En el caso de las esponjas de vidrio, las espículas se "entrelazan" para formar una malla muy fina, lo que le da al cuerpo de la esponja una rigidez que no se encuentra en otras especies de esponjas y permite que las esponjas de vidrio sobrevivan a grandes profundidades en la columna de agua.

Se especula que la esponja aprovecha la bioluminiscencia para atraer plancton. [6] Su forma reticular también le permite albergar animales como camarones mientras permanece enraizada en el suelo.

Se ha descubierto que sus peculiares motivos esqueléticos tienen importantes efectos fluidodinámicos, tanto para reducir la resistencia que experimenta la esponja como para promover movimientos giratorios coherentes dentro de la cavidad corporal, posiblemente para promover la alimentación selectiva por filtración y la reproducción sexual. [7] En un estudio realizado por un grupo de investigadores italianos, se utilizó un modelo tridimensional de la cesta de flores de Venus para simular el flujo de moléculas de agua dentro y fuera de su red. Los investigadores descubrieron que, al tiempo que reducía la resistencia de la esponja, también creaba diminutos vórtices dentro de la esponja que facilitaban la mezcla de su esperma y sus óvulos; además, hacía que la alimentación fuera más eficiente para los camarones que vivían dentro de su red. [7]

E. aspergillum se diferencia por tener basalios anclados con seis dientes y diactinas. [8]

El esqueleto de estas esponjas también contiene nanopartículas de sílice entre otros biomateriales. [5]

Reproducción

Como se dijo en la introducción, se sabe poco sobre la reproducción. Se encontraron espermatozoides en una muestra de E. aspergillum, dentro del tejido conectivo, y se los describió como grupos agregados dentro de apéndices muy finos y similares a filamentos. [9] Esto contribuiría a la idea de que la especie es hermafrodita. Si bien estas esponjas son sésiles, los espermatozoides pueden ser transportados por la corriente y los óvulos que retiene un organismo diferente pueden ser fertilizados. [10] También se sugiere que esta especie se reproduce sexualmente, lo que se puede deducir por la aparición de sus "patrones de recirculación interna". [11]   

Se puede ver un camarón rojo envuelto en una esponja de vidrio.

Relación mutualista

Las esponjas suelen albergar camarones esponja de cristal , normalmente una pareja reproductora, que normalmente no pueden salir del enrejado de la esponja debido a su tamaño. En consecuencia, viven dentro y alrededor de estas esponjas, donde los camarones mantienen una relación mutualista con la esponja hasta que mueren. Los camarones viven y se aparean en el refugio que les proporciona la esponja y, a cambio, también limpian el interior de la esponja. Esto puede haber influido en la adopción de la esponja como símbolo del amor eterno en Japón , donde los esqueletos de estas esponjas se presentan como regalos de boda. [12] [13] [6] [14]

Ecología

Aunque no se sabe mucho sobre la ecología de estas esponjas, se han realizado más investigaciones sobre su clase, las esponjas hexactinélidas. Las hexactinélidas del océano Pacífico forman arrecifes en el fondo marino, muchos de los cuales están extintos en la actualidad, pero prosperaron en el período Jurásico. El papel que desempeñan ecológicamente puede relacionarse con su alimentación de plancton en las profundidades marinas, que produce carbono en sus entornos. [15] Además de esto, pueden albergar a muchos animales que residen en el fondo marino, incluidos los camarones mencionados en secciones anteriores.

Papel del ecosistema/Otros datos

En un estudio realizado con varias esponjas de vidrio, se observó que era difícil extraer más información de la Cesta de Flores de Venus debido a lo inaccesible que resulta. Sin embargo, cuando entraron en contacto con álcali, estas esponjas mostraron una alta resistencia, lo que llevó a los investigadores a creer que potencialmente contenían biomateriales como la quitina, que podría servir como un componente estructural para esta especie. Este estudio sugiere que, mientras E. aspergillum y especies similares sean compuestos naturales que contengan biomateriales valiosos, podrían ser importantes en la biomedicina y la biotecnología futura. [5]

Aplicaciones antropomórficas

Espículas de sílice de Euplectella aspergillum

Las fibras vítreas que unen la esponja al fondo del océano, de 5 a 20 centímetros (2 a 8 pulgadas) de largo y delgadas como un cabello humano, son de interés para los investigadores de la fibra óptica . [2] [16] La esponja extrae ácido silícico del agua de mar y lo convierte en sílice , luego lo forma en un elaborado esqueleto de fibras de vidrio. Otras esponjas como la esponja naranja ( Tethya aurantium ) también pueden producir vidrio biológicamente. El proceso actual de fabricación de fibras ópticas requiere altas temperaturas y produce una fibra quebradiza. Un proceso de baja temperatura para crear y organizar tales fibras, inspirado en las esponjas, podría ofrecer un mayor control sobre las propiedades ópticas de las fibras. Estas nanoestructuras también son potencialmente útiles para la creación de células solares más eficientes y de bajo costo. Además, su estructura esquelética ha inspirado un nuevo tipo de red estructural con una mayor relación resistencia-peso que otras redes cuadradas reforzadas en diagonal utilizadas en aplicaciones de ingeniería. [6] [17]

Estos esqueletos de esponjas tienen configuraciones geométricas complejas, que han sido ampliamente estudiadas por su rigidez, resistencia a la fluencia y mínima propagación de grietas. Un tubo de aluminio (el aluminio y el vidrio tienen un módulo elástico similar ) de igual longitud, espesor efectivo y radio, pero distribuido de manera homogénea, tiene 1/100 de la rigidez. [18]

Además de estas notables propiedades estructurales, Falcucci et al. descubrieron que sus peculiares motivos esqueléticos producen importantes efectos fluidodinámicos, tanto al reducir la resistencia que experimenta la esponja como al promover movimientos giratorios coherentes dentro de la cavidad corporal, posiblemente para promover la alimentación selectiva por filtración y la reproducción sexual. [7] [11]

El trabajo de Rao sobre biomimetismo en arquitectura describe la inspiración arquitectónica extraída de la estructura de la Cesta de Flores de Venus, en particular en relación con el diseño de Norman Foster para la Torre Gherkin en Londres . [19]

Referencias

  1. ^ "¿Las esponjas de vidrio están hechas de vidrio? Datos sobre la exploración oceánica: Oficina de Exploración e Investigación Oceánica de la NOAA". oceanexplorer.noaa.gov . Consultado el 11 de abril de 2022 .
  2. ^ ab Keable, Stephen (4 de abril de 2022). "Esponja de vidrio de aguas profundas". Museo Australiano .
  3. ^ "Los secretos de la cesta de flores de Venus" (PDF) .
  4. ^ abc Soares, Beau McKenzie. "Euplectella aspergillum". Web de Diversidad Animal .
  5. ^ abc Ehrlich, Hermann (2007). "Esponjas como compuestos naturales: del potencial biomimético al desarrollo de nuevos biomateriales". Porifera Research: Biodiversity, Innovation, and Sustainability .
  6. ^ abc Renken, Elena (11 de enero de 2021). "La curiosa fuerza del esqueleto de vidrio de una esponja marina". Revista Quanta . Consultado el 11 de abril de 2022 .
  7. ^ abc Falcucci, Giacomo; Amati, Giorgio; Fanelli, Pierluigi; Krastev, Vesselin K.; Polverino, Giovanni; Porfiri, Mauricio; Succi, Sauro (21 de julio de 2021). "Las simulaciones de flujo extremo revelan adaptaciones esqueléticas de esponjas de aguas profundas". Naturaleza . 595 (7868): 537–541. arXiv : 2305.10901 . doi :10.1038/s41586-021-03658-1. ISSN  1476-4687. PMID  34290424. S2CID  236176161.
  8. ^ Leys, SP; Mackie, GO; Reiswig, HM (1 de enero de 2007), La biología de las esponjas de vidrio, Advances in Marine Biology, vol. 52, Academic Press, págs. 1–145, doi :10.1016/s0065-2881(06)52001-2, ISBN 9780123737182, PMID  17298890 , consultado el 5 de diciembre de 2022
  9. ^ Schulze, Franz Eilhard (1880). "XXIV. Sobre la estructura y disposición de las partes blandas en Euplectella aspergillum". Transacciones de la Royal Society de Edimburgo . 29 (2): 661–673. doi :10.1017/S0080456800026181. ISSN  0080-4568. S2CID  88186210.
  10. ^ W., RB; Bayer, FM; Owre, HB (abril de 1968). "Los invertebrados inferiores de vida libre". Transactions of the American Microscopical Society . 87 (2): 273. doi :10.2307/3224459. JSTOR  3224459.
  11. ^ ab Falcucci, Giacomo; Amati, Giorgio; Fanelli, Pierluigi; Krastev, Vesselin K.; Polverino, Giovanni; Porfiri, Mauricio; Succi, Sauro (22 de julio de 2021). "Las simulaciones de flujo extremo revelan adaptaciones esqueléticas de esponjas de aguas profundas". Naturaleza . 595 (7868): 537–541. arXiv : 2305.10901 . doi :10.1038/s41586-021-03658-1. ISSN  0028-0836. PMID  34290424. S2CID  236176161.
  12. ^ "Una historia de amor en las profundidades marinas". Instituto Oceanográfico Schmidt . Consultado el 11 de abril de 2022 .
  13. ^ "Criatura de la semana: los Euplectellidae de la familia de las cestas de flores de Venus". NIWA . 2014-11-06 . Consultado el 2022-04-11 .
  14. ^ Schoepf, Verena; Ross, Claire. "Una historia de amor en las profundidades marinas". Instituto Oceanográfico Schmidt .
  15. ^ Chu, Jwf; Leys, Sp (4 de noviembre de 2010). "Mapeo de alta resolución de la estructura de la comunidad en tres arrecifes de esponjas de vidrio (Porifera, Hexactinellida)". Marine Ecology Progress Series . 417 : 97–113. doi : 10.3354/meps08794 . ISSN  0171-8630.
  16. ^ McCall, William (20 de agosto de 2003). "La esponja vítrea tiene mejor fibra óptica que la artificial"
  17. ^ Fernandes, Matheus C.; Aizenberg, Joanna; Weaver, James C.; Bertoldi, Katia (21 de septiembre de 2020). "Redes mecánicamente robustas inspiradas en esponjas de vidrio de aguas profundas". Nature Materials . 20 (2): 237–241. doi :10.1038/s41563-020-0798-1. ISSN  1476-4660. PMID  32958878. S2CID  221824575.
  18. ^ "Lo que la naturaleza nos enseña sobre el trabajo bajo presión - ZBglobal" www.zbglobal.com . Consultado el 11 de abril de 2022 .
  19. ^ Rao, Rajshekhar (2014). "Biomimetismo en la arquitectura" (PDF) . Revista internacional de investigación avanzada en ingeniería civil, estructural, ambiental y de infraestructura y desarrollo . 1 : 101–107 – vía ISRJournals and Publications.
  • La cesta de flores de Venus y los rascacielos YouTube.
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