Informatie

28.2B: Klasse Anthozoa - Biologie


Leden van de klasse Anthozoa vertonen alleen poliepmorfologie en hebben met cnidocyten bedekte tentakels rond hun mondopening.

leerdoelen

  • Identificeer de adaptieve kenmerken van anthozoa

Belangrijkste punten

  • Anthozoën omvatten zeeanemonen, zeepennen en koralen.
  • De keelholte van anthozoën (zowel bij het opnemen als bij het eten) leidt naar de gastrovasculaire holte, die wordt gedeeld door mesenteriën.
  • In Anthozoans worden gameten geproduceerd door de poliep; als ze samensmelten, zullen ze aanleiding geven tot een vrijzwemmende planula-larve, die zittend wordt zodra het een optimaal substraat vindt.
  • Zeeanemonen en koraal zijn voorbeelden van anthozoën die unieke mutualistische relaties aangaan met andere diersoorten; zowel zee-anemonen als koraal profiteren van de voedselbeschikbaarheid van hun partners.

Sleutelbegrippen

  • mesenterium: bij ongewervelde dieren beschrijft het elk weefsel dat de lichaamsholte in partities verdeelt
  • cnidocyt: een capsule, bij bepaalde neteldieren, met een draadvormige buis met weerhaken die een verlammende angel levert
  • hermatypisch: van een koraal dat een soort is die koraalriffen bouwt

Klasse Anthozoa

De klasse Anthozoa omvat alle cnidarians die alleen een polieplichaamsplan vertonen; met andere woorden, er is geen medusa-stadium in hun levenscyclus. Voorbeelden zijn zeeanemonen, zeepennen en koralen, met een geschat aantal van 6.100 beschreven soorten. Zeeanemonen zijn meestal fel gekleurd en kunnen een diameter van 1,8 tot 10 cm bereiken. Deze dieren zijn meestal cilindrisch van vorm en zijn vastgemaakt aan een substraat.

De monding van een zeeanemoon is omgeven door tentakels die cnidocyten dragen. Ze hebben spleetachtige mondopeningen en een keelholte, het gespierde deel van het spijsverteringsstelsel dat dient om zowel voedsel op te nemen als te eten. Het kan zich tot tweederde van de lengte van het lichaam uitstrekken voordat het in de gastrovasculaire holte wordt geopend. Deze holte is verdeeld in verschillende kamers door longitudinale septa die mesenteriën worden genoemd. Elk mesenterium bestaat uit een ectodermale en een endodermale cellaag met daartussen de mesoglea. Mesenteriën verdelen de gastrovasculaire holte niet volledig; de kleinere holtes samenvloeien bij de keelholte opening. Het adaptieve voordeel van de mesenteriën lijkt een vergroting van het oppervlak voor opname van voedingsstoffen en gasuitwisseling.

Zeeanemonen voeden zich met kleine vissen en garnalen, meestal door hun prooi te immobiliseren met behulp van de cnidocyten. Sommige zeeanemonen gaan een mutualistische relatie aan met heremietkreeften door zich aan de schaal van de krab te hechten. In deze relatie krijgt de anemoon voedseldeeltjes van door de krab gevangen prooi, terwijl de krab wordt beschermd tegen de roofdieren door de stekende cellen van de anemoon. Anemoonvissen, of anemoonvissen, kunnen in de anemoon leven omdat ze immuun zijn voor de gifstoffen in de nematocysten. Een ander type anthozoa dat een belangrijke mutualistische relatie vormt, is rifbouwend koraal. Deze hermatypische koralen vertrouwen op een symbiotische relatie met zoöxanthellen. Het koraal krijgt fotosynthetisch vermogen, terwijl de zoöxanthellen profiteren door stikstofhoudend afval en koolstofdioxide te gebruiken dat wordt geproduceerd door de cnidarian-gastheer.

Anthozoën blijven hun hele leven polypoid. Ze kunnen zich ongeslachtelijk voortplanten door knopvorming of fragmentatie, of seksueel door gameten te produceren. Beide gameten worden geproduceerd door de poliep, die kan samensmelten om aanleiding te geven tot een vrijzwemmende planula-larve. De larve nestelt zich op een geschikte ondergrond en ontwikkelt zich tot een sessiele poliep.


Het Animal Diversity Web-team is verheugd om ADW Pocket Guides aan te kondigen!

Classificatie

Gerelateerde taxa

Om deze pagina te citeren: Myers, P., R. Espinosa, C.S. Parr, T. Jones, G.S. Hammond en T.A. Dewey. 2021. Het Animal Diversity Web (online). Betreden op https://animaldiversity.org.

Vrijwaring: Het Animal Diversity Web is een educatief hulpmiddel grotendeels geschreven door en voor studenten. ADW dekt niet alle soorten ter wereld en bevat ook niet de nieuwste wetenschappelijke informatie over organismen die we beschrijven. Hoewel we onze accounts op nauwkeurigheid bewerken, kunnen we niet alle informatie in die accounts garanderen. Hoewel medewerkers en medewerkers van ADW verwijzingen geven naar boeken en websites waarvan wij denken dat ze een goede reputatie hebben, kunnen we de inhoud van verwijzingen buiten onze controle niet noodzakelijkerwijs onderschrijven.

Dit materiaal is gebaseerd op werk dat wordt ondersteund door de National Science Foundation Grants DRL 0089283, DRL 0628151, DUE 0633095, DRL 0918590 en DUE 1122742. Aanvullende ondersteuning is afkomstig van de Marisla Foundation, UM College of Literature, Science, and the Arts, Museum van zoölogie en informatie- en technologiediensten.


Link naar leren

Bekijk deze video-animatie van twee anemonen die in een gevecht verwikkeld zijn.

Dieren in deze stam vertonen twee verschillende morfologische lichaamsplannen: poliep of "steel" en medusa of "bel" (figuur). Een voorbeeld van de poliepvorm is Hydra spp. misschien wel de meest bekende medusoïde dieren zijn de gelei (kwallen). Poliepvormen zijn zittend als volwassenen, met een enkele opening naar het spijsverteringsstelsel (de mond) naar boven gericht met tentakels eromheen. Medusa-vormen zijn beweeglijk, met de mond en tentakels die naar beneden hangen aan een parapluvormige bel.

Neteldieren hebben twee verschillende lichaamsplannen, de medusa (a) en de poliep (b). Alle neteldieren hebben twee membraanlagen, met daartussen een geleiachtige mesoglea.

Sommige neteldieren zijn polymorf, dat wil zeggen dat ze tijdens hun levenscyclus twee lichaamsplannen hebben. Een voorbeeld is de koloniale hydroid genaamd an Obelia. De sessiele poliepvorm heeft in feite twee soorten poliepen, weergegeven in figuur. De eerste is de gastrozooid, die is aangepast voor het vangen van prooien en het voeden van het andere type poliep is de gonozooid, aangepast voor het ongeslachtelijk ontluiken van kwal. Wanneer de reproductieve knoppen rijpen, breken ze af en worden vrijzwemmende medusa, die mannelijk of vrouwelijk is (tweehuizig). De mannelijke medusa maakt sperma, terwijl de vrouwelijke medusa eieren maakt. Na de bevruchting ontwikkelt de zygote zich tot een blastula, die zich ontwikkelt tot een planula-larve. De larve zwemt een tijdje vrij rond, maar hecht zich uiteindelijk vast en vormt zich een nieuwe koloniale reproductieve poliep.

De sessiele vorm van Obelia geniculate heeft twee soorten poliepen: gastrozooids, die zijn aangepast voor het vangen van prooien, en gonozooids, die ontluiken om aseksueel medusae te produceren.


Universeel aas voor doelverrijking voor fylogenomie van anthozoa (Cnidaria): nieuwe benaderingen van al lang bestaande problemen

Anthozoën (bijvoorbeeld koralen, anemonen) zijn een ecologisch belangrijke en diverse groep mariene metazoën die wereldwijd voorkomen van ondiepe tot diepe wateren. Ons begrip van de evolutionaire relaties tussen de

7.500 soorten binnen deze klasse worden gehinderd door het ontbreken van fylogenetisch informatieve markers die betrouwbaar kunnen worden gesequenced over een diversiteit aan taxa. We hebben 16.306 RNA-aas ontworpen en getest om 720 ultrageconserveerde element-loci en 1.071 exon-loci te vangen. Bibliotheekvoorbereiding en doelverrijking werden uitgevoerd op 33 taxa van alle orden binnen de klasse Anthozoa. Na Illumina-sequencing en Trinity-assemblage hebben we 1.774 van 1.791 gerichte loci teruggevonden. Het gemiddelde aantal loci dat van elke soort werd teruggevonden was 638 ± 222, met meer loci hersteld van octocorals (783 ± 138 loci) dan hexacorals (475 ± 187 loci). Spaarzame informatieve sites varieerden van 26 tot 49% voor uitlijningen op verschillende hiërarchische taxonomische niveaus (bijv. Anthozoa, Octocorallia, Hexacorallia). Het percentage variabele locaties binnen elk van de drie geslachten (Acropora, Alcyonium en Sinularia) waarvoor meerdere soorten werden gesequenced varieerde van 4,7% tot 30%. Maximale waarschijnlijkheidsanalyses herstelden sterk opgeloste bomen met topologieën die overeenkwamen met die welke werden ondersteund door andere onderzoeken, waaronder de monofylie van de orde Scleractinia. Onze resultaten demonstreren het nut van deze benadering van doelverrijking om fylogenetische relaties van relatief oude tot recente verschillen op te lossen. Het opnieuw ontwerpen van het lokaas met verbeterde affiniteiten om loci binnen elke subklasse vast te leggen, zal een waardevolle toolset opleveren om systematische vragen aan te pakken, ons begrip van de timing van diversificaties te vergroten en langdurige controversiële relaties in de klasse Anthozoa op te lossen.

trefwoorden: UCE koraal exon fylogenie target-capture ultrageconserveerd element.


28.2B: Klasse Anthozoa - Biologie

De relatie tussen cnidarians en dinoflagellaatalgen wordt "symbiotisch" genoemd, omdat zowel de dierlijke gastheer als de algen profiteren van de associatie. Het is een mutualistische interactie. Voor sommige soorten neteldieren is onderzocht of ze zelfs zonder de dinoflagellaat-algen zouden kunnen overleven. Alvorens de verschillende voordelen tussen de symbiose van cnidarians en dinoflagellaatalgen te bespreken, moet eerst een kort overzicht van de kenmerken van dinoflagellaten worden gepresenteerd. Dinoflagellate algen vormen de divisie Pyrrophyta. Slechts ongeveer de helft van de soorten dinoflagellaten heeft fotosynthetische pigmenten, de soorten die geen fotosynthetische pigmenten hebben zijn heterotrofen, wat betekent dat ze in het donker organische verbindingen als energiebronnen kunnen gebruiken (Sze 1993). De symbiotische dinoflagellaatalgen bekend als zooxanthellae bevatten fotosynthetische pigmenten en gebruiken zonlicht om voedingsstoffen te produceren voor zowel zichzelf als zijn gastheer. De meeste dinoflagellaten zijn eencellige flagellaten, maar er zijn enkele kolonies van gevlagde cellen, niet-gevlagde cellen, palmelloide-aggregaties en filamenten bekend (123). Zooxanthellen zijn eencellige flagellaten. De chloroplasten van dinoflagellaten kunnen rood, groen of blauwgroen zijn, maar zijn meestal bruin van kleur. Zooxanthellen zijn meestal bruinachtig van kleur (Smith 32). Dinoflagellaten kunnen zich voortplanten door deling in twee dochtercellen of door de vorming van zoösporen (Sze 1993). De meeste dinoflagellaten hebben twee flagellen, de ene die in het water loopt en de andere rond de "taille" van de cel is gewikkeld als een riem die is opgesloten in een groef in de platen. De flagellen maken de dinoflagellaten beweeglijk en kunnen op één dag tot drie meter bewegen (Milne 139). De meeste dinoflagellaten zijn marien, maar er zijn enkele honderden zoetwatersoorten. Van dinoflagellaten is bekend dat ze ziekten veroorzaken als gevolg van toxines die sommige soorten produceren, en ze veroorzaken ook episodes zoals rode getijden. Ciguatera is een ziekte die wijdverbreid is in de tropen en wordt verkregen door het eten van rauwe of gekookte vis. De dinoflagellaat die dit veroorzaakt is een zeldzame soort genaamd Gambierdiscus toxicus. Rode vloed wordt veroorzaakt onder bepaalde omstandigheden waardoor soorten kunnen groeien van honderd of minder organismen per milliliter tot enkele miljoen of meer en dit geeft het water een rode tint die bekend staat als een rode vloed. De gifstoffen die betrokken zijn bij rode getijden, veroorzaken wijdverbreide doden van vissen en andere organismen. De soorten waarvan bekend is dat ze rode getijden veroorzaken, zijn: gymnasium en Gonyaulax gevonden in respectievelijk de Amerikaanse Atlantische Oceaan en de Stille Oceaan (140). Zooxanthellae, de symbionten die betrokken zijn bij de interactie met cnidarians (en andere phyla, zoals Mollusca), zijn op veel manieren belangrijk voor hun gastheren. Elke klasse van Cnidaria zal afzonderlijk worden besproken, en de voordelen van elke unieke symbiotische interactie met zoöxanthellen (met uitzondering van Hydra) zullen worden uitgewerkt. De dinoflagellaatalgen die in cnidarians worden gevonden, zijn van het geslacht Symbiodinium. Dit is het geslacht dat ook bekend staat als "zoöxanthellen" (dag 1994).

Klasse Anthozoa (zeeanemonen en koralen) Zeeanemonen

Zowel zeeanemonen als koralen zijn uitsluitend marien. Van zeeanemonen is bekend dat ze symbiotische algen hebben die in hun gastrodermale cellen leven. Sommige zeeanemonen bevatten zowel zoöxanthellen als zoochlorellae (eencellige groene algen). Een voorbeeld van een zeeanemoon die beide soorten bevat, is Anthopleura xanthogrammica. Het aandeel van elke symbiont is afhankelijk van de watertemperatuur. Bij hoge temperaturen (26 graden Celsius) komen zoöxanthellen meer voor en bij lage temperaturen (12 graden Celsius) komen zoöchlorellae meer voor (Ahmadjian 132). Bij tussenliggende temperaturen zijn de aantallen van elke soort bijna gelijk. De zoochlorellae scheiden slechts kleine hoeveelheden vaste koolstof uit, dus als de zoochlorellae overheersen, moeten de algen iets anders leveren om dit goed te maken. Dus in plaats van de grotere hoeveelheid koolstof, scheiden ze stikstof en fosfor uit om de groei van de zeeanemoon te stimuleren (132). Zeeanemonen positioneren zichzelf op een manier om de blootstelling aan licht voor hun symbionten te vergroten. Wanneer hun tentakels ontspannen zijn, liggen de algen in een enkele laag. Als de anemoon zijn tentakels samentrekt, krimpen de gastrodermale cellen en liggen de algen op elkaar. De zoöxanthellen profiteren door koolstofdioxide te ontvangen uit de ademhaling van de gastheer, voedingsstoffen zoals stikstof en fosfor uit het metabolisme van de gastheer die vervolgens heen en weer worden gerecycled tussen de gastheer en de symbiont, en een schuilplaats om in te leven. De zeeanemoon profiteert door het ontvangen van zuurstof en voedsel in de vorm van glycerol, glucose en alanine uit fotosynthese.

De meest voorkomende cnidariërs die dinoflagellaten (zoöxanthellen) bevatten, zijn de steenkoralen die de koraalriffen vormen in ondiepe, tropische wateren (Smith 33). Alle rifbouwende koralen bevatten symbiotische algen (Ahmadjian 133). Steenkoralen lijken op zeeanemonen, maar koraalpoliepen zijn kleiner (ongeveer 10 mm in diameter) en ze scheiden een calciumcarbonaatschaal uit rond hun lichaam. Als de poliep sterft, vergaan hun schelpen niet en groeien er nieuwe poliepen overheen. Na vele jaren van dit proces worden koraalriffen gevormd (132). Symbiotische algen (zoöxanthellen) leven in de spijsverteringsholte van de koraalpoliep, en koraal met symbiotische algen groeit veel sneller dan dieren zonder algen. Het is bekend dat de algen verkalking stimuleren door hun fotosynthetische fixatie van CO2. De reactiesnelheid van het verkalkingsproces wordt verhoogd door de verwijdering van CO2 (133). De algen voorzien de dierlijke gastheer van zuurstof en koolstof- en stikstofverbindingen. De dierlijke gastheer haalt ook vitamines, sporenelementen en andere essentiële verbindingen uit de vertering van plankton. Dierlijke afvalstoffen worden door de algen omgezet in aminozuren, die worden overgedragen aan de dierlijke gastheer. Pigmenten geproduceerd door de symbiotische koralen beschermen zowel de gastheer als de algen tegen ultraviolette straling. De alg ontvangt ook anorganische materialen van zijn gastheer (Sze 1993). Onder stressvolle omstandigheden, zoals hoge temperaturen, verdrijven koraalpoliepen hun zoöxanthellen. De zoöxanthellen helpen de rifbouwende koralen hun opvallende kleuren te geven. Wanneer de zoöxanthellen worden verdreven, worden de koralen witte massa's calciumcarbonaat. De poliepen kunnen enkele maanden overleven zonder zoöxanthellen. Als de gunstige omstandigheden terugkeren, verzamelen ze nieuwe zoöxanthellen, keren terug naar hun normale kleuren en blijven groeien (Milne 159). Als de temperaturen te hoog blijven, kunnen de koraalpoliepen niet herstellen en sterven (Castro 379). Met betrekking tot de vraag of rifbouwende koralen eigenlijk zoöxanthellen nodig hebben om te overleven, zou het antwoord ja moeten zijn, omdat de koralen moeite zouden hebben om voldoende calciumcarbonaat te produceren om koraalriffen te vormen. Ze zouden ook zelf verantwoordelijk zijn voor het krijgen van voldoende voedingsstoffen en zuurstof om te kunnen overleven. De zoöxanthellen zijn een enorm voordeel voor de productie van koraalriffen.

Klasse Scyphozoa Kwallen

Kwallen zijn ook uitsluitend zeedieren. De soort kwal die bekend staat als Cassiopeia xamachana is gebruikt in studies over hoe een ongewerveld dier zijn symbiotische algen selecteert. Tijdens de levenscyclus van Cassiopeia worden algen gevonden in het seksuele medusoïde stadium, maar niet in het aseksuele poliepstadium. De poliepen rijpen nadat ze een symbiont hebben gekregen (Symbiodinium microadriaticum). Dankzij het onderzoek konden de wetenschappers de kwal blootstellen aan verschillende soorten algen om te zien welke soorten zich met de kwal kunnen koloniseren. De wetenschappers ontdekten dat de dierlijke gastheer zijn symbiont kon herkennen nadat deze was gefagocyteerd (Ahmadjian 132). Cassiopeia xamachana zwemt niet vrij, maar ligt ondersteboven op de zeebodem. Hierdoor kunnen de zoöxanthellen die in de tentakels van de kwallen leven maximaal daglicht ontvangen voor fotosynthese.

Hydra zijn zoetwaterdieren die worden aangetroffen in vijvers, meren en langzaam stromende rivieren. Ze voeden zich met kleine dieren, zoals watervlooien en raderdiertjes, in de waterkolom (Douglas 3). Ze variëren in grootte van 0,25 tot 2,5 cm lang. ze behoren tot de eenvoudigste van alle meercellige dieren. Hydra heeft een symbiotische relatie met een groene alg van het geslacht Chlorella. Hierdoor krijgen sommige hydra's hun groene kleur. Andere hydra hebben de neiging om een ​​bruine kleur te hebben en zijn in het nadeel wanneer voedsel schaars is. Het bleek dat een groene hydra, die de groene alg Chlorella bevat, zelfs na twee tot drie maanden zonder voedsel kan overleven, zolang het aan licht wordt blootgesteld. Er werd geconcludeerd dat de suikers die zijn afgeleid van de fotosynthese van algen ervoor zorgen dat groene hydra verhongering kan verdragen (4). Zonder licht, wanneer de algen niet kunnen fotosynthetiseren, hebben de groene hydra geen voordeel ten opzichte van de bruine hydra. Hydra kan Chlorella passeren op hun nakomelingen wanneer ze zich delen, zodat elk individu in de dierenpopulatie algencellen bevat (Ahmadjian 136). Dit is mogelijk omdat de algencellen tijdens het voeren onderdeel worden van het dier. De algen worden geconsumeerd met ander voedsel, en net zoals het voedsel verteert, doen sommige algen dat ook. De algen die aan de spijsvertering ontsnappen, worden vastgehouden in de vacuolen van het gastdier (136). In verschillende artikelen wordt kort vermeld dat andere leden van de klasse Hydrozoa inderdaad symbiotische relaties hebben met dinoflagellaten, maar er is niet genoeg informatie beschikbaar om deze associatie te bespreken.

DISCUSSIE

Literatuur geciteerd

Ahmadjian, Vernon en Surindar Paracer. Symbiose: een inleiding tot biologische verenigingen. Londen: University Press van New England, 1986.

"Anemoon." Microsoft (R)Encarta. 1994 Microsoft Corporation. Funk & Wagnalls Corporation, 1994.

Castro, Peter en Michael E. Huber. Marine biologie. Missouri: Mosby-Year Book, Inc., 1992.

"Koraal." Microsoft (R)Encarta. 1994 Microsoft Corporation. Funk & Wagnalls Corporation, 1994.

Day, Rebecca J. "Algensymbiose in Bunodeopsis: zeeanemonen met "hulp" -structuren." Het Biologisch Bulletin 185 (april 1994): 182-193.

Douglas, Angela E. Symbiotische interacties. New York: Oxford University Press, 1994.

"Hydra (biologie)." Microsoft (R)Encarta. 1994 Microsoft Corporation. Funk & Wagnalls Corporation, 1994.

"Kwal." Microsoft (R)Encarta. 1994 Microsoft Corporation. Funk & Wagnalls Corporation, 1994.

Milne, David H. Zeeleven en de zee. Californië: Wadsworth Publishing Company, 1995.

Smith, DC en AE Douglas. De biologie van symbiose. Londen: Edward Arnold Publishers Ltd., 1987.

Sze, Philip. Een biologie van de algen. 2e ed. Iowa: Wm. C. Brown Publishers, 1993.


143 Phylum Cnidaria

Aan het einde van dit gedeelte kunt u het volgende doen:

  • Vergelijk structurele en organisatiekenmerken van Porifera en Cnidaria
  • Beschrijf de progressieve ontwikkeling van weefsels en hun relevantie voor de complexiteit van dieren
  • Identificeer de twee algemene lichaamsvormen in de Cnidaria
  • Beschrijf de identificerende kenmerken van de belangrijkste cnidarian-klassen

Phylum Cnidaria omvat dieren die radiale of biradiale symmetrie vertonen en diploblastisch zijn, wat betekent dat ze zich ontwikkelen uit twee embryonale lagen, ectoderm en endoderm. Bijna alle (ongeveer 99 procent) neteldieren zijn mariene soorten.

Terwijl het bepalende celtype voor de sponzen de choanocyt is, is het bepalende celtype voor de cnidarians de cnidocyte of stekende cel. Deze cellen bevinden zich rond de mond en op de tentakels en dienen om prooien te vangen of roofdieren af ​​te weren. Cnidocyten hebben grote stekende organellen, nematocysten genaamd, die gewoonlijk weerhaken bevatten aan de basis van een lange opgerolde draad. De buitenwand van de cel heeft een haarachtig uitsteeksel genaamd a cnidocil, die gevoelig is voor tactiele stimulatie. Als de cnidocils worden aangeraakt, draaien de holle draden met een enorme versnelling naar buiten, bijna 40.000 keer die van de zwaartekracht. De microscopisch kleine draden verstrengelen dan de prooi of dringen onmiddellijk het vlees van de prooi of roofdier binnen, waarbij toxines (inclusief neurotoxines en porievormende toxines die kunnen leiden tot cellysis) in het doelwit vrijkomen, waardoor het wordt geïmmobiliseerd of verlamd (zie (Figuur) )).


Bekijk deze video-animatie van twee anemonen die in een gevecht verwikkeld zijn.

Bij Cnidarians zijn twee verschillende lichaamsplannen te vinden: de poliep- of tulpachtige '8220stalk'8221-vorm en de medusa- of '8220bell'8221-vorm. ((Figuur)). Een voorbeeld van de poliepvorm wordt gevonden in het geslacht Hydra, terwijl de meest typische vorm van kwal wordt gevonden in de groep die de "zeegelei" (kwal) wordt genoemd. Poliepvormen zijn zittend als volwassenen, met een enkele opening (de mond / anus) naar de spijsverteringsholte naar boven gericht met tentakels eromheen. Medusa-vormen zijn beweeglijk, met de mond en tentakels die naar beneden hangen aan een parapluvormige bel.


Sommige neteldieren zijn dimorf, dat wil zeggen, ze vertonen beide lichaamsplannen tijdens hun levenscyclus. Bij deze soorten dient de poliep als de aseksuele fase, terwijl de medusa als het seksuele stadium dient en gameten produceert. Beide lichaamsvormen zijn echter diploïde.

Een voorbeeld van cnidarian dimorfisme is te zien in de koloniale hydroid Obelia. De sessiele ongeslachtelijke kolonie heeft twee soorten poliepen, weergegeven in (Figuur). De eerste is de gastrozooide, die is aangepast voor het vangen van prooien en voeren. In Obelia, zijn alle poliepen verbonden via een gemeenschappelijke spijsverteringsholte genaamd a coenosarc. Het andere type poliep is de gonozooid, aangepast voor het ongeslachtelijk ontluiken en de productie van seksuele medusae. De reproductieve knoppen van de gonozooid breken af ​​en rijpen tot vrijzwemmende medusae, die mannelijk of vrouwelijk zijn (tweehuizig). Elke medusa heeft ofwel meerdere testikels of meerdere eierstokken waarin meiose plaatsvindt om sperma of eicellen te produceren. Interessant is dat de gameet-producerende cellen niet in de gonade zelf ontstaan, maar ernaar migreren vanuit de weefsels in de gonozooid. Deze afzonderlijke oorsprong van geslachtsklieren en gameten is gebruikelijk in de eumetazoa. De gameten komen vrij in het omringende water en na de bevruchting ontwikkelt de zygote zich tot een blastula, die zich al snel ontwikkelt tot een trilharen, bilateraal symmetrische planula-larve. De planula zwemt een tijdje vrij, maar hecht zich uiteindelijk aan een substraat en wordt een enkele poliep, waaruit een nieuwe kolonie poliepen wordt gevormd door te knopen.


Klik hier om een ​​te volgen Obelia levenscyclusanimatie en quiz.

Alle neteldieren zijn diploblastisch en hebben dus twee "epitheliale" lagen in het lichaam die zijn afgeleid van het endoderm en ectoderm van het embryo. De buitenste laag (van ectoderm) wordt de opperhuid en lijnen de buitenkant van het dier, terwijl de binnenste laag (van endoderm) de wordt genoemd gastrodermis en lijnen de spijsverteringsholte. In de planula-larve omringt een laag ectoderm een ​​stevige massa endoderm, maar naarmate de poliep zich ontwikkelt, opent de spijsverterings- of gastrovasculaire holte in het endoderm. Tussen deze twee epitheellagen ligt een niet-levende, geleiachtige mesoglea. In termen van cellulaire complexiteit tonen cnidarians de aanwezigheid van gedifferentieerde celtypen in elke weefsellaag, zoals zenuwcellen, contractiele epitheelcellen, enzymafscheidende cellen en nutriëntenabsorberende cellen, evenals de aanwezigheid van intercellulaire verbindingen. Echter, met een paar opmerkelijke uitzonderingen zoals: statocysten en rhopalia (zie hieronder), is de ontwikkeling van organen of orgaansystemen in dit phylum niet vergevorderd.

Het zenuwstelsel is rudimentair, met zenuwcellen georganiseerd in een netwerk verspreid over het lichaam. Dit zenuwnet kan de aanwezigheid tonen van groepen cellen die zenuwplexi (enkelvoud: plexus) of zenuwkoorden vormen. De organisatie van het zenuwstelsel in de beweeglijke medusa is complexer dan die van de sessiele poliep, met een zenuwring rond de rand van de medusa-bel die de werking van de tentakels regelt. Netelvlieszenuwcellen vertonen gemengde kenmerken van motorische en sensorische neuronen. De belangrijkste signaalmoleculen in deze primitieve zenuwstelsels zijn peptiden, die zowel stimulerende als remmende functies vervullen. Ondanks de eenvoud van het zenuwstelsel, is het opmerkelijk dat het de gecompliceerde beweging van de tentakels, het naar de mond trekken van gevangen prooien, het verteren van voedsel en het uitdrijven van afval coördineert.

De gastrovasculaire holte heeft slechts één opening die zowel als mond als anus dient. Deze opstelling wordt een onvolledig spijsverteringsstelsel genoemd. In de gastrovasculaire holte vindt extracellulaire vertering plaats wanneer voedsel in de gastrovasculaire holte wordt gebracht, enzymen in de holte worden uitgescheiden en de cellen die de holte bekleden voedingsstoffen opnemen. Er vindt echter ook enige intracellulaire vertering plaats. De gastrovasculaire holte verdeelt voedingsstoffen door het lichaam van het dier, waarbij voedingsstoffen vanuit de spijsverteringsholte over de mesoglea naar de epidermale cellen gaan. Deze holte dient dus zowel spijsverterings- als bloedsomloopfuncties.

Neteldiercellen wisselen zuurstof en koolstofdioxide uit door diffusie tussen cellen in de epidermis en water in de omgeving, en tussen cellen in de gastrodermis en water in de gastrovasculaire holte. Het ontbreken van een bloedsomloop om opgeloste gassen te verplaatsen beperkt de dikte van de lichaamswand en vereist een niet-levend mesoglea tussen de lagen. Bij de neteldieren met een dikker mesoglea helpen een aantal kanalen om zowel voedingsstoffen als gassen te verdelen. Er is geen uitscheidingssysteem of organen, en stikstofhoudende afvalstoffen diffunderen eenvoudigweg vanuit de cellen in het water buiten het dier of in de gastrovasculaire holte.

De phylum Cnidaria bevat ongeveer 10.000 beschreven soorten, verdeeld in twee monofyletische clades: de Anthozoa en de Medusozoa. De Anthozoa omvatten de koralen, zeewaaiers, zeezwepen en de zeeanemonen. De Medusozoa omvatten verschillende klassen van Cnidaria in twee clades: de Hydrozoa omvatten sessiele vormen, sommige medusoïde vormen en zwemmende koloniale vormen zoals het Portugese oorlogsschip. De andere clade bevat verschillende soorten gelei, waaronder zowel Scyphozoa als Cubozoa. De Anthozoa bevatten alleen sessiele poliepvormen, terwijl de Medusozoa soorten omvatten met zowel poliep- als medusa-vormen in hun levenscyclus.

Klasse Anthozoa

De klasse Anthozoa ('8220bloemdieren'8221) omvat zeeanemonen ((figuur)), zeepennen en koralen, met een geschat aantal van 6.100 beschreven soorten. Zeeanemonen zijn meestal fel gekleurd en kunnen een diameter van 1,8 tot 10 cm bereiken. Individuele dieren zijn cilindrisch van vorm en zijn direct bevestigd aan een substraat.


De monding van een zeeanemoon is omgeven door tentakels die cnidocyten dragen. De spleetachtige mondopening en afgeplatte keelholte zijn bekleed met ectoderm. Deze structuur van de keelholte maakt anemonen bilateraal symmetrisch. Aan twee tegenover elkaar liggende zijden van de keelholte bevindt zich een groef met trilharen, een siphonoglyph genaamd, die water erin leidt. De keelholte is het gespierde deel van het spijsverteringsstelsel dat dient om zowel voedsel op te nemen als te eten, en kan zich uitstrekken tot tweederde van de lengte van het lichaam voordat het in de gastrovasculaire holte uitkomt. Deze holte is verdeeld in verschillende kamers door longitudinale septa genaamd mesenteriën. Elk mesenterium bestaat uit een plooi van gastrodermaal weefsel met een laag mesoglea tussen de bladen van gastrodermis. Mesenteria verdelen de gastrovasculaire holte niet volledig en de kleinere holtes smelten samen bij de faryngeale opening. Het adaptieve voordeel van de mesenteriën lijkt een vergroting van het oppervlak voor opname van voedingsstoffen en gasuitwisseling, evenals extra mechanische ondersteuning voor het lichaam van de anemoon.

Zeeanemonen voeden zich met kleine vissen en garnalen, meestal door hun prooi te immobiliseren met nematocysten. Sommige zeeanemonen gaan een mutualistische relatie aan met heremietkreeften wanneer de krab ze grijpt en aan hun schelp vastmaakt. In deze relatie krijgt de anemoon voedseldeeltjes van prooien die door de krab zijn gevangen, en wordt de krab beschermd tegen de roofdieren door de stekende cellen van de anemoon. Sommige soorten anemoonvissen, of anemoonvissen, kunnen ook met zeeanemonen leven omdat ze een verworven immuniteit opbouwen tegen de gifstoffen in de nematocysten en ook een beschermend slijm afscheiden dat voorkomt dat ze worden gestoken.

De structuur van koraalpoliepen is vergelijkbaar met die van anemonen, hoewel de individuele poliepen meestal kleiner zijn en deel uitmaken van een kolonie, waarvan sommige enorm zijn en de grootte van kleine gebouwen hebben. Koraalpoliepen voeden zich met kleinere planktonische organismen, waaronder algen, bacteriën en larven van ongewervelde dieren. Sommige anthozoën hebben symbiotische associaties met dinoflagellaatalgen die zoöxanthellen worden genoemd. De wederzijds voordelige relatie tussen zoöxanthellen en moderne koralen - die de algen beschutting bieden - geeft koraalriffen hun kleuren en voorziet beide organismen van voedingsstoffen. Deze complexe mutualistische associatie begon meer dan 210 miljoen jaar geleden, volgens een nieuwe studie door een internationaal team van wetenschappers. Dat deze symbiotische relatie ontstond in een tijd van massale wereldwijde uitbreiding van koraalriffen, suggereert dat de onderlinge verbinding van algen en koraal cruciaal is voor de gezondheid van koraalriffen, die een habitat bieden voor ongeveer een vierde van al het zeeleven. Riffen worden bedreigd door een trend in oceaanopwarming die ertoe heeft geleid dat koralen hun zoöxanthellae-algen verdrijven en wit worden, een proces dat koraalverbleking wordt genoemd.

Anthozoën blijven polypoïde (merk op dat deze term gemakkelijk kan worden verward met '8220polyploïd'8221) gedurende hun hele leven en zich ongeslachtelijk kan voortplanten door ontluikende of fragmentatie, of seksueel door gameten te produceren. Mannelijke of vrouwelijke gameten geproduceerd door een poliep fuseren om aanleiding te geven tot een vrijzwemmende planula-larve. De larve nestelt zich op een geschikte ondergrond en ontwikkelt zich tot een sessiele poliep.

Klasse Scyphozoa

Klasse Scyphozoa (“cup animals’8221) omvat alle (en alleen) de zeegelei, met ongeveer 200 bekende soorten. De medusa is het prominente stadium in de levenscyclus, hoewel er een poliepstadium is in de levenscyclus van de meeste soorten. De meeste gelei variëren van 2 tot 40 cm lang, maar de grootste scyphozo-soort, Cyanea capillata, kan een diameter van twee meter bereiken. Scyphozoans vertonen een karakteristieke klokachtige morfologie ((figuur)).


In de zeegelei is aan de onderzijde van het dier een mondopening aanwezig, omgeven door holle tentakels met daarin nematocysten. Scyphozoa leven het grootste deel van hun levenscyclus als vrijzwemmende, solitaire carnivoren. De mond leidt naar de gastrovasculaire holte, die kan worden verdeeld in vier onderling verbonden zakjes, genaamd divertikels. Bij sommige soorten kan het spijsverteringsstelsel zich verder vertakken in: radiale kanalen. Net als de septa in anthozoën, hebben de vertakte gastrovasculaire cellen twee functies: om het oppervlak voor opname en diffusie van voedingsstoffen te vergroten en om het lichaam van het dier te ondersteunen.

Bij scyphozoa zijn zenuwcellen georganiseerd in een zenuwnet dat zich over het hele lichaam uitstrekt, met een zenuwring rond de rand van de bel. Clusters van sensorische organen genaamd rhopalia kunnen aanwezig zijn in zakken in de rand van de bel. Jellies hebben een ring van spieren langs de koepel van het lichaam, die de samentrekkende kracht levert die nodig is om door water te zwemmen, en om voedsel uit het water te halen terwijl ze zwemmen. Scyphozoans hebben verschillende geslachten. De geslachtsklieren worden gevormd uit de gastrodermis en gameten worden via de mond uitgestoten. Planula-larven worden gevormd door uitwendige bemesting en vestigen zich in een polypoïde vorm op een substraat. Deze poliepen kunnen knopen om extra poliepen te vormen of beginnen onmiddellijk medusa-knoppen te produceren. Bij enkele soorten kan de planula-larve zich direct in de medusa ontwikkelen. De levenscyclus ((figuur)) van de meeste scyphozoën omvat zowel seksuele medusoïde als aseksuele polypoïde lichaamsvormen.


Klasse Cubozoa

Deze klasse omvat gelei met een doosvormige kwal, of een bel met een vierkante doorsnede, en in de volksmond bekend als "dooskwallen". Deze soorten kunnen 15 tot 25 cm groot worden, maar typisch zijn leden van de Cubozoa niet zo groot als die van de Scyphozoa. Echter, cubozoans vertonen algemene morfologische en anatomische kenmerken die vergelijkbaar zijn met die van de scyphozoans. Een opvallend verschil tussen de twee klassen is de opstelling van de tentakels. De cubozoans bevatten spierkussens genaamd pedalia op de hoeken van de vierkante klokluifel, met een of meer tentakels aan elk pedalium. In sommige gevallen kan het spijsverteringsstelsel zich uitstrekken tot in de pedalia. Nematocysten kunnen in een spiraalvormige configuratie langs de tentakels worden gerangschikt. Deze opstelling helpt om prooien effectief te onderwerpen en te vangen. Cubozoans omvatten de meest giftige van alle cnidarians ((Figuur)).

Deze dieren zijn ongebruikelijk in het hebben van beeldvormende ogen, waaronder een hoornvlies, lens en netvlies. Omdat deze structuren zijn gemaakt van een aantal interactieve weefsels, kunnen ze worden genoemd echte organen. Ogen bevinden zich in vier clusters tussen elk paar pedalia. Elk cluster bestaat uit vier eenvoudige oogvlekken plus twee beeldvormende ogen die in verschillende richtingen zijn georiënteerd. Hoe beelden die door deze zeer complexe ogen worden gevormd, worden verwerkt, blijft een mysterie, aangezien cubozoën uitgebreide zenuwnetten hebben, maar geen duidelijke hersenen. Desalniettemin helpt de aanwezigheid van ogen de cubozoa om actieve en effectieve jagers te zijn van kleine zeedieren zoals wormen, geleedpotigen en vissen.

Cubozoans hebben gescheiden geslachten en bevruchting vindt plaats in het vrouwtje. Planula-larven kunnen zich in het vrouwtje ontwikkelen of worden losgelaten, afhankelijk van de soort. Elke planula ontwikkelt zich tot een poliep. Deze poliepen kunnen ontluiken om meer poliepen te vormen om een ​​kolonie te creëren, elke poliep transformeert vervolgens in een enkele medusa.


Klasse Hydrozoa

Hydrozoa is een diverse groep die bijna 3.200 soorten omvat, de meeste zijn marien, hoewel sommige zoetwatersoorten bekend zijn ((Figuur)). De meeste soorten vertonen zowel polypoïde als medusoïde vormen in hun levenscyclus, hoewel de bekende Hydra heeft alleen de poliepvorm. De medusoïde vorm heeft een spiersluier of velum onder de rand van de bel en wordt daarom a . genoemd hydromedusa. De medusoïde vorm van Scyphozoa daarentegen mist een velum en wordt a . genoemd scyphomedusa.

De poliepvorm bij deze dieren vertoont vaak een cilindrische morfologie met een centrale gastrovasculaire holte omzoomd door de gastrodermis. De gastrodermis en epidermis hebben een eenvoudige laag mesoglea die ertussen zit. Een mondopening, omgeven door tentakels, is aanwezig aan het orale uiteinde van het dier. Veel hydrozoën vormen zittend, vertakte kolonies van gespecialiseerde poliepen die een gemeenschappelijke, vertakkende gastrovasculaire holte (coenosarc) delen, zoals wordt aangetroffen in de koloniale hydroid Obelia.

Vrij zwevende koloniale soorten, siphonophores genaamd, bevatten zowel medusoïde als polypoïde individuen die gespecialiseerd zijn in voeding, verdediging of reproductie. De kenmerkende regenboogkleurige praalwagen van de Portugese oorlogsman (Physalia physalis) creëert een pneumatofoor waarmee het het drijfvermogen regelt door koolmonoxidegas te vullen en uit te stoten. Op het eerste gezicht lijken deze complexe superorganismen één enkel organisme te zijn, maar de realiteit is dat zelfs de tentakels eigenlijk zijn samengesteld uit zooiden beladen met nematocysten. Dus, hoewel het oppervlakkig lijkt op een typische kwal van kwallen, P. physalis is een vrij zwevende hydrozoan kolonie elk exemplaar bestaat uit vele honderden organismen, elk gespecialiseerd voor een bepaalde functie, waaronder beweeglijkheid en drijfvermogen, voeding, voortplanting en verdediging. Hoewel ze vleesetend zijn en zich voeden met veel zachte zeedieren, P. physalis hebben geen magen en hebben in plaats daarvan gespecialiseerde poliepen, gastrozooids genaamd, die ze gebruiken om hun prooi in het open water te verteren.

Fysalia heeft mannelijke en vrouwelijke kolonies, die hun gameten in het water afgeven. De zygote ontwikkelt zich tot een enkel individu, dat vervolgens aseksueel ontluikt om een ​​nieuwe kolonie te vormen. Siphonophores omvatten de grootste bekende drijvende cnidarian kolonies zoals: Praya dubia, waarvan de ketting van zoids tot 50 meter (165 voet) lang kan worden. Andere hydrozoaire soorten zijn solitaire poliepen (Hydra) of solitaire hydromedusae (Gonionemus). Een kenmerkend kenmerk dat de hydrozoën delen, is dat hun geslachtsklieren zijn afgeleid van epidermaal weefsel, terwijl ze bij alle andere cnidariërs zijn afgeleid van gastrodermaal weefsel.


Sectie Samenvatting

Neteldieren vertegenwoordigen een complexer organisatieniveau dan Porifera. Ze hebben buitenste en binnenste weefsellagen die een niet-cellulair mesoglea tussen hen in klemmen. Neteldieren hebben een goed gevormd spijsverteringsstelsel en voeren extracellulaire vertering uit in een spijsverteringsholte die zich door een groot deel van het dier uitstrekt. De mond is omgeven door tentakels die grote aantallen cnidocyten bevatten - gespecialiseerde cellen met nematocysten die worden gebruikt voor het steken en vangen van prooien en voor het ontmoedigen van roofdieren. Neteldieren hebben verschillende geslachten en velen hebben een levenscyclus die twee verschillende morfologische vormen omvat - medusoïde en polypoïde - in verschillende stadia van hun levenscyclus. Bij soorten met beide vormen is de kwal het seksuele, gameetproducerende stadium en de poliep het aseksuele stadium. Neteldiersoorten omvatten individuele of koloniale polypoïde vormen, drijvende kolonies of grote individuele medusa-vormen (zeegelei).


Koralen en zeeanemonen (anthozoa)

Koralen, anemonen en gelei zijn verwant en worden allemaal ingedeeld in de stam Cnidaria of 'prikkende naalden'. De dieren in deze groep zijn in het water levende, hebben stekende cellen in hun weefsels en hebben een lichaamsplan dat wordt gekenmerkt door radiale symmetrie, waardoor alle delen van hun lichaam even ontvankelijk en responsief zijn voor roofdier en prooi. Deze dieren hebben een enkele opening die zowel als mond als anus dient. Tentakels met stekende structuren, nematocysten genaamd, omringen deze opening meestal. Deze stekende cellen, veroorzaakt door aanraking of chemische prikkels, kunnen gifstoffen bevatten of kleverig zijn.

Binnen de phylum Cnidaria omvat de klasse Anthozoa koralen, anemonen, zeepennen en zeewaaiers. Anthozoa bestaat uit 10 orden en duizenden soorten. Volwassenen zijn gehecht aan de zeebodem, maar hun larven drijven vrij rond en kunnen afdrijven naar nieuwe nederzettingen. Anthozoën kunnen een niet-levende substantie rond de buitenkant van het lichaam afscheiden om hun zachte lichaamsweefsels te ondersteunen en te beschermen. De kleur kan variëren van rood, roze en paars tot geel, blauw en oranje. Terwijl sommige slechts een paar centimeter lang zijn, kunnen anderen enkele meters schalen.

Het fossielenbestand van Anthozoa gaat 550 miljoen jaar terug. De oudst bekende anthozoën, poliepachtige fossielen, komen uit de Vendiaanse (late Precambrische) periode. Echte koralen verschenen later, tijdens de Cambrische periode. Sommige soorten die vandaag de dag leven, verschenen voor het eerst in het midden van het Trias - rond dezelfde tijd als de vroege dinosauriërs!

Koraalriffen wedijveren met regenwouden in diversiteit aan leven. Samen bevatten ze de meest diverse ecosystemen op aarde. Levende riffen beslaan meer dan 360.000 vierkante mijl (936.000 vierkante kilometer) en herbergen een op de vier oceaansoorten die de mens kent, maar toch beslaan ze minder dan 0,1 procent van de hele oceaan.

Ze bieden ook meer dan een thuis voor vissen en andere rifbewoners. Koraalriffen fungeren als een belangrijke buffer tussen land en de dagelijkse erosie door golven of incidentele stormvloeden. Ze beschermen vaak een achterrifgebied met rijke productieve habitats en creëren een kraamkamer voor de juveniele stadia van het oceaanleven.

Koraalriffen ondersteunen ook de toeristenindustrie en een sterke visserij-industrie. Organismen die op koraalriffen worden gevonden, hebben belangrijke ingrediënten geleverd voor ontelbare medische verbindingen die alles behandelen, van astma en kanker tot hiv en nog steeds potentieel vertonen voor toekomstige farmaceutische ontdekkingen.

Algemene anthozoa-kenmerken

Er zijn veel subklassen en orden met verschillende kenmerken onder de klasse Anthozoa, waaronder:

Bestel Scleractinia, steenkoralen: Stony or reef-building corals form a skeleton made of calcium carbonate under the polyps to create the hard structure that most people recognize as coral. These corals are responsible for forming the base structure of coral reefs. As older polyps die off, new polyps continue to build calcifications on the old skeletons, allowing for the huge scale of reefs in the Caribbean and the Great Barrier Reef. Not all stony corals are reef-building, though, as some are not able to produce enough calcium carbonate to facilitate reef formation.

Subclass Octocorallia, Octocorals: Despite sharing a similar appearance with stony corals, soft corals, sea pens, gorgonians and sea fans do not build the hard, calcium-carbonate skeleton of stony corals. Instead, these corals may create some internal structural supports that allow them to grow vertically but still sway with ocean currents. Soft corals are always colonial and grow with eight-fold symmetry, which means their tentacles come in groups of eight — hence the name Ocotocoral. Octocorals include the orders Alcyonacea and Helioporace.

Order Corallimorpharia, Anemone Corals or Mushroom Corals: Members of this order are sometimes called anemone corals or mushroom corals because they resemble anemones more closely than other types of corals due to their large, flat, disc-like shape and short tentacles. They grow like wheel spokes, radiating from a center and forming concentric circles. The diameter of the circle increases as they grow. This order is extremely popular in home aquariums.

Order Zoantharia, Zoanthids: Zoanthids have long, prominent tentacles arranged in two rows. Unlike stony and soft corals, Zoanthids incorporate sand and other substrate into their colonies for structure. They may live as individual polyps or in colonial groups.

Order Actiniaria, Anemones: Larger anemones tend to be solitary while smaller species may use asexual reproduction to propagate and live in large concentrations when there is suitable habitat. Anemones come in a wide range of colors, some owing their coloration to the zooxanthellae, microscopic algae, they host. Anemones have a disc-shaped bottom they use to attach themselves to rocks, in crevices and on other suitable surfaces, including the shells of other marine invertebrates.

Subclass Ceriantharia, Tube-dwelling Anemones: This subclass looks similar to sea anemones, but tube-dwelling anemones are known for being solitary and living buried in soft sediments. They live inside tubes made of secreted mucus and organelles, and can recede into these tubes for protection. Ceriantharia includes the orders Spirularia and Penicillaria.

Anthozoans are found from intertidal zones to deep ocean trenches, in both warm and cold waters. Reef-building corals are only found in shallow tropical and subtropical waters. Anthozoa are found in the largest numbers in warm, tropical waters in coral reef habitats.

Some corals receive their nutrition from mutualistic zooxanthellae that require sunlight for photosynthesis, the by-products of which are sugars consumed by the hosting coral. Corals may also feed by capturing prey with their stinging nematocysts or by feeding on “marine snow,” a shower of organic materials and biological debris falling from upper waters to the deep ocean. Depending on their size, corals may catch prey varying in size from microscopic zooplankton to small fish.

At the Smithsonian's National Zoo, anemones and corals are housed under special lighting fixtures and receive a mixture of minced clams, fish and shrimp.

Corals can reproduce sexually and asexually. Asexual reproduction happens in the form of budding that occurs when a parent polyp (produced by sexual reproduction) divides, creating a colony of genetically identical but individual animals. Corals also fragment during storms and these pieces can regrow into new colonies. A colony can grow to hundreds of thousands of individual polyps.

Corals reach sexual maturity at different ages, varying by species and colony size. Some can mature and reproduce successfully in as little as four years, while others can take decades to reproduce. Sexual reproduction usually takes place through broadcast spawning of gametes or internal brooding of larvae.

When broadcast spawning, corals release both eggs and sperm into the open water in a synchronized spawning event triggered by a variety of environmental cues. Fertilized larvae float in the water column until they settle in a suitable place to attach and begin a new colony. Sexual spawning allows larvae to be carried to other areas, spreading new genetic material to a different habitat.

It is estimated that most reefs are between 5,000 and 10,000 years old, with some actually tracing their beginnings back 50 million years. It is unclear how long the life span of an individual coral or anemone is.

Coral reefs are threatened by disease, climate change, over-fishing, pollution, over-development of coastal zones and the aquarium trade. Fishing with cyanide and explosives has reached epidemic levels, and run-off from over-fertilization and insecticides has further injured coral structures by fueling the growth of competing algae.

The steady increase of silt loads into waterways from destructive farming and logging practices has also put pressure on already deteriorating reefs. The trade of both fish and corals for hobby tanks gives low-income communities near reefs a source of profit, which encourages the destruction and collection of these organisms.

In the past few decades, one-tenth of all coral reefs have been destroyed and one-third have been seriously degraded.

The greatest threats to reefs are rising water temperatures and ocean acidification linked to rising carbon dioxide levels. High water temperatures cause corals to lose the microscopic algae that produce the food corals need — a condition known as coral bleaching. Severe or prolonged bleaching can kill coral colonies or leave them vulnerable to other threats. In the Caribbean alone, approximately 90 percent of hard coral (reef-building) cover has been lost in the past 30 years, largely due to increased bleaching events fueling disease.

Coral reefs rival rainforests in diversity of life, and together they hold the most diverse ecosystems on the planet. Living reefs cover more than 360,000 square miles (936,000 square kilometers) and harbor one of every four ocean species known to man, yet they cover less than 0.1 percent of the entire ocean.

Coral reefs provide more than a home for fish and other reef denizens they also act as an important buffer between land and the daily erosion from waves or occasional storm surges. They often harbor a back-reef area of rich productive habitats creating a nursery for the juvenile stages of ocean life.

Coral reefs also support the tourist industry and a strong fishing industry coral is used as a basic building substrate and incorporated into the production of cement. Organisms found on coral reefs have provided key ingredients for innumerable medical compounds that treat everything from asthma and cancer to HIV and still show potential for future pharmaceutical discoveries.

Smithsonian scientist Mary Hagedorn is leading the field of coral cryopreservation, which allows scientists to bank coral sperm and stem cells for research and repopulation. Hagedorn’s team created the first frozen repositories for nine coral species in the U.S. and Australia. These repositories contain 1 trillion frozen sperm and 3 billion frozen larval cells.

The Smithsonian also has a research program studying Caribbean coral reef ecosystems. One location of study is the Carrie Bow Cay Field Station. The team of scientists stationed there gives an annual report on the corals and their environment. You can check daily reports on water conditions and weather effecting the corals here.


Fun Facts about the Sea Anemone!

Sea anemones are fascinating organisms and have long drawn the interest of researchers and ocean lovers alike. They have many unique properties including their symbiotic relationships with various organisms as well as some fascinating regeneration abilities.

Related to Jellyfish and Coral

As a member of the phylum Cnidaria, sea anemones are related to corals, jellyfish, tube-dwelling anemones, and Hydra spp. When one considers the polyp-shape of corals or the notorious presence of cnidocytes in jellyfish, this is not overly surprising.

All sea anemones belong to the class Anthozoa, of which there are three subclasses: Octocorallia, Ceriantharia, and Hexacorallia. To the latter belong the order Actiniaria and all 45 of its sea anemone families. The phylogenetic relationships within the class Anthozoa are not well understood, particularly within these three subclasses. Indeed, recent DNA analysis suggests that some species of anemone may indeed exist outside of the order Actiniaria. This only further highlights the complexity of studying phylogenetic relationships, particularly in species with virtually no hard parts that can be preserved in the fossil record.

Cnidocytes and Nemadocysts

Much like jellyfish, which are famous for their ability to ‘sting’ their prey and potential predators, sea anemones possess cnidocytes – specialized ‘stinging cells’. Within each cnidocyte are organelles (small organ-like structures) known as nematocysts. These are the ‘stingers’ and in anemones are present mostly in the area of the oral disc as well as the tentacles.

Within each cnidocyte, the nematocyst contains many coiled, barbed threads. On the outside of the cnidocyte, a hairlike structure known as a scnidocils sits. These structures are sensitive to touch and, once touched, trigger the nematocysts to uncoil and penetrate their prey (or predator). In many cases, these nematocysts also deliver toxins known as actinotoxins, that can immobilize the victim.

Actinotoxins are highly toxic to prey species of fish and crustaceans. However, Amphiprioninae (clownfish), small banded fish in various colors, are not affected by their host anemone’s sting and shelter themselves from predators among its tentacles. Several other species have similar adaptions and are also unaffected.

At the base of the tentacles in some species are elongated, inflatable, tentacle-like organs known as acrorhagi. These are armed with cnidocytes and are used to fend off other encroaching anemones.

Most sea anemones are harmless to humans, but some highly toxic species do exist. Actinodendron arboreum, Phyllodiscus semoni, en Stichodactyla spp., for example, are known to cause severe injuries and are even potentially lethal to humans.

Chloro-Filled

Beyond their symbiosis with clownfish and other species immune to the anemone’s stinging-cells, they are also well known for another symbiotic relationship that they form with plants. Indeed, single-celled algae known as zooxanthellae and zoochlorellae are often observed living within the dermal cells of anemones. These are normally concentrated in the tips of their tentacles and other upward-facing parts of the anemone’s bodies.

This relationship is known to be mutually beneficial to both species, as the algae avoid being consumed by herbivorous species as they float through the sea while the anemone is able to utilize some of the oxygen produced by the algal cells as well as its energy in the form of glycerol, glucose, and alanine. This forms an important supplement to the anemone’s diet which is otherwise carnivorous, using its stinging cells to paralyze and consume various prey species.


Diversity and evolution of coral fluorescent proteins

GFP-like fluorescent proteins (FPs) are the key color determinants in reef-building corals (class Anthozoa, order Scleractinia) and are of considerable interest as potential genetically encoded fluorescent labels. Here we report 40 additional members of the GFP family from corals. There are three major paralogous lineages of coral FPs. One of them is retained in all sampled coral families and is responsible for the non-fluorescent purple-blue color, while each of the other two evolved a full complement of typical coral fluorescent colors (cyan, green, and red) and underwent sorting between coral groups. Among the newly cloned proteins are a "chromo-red" color type from Echinopora forskaliana (family Faviidae) and pink chromoprotein from Stylophora pistillata (Pocilloporidae), both evolving independently from the rest of coral chromoproteins. There are several cyan FPs that possess a novel kind of excitation spectrum indicating a neutral chromophore ground state, for which the residue E167 is responsible (numeration according to GFP from A. victoria). The chromoprotein from Acropora millepora is an unusual blue instead of purple, which is due to two mutations: S64C and S183T. We applied a novel probabilistic sampling approach to recreate the common ancestor of all coral FPs as well as the more derived common ancestor of three main fluorescent colors of the Faviina suborder. Both proteins were green such as found elsewhere outside class Anthozoa. Interestingly, a substantial fraction of the all-coral ancestral protein had a chromohore apparently locked in a non-fluorescent neutral state, which may reflect the transitional stage that enabled rapid color diversification early in the history of coral FPs. Our results highlight the extent of convergent or parallel evolution of the color diversity in corals, provide the foundation for experimental studies of evolutionary processes that led to color diversification, and enable a comparative analysis of structural determinants of different colors.

Belangenconflict verklaring

Concurrerende belangen: De auteurs hebben verklaard dat er geen concurrerende belangen bestaan.

Figuren

Figure 1. Excitation (solid lines) and emission…

Figure 1. Excitation (solid lines) and emission (dashed lines) spectra of the newly cloned GFP-like…

Figure 2. Bayesian phylogenetic tree of the…

Figure 2. Bayesian phylogenetic tree of the cnidarian fluorescent proteins Arthropoda FPs are shown as…

Figure 3. Analysis of ancestral proteins.

Figure 3. Analysis of ancestral proteins.

A: alignment of the amino acid sequences of the…

Figure 4. Positions of emission maxima in…

Figure 4. Positions of emission maxima in the mutated purple chromoprotein gfasCP in comparison to…

Figure 5. Glutamic acid at position 167…

Figure 5. Glutamic acid at position 167 (numeration according to GFP) determines the “neutral-chromophore” phenotype…


28.2B: Class Anthozoa - Biology

How to Distinguish from Similar Species: : It is similar to Anthopleura xanthogrammica, which is all green. A. elegantissima almost always have pinkish tips on their tentacles, and in the Pacific Northwest are usually a bit smaller in size. Anthopleura artemisia has verrucae on only the top 2/3 of its column and usually lives mostly buried in sand. Anthopleura sola, which was formerly known as the solitary form of A. elegantissima, is very similar except that it is solitary and usually larger. It was distinguished from A. elegantissima by molecular means.

Geographical Range: From Alaska all the way down to Baja California.

Depth Range: Live in the intertidal zone.

Habitat: Can be found either in dense populations or solitary, on rock walls, boulders, or pilings from between high- and low-tide lines to low-tide line. Prefers to live in semiprotected areas near the outer coast.

Biology/Natural History: Background color is due in part to zooxanthellae and zoochlorellae living symbiotically in the gastrodermal layer. (see below photo) Both are able to live in the anemone at the same time. They are able to transfer carbon to their host, the anemone. Its possible that the anemone can control the numbers of algal cells that it has by expelling them in a bolus of mucus. The species can handle a high range of temperatures, but the higher temperatures do affect the number of symbiotic algae. Tend to eat barnacle molts, dead debris from plankton, and mussels that have fallen off the overhead rocks. Anemones of this species frequently divide asexually by expanding the base of their column in two directions until they tear in half (picture). Large clusters, or aggregations, of clonally related anemones come to dominate areas of the intertidal in this way (picture). The aggregating anemones have an aggressive behavior towards other anemones that are not clones of themselves, (see photo below) and maintain anemone-free areas between clones (photo). They do sexually reproduce to disperse to new habitats. The verrucae frequently are holding bits of shell or gravel (picture) which is thought to provide some protection from ultraviolet light and/or reduce desiccation. Predators include the seastar Dermasterias imbricata, the nudibranch Aeolidia papillosa, and the wentletrap snail Epitonium tinctum .

Asexual division is especially common in January to March (Hand, 1955)

This anemone may harbor either zooxanthellae (dinoflagellate) or zoochlorellae (chlorophyte) intracellular symbionts. In California, the zooxanthellae may be either Symbiodinium californium of S. muscatinei. In Oregon and Washington the only zooxanthellae symbionts are S. muscatinei. Anemones with zooxanthellae have been observed from Baja California to SE Alaska, but are more common from Washington south. Anemones with zoochlorellae occur from Cape Blanco, Oregon north at least to Vancouver Island. The zoochlorella has recently been identified as Elliptochloris marina. In areas where both symbionts occur, anemones with zooxanthellae can be found throughout the intertidal but favor the upper levels, while anemones with zoochlorellae are primarily found in the lower intertidal or in shaded areas. This trend persists through the year, even though anemones appear to be able to change symbionts and many anemones contain a mixture of the two symbionts. The most rapid division of the algal symbionts occurred in July and November (Dimond et al., 2011)

Anthopleura elegantissima contains these types of cnidae: Spirocysts, atrichs, basitrichs, and microbasic p-mastigophores.

Referenties:

Scientific Articles:
Dimond, J.L., B.L. Bingham, G. Muller-Parker, K. Wuesthoff, and L. Francis, 2011. Seasonal stability of a flexible algal-cnidarian symbiosis in a highly variable temperate environment. Limnology and Ocranography 56:6 pp. 2233-2242

Engebretson, H.P, and G. Muller-Parker, 1999. Translocation of photosynthetic carbon from two algal symbionts to the sea anemone Anthopleura elegantissima. Biological Bulletin 197: 72-81

Francis, Lisbeth, 1979. Contrast between solitary and clonal lifestyles in the sea anemone Anthopleura elegantissima. American Zoologist 19: 669-681

Harris, Larry G. and Nathan R. Howe, 1979. An analysis of the defensive mechanisms observed in the anemone Anthopleura elegantissima in response to its nudibranch predator Aeolidia papillosa . Biological Bulletin 157: pp. 138-152

Hand, Cadet, 1955. The sea anemones of central California part II. The endomyarian and mesomyarian anemones. The Wasmann Journal of Biology 13:1 pp. 37-99

LaJeunesse, T.C., and R.K. Trench, 2000. Biogeography of two species of Symbiodinium (Freudenthal) inhabiting the intertidal sea anemone Anthopleura elegantissima (Brandt). Biological Bulletin 199: 126-134

Lewis, L. L. and G. Muller-Parker, 2004. Phylogenetic placement of "zoochlorellae" (Chlorophyta), algal symbiont of the temperate sea anemone Anthopleura elegantissima. Biological Bulletin 207: 87-92

McCloskey, L.R., T.G. Cove, and E.A. Verde, 1996. Symbiont expulsion from the anemone Anthopleura elegantissima (Brandt) (Cnidaria Anthozoa). J. Exp. maart Biol. Ecol. 195: 173-176

McFadden, C.S., R.K. Grosberg, B. B. Cameron, D. P. Karlton, and D. Secord, 1997. Genetic relationships within and between clonal and solitary forms of the sea anemone Anthopleura elegantissima revisited: evidence for the existence of two species. Marine Biology 128: 127-139

Saunders, B.K. and G. Muller-Parker, 1997. The effects of temperature and light on two algal populations in the temperate sea anemone Anthopleura elegantissima (Brandt, 1835). J. Exp. maart Biol. Ecol. 211: 213-224

Sebens, K.P., 1977. Habitat suitability, reproductive ecology and the plasticity of body size in two sea anemone populations. doctoraat Dissertation, University of Washington.

Secord, D. L., and L. Augustine, 2000. Biogeography and microhabitat variation in temperate algal-invertebrate symbioses: Zooxanthellae and zoochlorellae in two Pacific intertidal sea anemones, Anthopleura elegantissima en A. xanthogrammica. Invertebrate Biology 119: 139-146

Secord, David and Gisele Muller-Parker, 2005. Symbiont distribution along a light gradient within an intertidal cave. Limnology and Oceanography 50:1 272-278

Smith, B.L. and D.C. Potts, 1987. Clonal and solitary anemones (Anthopleura) of western North America: population genetics and systematics. Marine Biology 94: 537-546

Verde, E.A. and L. R. McCloskey, 1996a. Carbon budget studies of symbiotic cnidarian anemones--evidence in support of some assumptions. J. Exp. maart Biol. Ecol. 195: 161-171

Verde, E.A. and L.R. McCloskey, 1996b. Photosynthesis and respiration of two species of algal symbionts in the anemone Anthopleura elegantissima (Brandt) (Cnidaria Anthozoa). J. Exp. maart Biol. Ecol. 195: 187-202

Verde, E.A. and L. R. McCloskey, 2001. A comparative analysis of the photobiology of zooxanthellae and zoochlorellae symbiotic with the temperate clonal anemone Anthopleura elegantissima (Brandt). I. Effect of temperature. maart Biol. 138: 447-489

Verde, E.A. and L. R. McCloskey, 2002. A comparative analysis of the photobiology of zooxanthellae and zoochlorellae symbiotic with the temperate clonal anemone Anthopleura elegantissima (Brandt). II. Effect of light intensity. maart Biol. 141: 225-239

Photos by Dave Cowles in lab, April 2005


This large individual, wedged between intertidal boulders at Seal Beach, OR, shows how the verrucae are often arranged in vertical rows. Photo by Dave Cowles, Sept 2010.



De Anthopleura elegantissima at the bottom right of this photo has nearly completed dividing. The individual at the bottom left is probably part of the same clone because the anemones are touching each other without fighting. Photo by Dave Cowles, Beach #4, Olympic Peninsula

Sequence of the final stages of Anthopleura elegantissima dividing in the laboratory.



This is a picture of two A elegantissima of A. sola fighting with acrorhagia "attack tentacles". Taken at San Simeon, CA by Dave Cowles in a tidepool.



Here is another individual with its white acrorhagia extended. Other A. elegantissima are visible at the left, and A. xanthogrammica can be seen to the right.
Photo by Dave Cowles at Kalaloch Beach #4, Olympic Peninsula. July 2006



De A. elegantissima on the left has zoochlorellae (green algae) as symbionts, that on the right has zooxanthellae. Taken at Rosario Beach Marine Laboratory by Dave Cowles, 2001


A clone of A elegantissima anemones at Moss Landing, Ca. Photo by Dave Cowles 1998



The border between different clones is often visible as a bare line, as in this photo from Beach #4, Olympic National Park.
Photo by Dave Cowles, July 2004



Another "clone line" between two clones of anemones. Photo taken at Kalaloch Beach #4 by Dave Cowles, July 2019

Several clones in this tidepool, each of which looks slightly different, are separated by a bare, unoccupied line. Several individuals along the margins have white attack tentacles(acrorhagia) exposed. Photo by Dave Cowles, Beach #4, July 2012



This clone, covered with bits of gravel and shell which they hold onto by their verrucae, is at Little Corona del Mar, CA. Photo by Dave Cowles, March 2005



When in low light conditions A. elegantissima loses its algae and becomes aposymbiotic, as in these specimens from a sea cave. Situations such as this show clearly that the normal green coloration in the anemone is from the algal symbiont, not from the animal itself. Photo by Dave Cowles, July 2005


These anemones were living in holes in a partially sand-covered rock at Kalaloch, Olympic Peninsula, WA. Photo by Dave Cowles, July 2005