Arxiu d'etiquetes: picnogònids

Spiders from the deep sea: Pycnogonida

Biodiversity is surprising. Did you know that there exist sea spiders? Pycnogonida, also known as “sea spiders”, form one of the strangest groups of arthropods that have ever existed. They belong to the subphylum Chelicerata (along with spiders) and are a part of the invertebrate fauna from seas and oceans all over the world. Although their number is so scarce and they camouflage so well with the environment they are very difficult to see!  

Do you want to know how to find and recognize them? Keep reading!

So…What are Pycnogonida?

Pycnogonida (from the Greek pykno = ‘lots of’ or ‘thick’ and góny = “knees”), also known as Pantopoda (‘totally made of legs’), is a class of marine benthic arthropods (benthos = organisms that live in association with the sea floor). It belongs to the subphylum Chelicerata, group that also includes the ‘true’ chelicerates or Euchelicerata: arachnids (spiders, scorpions, ticks and mites),  xiphosurans (a relict group of organisms commonly known as horseshoe crabs) and the extinct eurypterids (sea scorpions).

There are about 8-9 families, 86 genera (some of them are fossils) and up to 1000 species of Pycnogonida described worldwide, and all of them are a part of an unique living order: Pantopoda.

antarctic
Pygnogonids from the Anctartic ocean; this specimen had a lenght of about 30cm (Picture: Keith Martin-Smith).

Pycnogonida live in almost all marine habitats to almost any depth and latitude from the equatorial to Polar Regions both in coastal areas and in the abyssal plains about 6000m depth (although they appear more usually in the Mediterranean Sea, the Caribbean Sea, and Arctic and Antarctic oceans). Although its cryptic appearance and its capacity for camouflage with the environment make them difficult to see at the first sight.

Sea-spider
Pycnogonida from the species Nymphon gracile (Picture: Christophe Courteau)
seaspider
Pycnogonida from the genus Pseudopallene (Picture: Claudia Arango)

Firstly, they were classified as arachnids because of its resemblance to spiders. Due to new anatomical and biological studies, they were reclassified as a new group inside chelicerata which was been related with arachnids. The possibility they were an ancestor of all chelicerates has also been considered, so they will form a very ancient group.

TOL web
Phylogeny of Arthropoda from the Tree of Life Project (Source: tolweb.org)

External anatomy

Pycnogonida is a morphologically varied group of organisms with a wide range of sizes: from species that barely reach a few centimeters (which are commonly located in coastal benthos) to those that reach 50-70cm lenght (which tend to appear in abyssal depths).

divrsidad_morfológica
Different species and their morphological differences (Cano E., 2015)

They have a spider-like body divided into two main parts: prosoma (head or cephalon + thorax) and opisthosoma (abdomen). On their head they feature a proboscis, that is, an organ that allows them to suck fluids from soft-bodied invertebrates; they also display 4 eyes on a tubercle and three pair of appendices: a pair of chelifores, a pair of palps and a pair of ovigerous legs (or ovigers), these last being exclusive to pycnogonids. Pycnogonids mainly use ovigerous legs for a self-cleaning function, but these structures seem to be more well developed on males in order to carry the eggs (and even the larvae when they hatch).

Pycngonida usually have 8 legs (even they sometimes suffer polymerization of their body segments and get one or two more pairs of legs, having 10-12 legs in total) which can be as thick as the rest of their body. This usually make them to look like if they were made only of legs (in fact, the term Pantopoda means ‘totally made of legs’).

Anatomía externa de los picnogónidos (Fuente de la imagen: http://sprott.physics.wisc.edu/pickover/pycno2.gif)
External anatomy of Pycnogonida (Image source: http://sprott.physics.wisc.edu)

Internal anatomy

Pycnogonida are very strange creatures on their inside: they lack respiratory system (since a very thin cuticle covers their body, the gas exchange takes place through its surface) and excretory system; they have a reduced circulatory system and the nervous system is composed only of a simple brain and two ventral nerve cords. Gonads are located in the prosoma and they extend in the leg cavities; in most species, genital openings are also located on the legs.

Where and how do they live? 

As we said above, Pycnogonida form a group widely distributed in seas and oceans from all over the world. Whether they are located in the deeps or on the surface, they are always a part of the benthos.

img_fotosMiniatura_esquemaEcosistemas
Mainly biological components of marine ecosystems (Picture by Castro and Huber, 2007).

After a courtship that is still unknown, both males and females release their gametes in to the environment, where the fertilization occurs. Once fertilized, the eggs are gathered by the male, which will take care of them. To pick them up, it binds them together and sticks them to its body by secreting a sticky substances.

Sea-spider-male-carrying-eggs
Male of the species Nymphon gracile taking care of a bunch of eggs sticked to its ovigerous legs (Picture by Christophe Courteau)
73397_orig
Tanystylum duospinum (© 2005 California Academy of Sciences, CC)

After hatching, it emerges a free-living larva known as protonymph, which will reach the adulthood by suffering a metamorphosis process (are you interested on metamorphosis? Click here to learn more about it!).

They became carnivorous once they grow; they use chelifora to capture and chop soft-bodied organisms and then use their proboscis to suck their fluids (as spiders do). Generally, they feed on benthic or sessile organisms, like anemones, sponges and bryozoans.

sea on a briozoan
Pycnogonida from the genus Pseudopallene on a bryozoan (Picture by Claudia Arango).

NOTE: Pycnogonida are difficult to see at the first sight, but if you are curious people and you like diving, I encourage you to look into dense algae and sea phanerogams extensions. You will see one if you are lucky!

But it will be more easy to identify them if we have seen them in motion before (video from the Youtube channel Cloud. Tube):

Curiosities of the group

Pycnogonida form a very curious group, both for the morphological external traits that characterize its species and for its biological traits:

  • Some species develop a parasitical larval stage that remains in a latent state inside other organisms (e.g. corals) until they reach adulthood, when they leave these organisms and adopt a free-living form.
  • The polymerization of their legs due to the increment of corporal segments seems to be an exclusive phenomenon among arthropods.
  • Many species of Pycnogonida lose their legs by a process called autotomy, that is, the separation of a body part by self-amputation (e.g. the loss of the tail in lizards).
  • Pycnogonida is almost the only group in which the parental generation takes care of its descendants. The male is the one responsible for protecting, cleaning and oxygenating the eggs, even after hatching.

.         .         .

Nowadays, Pycnogonida is a fairly unkown group of organisms on many levels: they are phylogenetically old, scanty and often located so deep in the sea they turn out to be difficult to study. Moreover, no benefits for humans are been found from this group beyond its importance in terms of biodiversity. Unfortunately, this fact usually condemn strange organisms to oblivion.

And you, what do you think about this? Do you think is essential for us, humans, and for all life forms on Earth to preserve biodiversity?

References

  • Australian Government. Department of Environment: Australian Antarctic Division. Web: http://www.antarctica.gov.au/science/cool-science/2010/sea-spiders-provide-insights-into-antarctic-evolution.
  • Bamber, R. N. & A. El Nagar (Eds.) 2014. Pycnobase: World Pycnogonida Database. Accesible (2014) en: http://www.marinespecies.org/pycnobase/
  • Biodiversidad, taxonomía y biogeografía de los Artrópodos de México. Vol. III, Edición: 2002, Capítulo: Pycnogonida (por Tomás Munilla), Publisher: Universidad Nacional Autónoma de México, Editores: J. Llorente y J. Morrone, pp.215-22.
  • Blaxter J., Douglas B. (1987). Advances in Marine Biology, Volumen 24. Academic Press.
  • Cano E., López P.J. (2015). Clase Pycnogonida, Orden Pantopoda. IDE@-SEA, nº 22 (30-06-2015): 1-13.
  • Padilla F., Cuesta A. Zoología Aplicada. Ediciones Díaz de Santos, 2003.
  • Fauna marina circalitoral del sur de la Península Ibérica: resultados de la campaña oceanográfica “Fauna I”. Editorial CSIC – CSIC Press, 1993.

Main image: Colossendeis megalonyx from the deeps of the Anctartic ocean by Norbert Wu/Minden Pictures/FLPA.

Difusió-anglès

Aranyes de les profunditats: els Picnogònids

La biodiversitat és sorprenent. Sabies que hi ha aranyes marines? Els Picnogònids o aranyes de mar” són un dels grups d’artròpodes més estranys que existeixen, tant anatòmicament com biològicament. Es troben dins del subfílum dels quelicerats (grup dins els quals també trobem les aranyes) i formen part de la fauna invertebrada marina en tots els mars i oceans del món. Encara que són tan escassos i es camuflen tan bé que resulten molt difícils de veure!

Vols saber on trobar-les i com identificar-les? Segueix llegint!

Però…què són els Picnogònids?

Els picnogònids (del grec pykno = moltes o densi góny = genoll”), també anomenats pantòpodes (tot potes”), són una classe d’artròpodes marins bentònics (bentos = organismes que viuen associats al fons marí) amb una sèrie de trets únics que els allunyen de la resta de membres del seu grup. Se situen dins del subfílum dels quelicerats, grup que també inclou els euquelicerats: aràcnids (aranyes, escorpins, paparres i àcars), xifosurs (grup relicte d’organismes coneguts vulgarment com “crancs cassola“) i els extints euriptèrids (escorpins de mar) .

Actualment, es coneixen al voltant de 8-9 famílies, amb 86 gèneres (alguns d’ells fòssils) i més de 1.000 espècies a tot el món dins d’un únic ordre vivent: Pantopoda.
antarctic
Picnogònid de l’oceà  Antàrtic d’uns 30cm de longitud (foto: Keith Martin-Smith).

Viuen en pràcticament tots els ambients marins a gairebé qualsevol profunditat i latitud, des de les zones equatorials a les regions polars tant en les zones costaneres com a les planes abissals a uns 6000m de profunditat (més habituals a la Mediterrània, el Carib, i en els oceans Àrtic i Antàrtic); encara que el seu aspecte críptic i la seva gran capacitat per camuflar-se fan que siguin molt difícils de veure a simple vista.

Sea-spider
Picnogònid de l’espècie Nymphon gracile (Foto: Christophe Courteau)
seaspider
Picnogònid del gènere Pseudopallene (Foto: Claudia Arango)

Encara que al principi se’ls havia agrupat juntament als aràcnids (lògic tenint en compte el seu aspecte, molt similar al de les aranyes), degut al resultat d’estudis més profunds sobre la seva anatomia i biologia se’ls va acabar col·locant en un grup a part. També se’ls ha considerat com un grup basal de tots els quelicerats; és a dir, com un grup ancestral.

TOL web
Filogenia dels Artròpodes pel Tree of Life Project (Font: tolweb.org)

Anatomia externa

Els Picnogònids són molt variats morfològicament parlant i abracen un rang de mides molt ampli: n’hi ha que amb prou feines arriben a fer uns pocs centímetres de longitud, els quals són força freqüents al bentos de zonas costaneres, i altres que arriben a mesurar entre 50-70cm amb les potes esteses i que tendeixen a aparèixer en les profunditats abissals.

divrsidad_morfológica
Diferents espècies de picnogònids i la seva diversitat morfològica (Cano E., 2015)

Igual que les aranyes, presenten el cos dividit en dues parts: prosoma (cap o cèfalon + tòrax) i opistosoma (abdomen). Al cap presenten una probòscide, un aparell de succió amb el qual filtren l’aliment; 4 ulls damunt d’un tubercle, una prominència que fa que aquests quedin més elevats; i tres parells d’apèndixs: els quelífors, els palps i les potes ovígeres, aquestes últimes (exclusives dels picnogònids) destinades a l’autoneteja i molt més desenvolupades en els mascles per tal de transportar els ous i les cries.

Presenten un total de 8 potes (de vegades 10 o 12 com a resultat de duplicacions dels segments corporals) les quals poden tenir el mateix gruix que el cos. El fet que no hi hagi una diferència massa marcada entre la mida del cos i les potes fa que sembli que estiguin fets només de potes, el que els dóna un aspecte cridaner (d’aquí el nom de Pantopoda: tot potes”).

Anatomía externa de los picnogónidos (Fuente de la imagen: http://sprott.physics.wisc.edu/pickover/pycno2.gif)
Anatomia externa dels picnogònids (Font de la imatge: http://sprott.physics.wisc.edu)

Anatomia interna

Internament, els picnogònids són molt curiosos: no posseeixen sistema respiratori (donat que el seu cos està cobert per una cutícula o capa externa molt fina, l’intercanvi de gasos es fa a través de la seva superfície) ni excretor, el seu sistema circulatori està molt reduït i el nerviós, format únicament per un cervell simple i dos cordons nerviosos ventrals. Les gònades o aparells reproductors es troben en el prosoma (la part anterior del cos: cap + tòrax), però es ramifiquen i s’obren a l’exterior a les potes locomotores (és a dir, en les que fan servir per desplaçar-se).

On viuen i com?

Com ja s’ha comentat, els picnogònids estan àmpliament distribuïts en tots els mars d’arreu del món; tot i que, tant si es troben a molta profunditat com en la superfície, en zones càlides o fredes, sempre es troben formant part del bentos, és a dir, de la fauna del substrat.

img_fotosMiniatura_esquemaEcosistemas
Principals components biològics dels ecosistemes marins (Imatge de Castro i Huber, 2007).

Després d’un festeig encara desconegut, es reprodueixen sexualment mitjançant l’alliberament de les cèl·lules sexuals o gàmetes al medi, on es produeix la fecundació. Un cop fecundats, els ous són recollits pel mascle, el qual s’encarregarà de la seva cura. Per recollir-los, els aglutinen i enganxen al seu cos mitjançant la secreció de substàncies enganxoses o de cimentació; d’aquesta manera, els ous s’amunteguen i queden enganxats al cos del pare formant una espècie d’esferes.

Sea-spider-male-carrying-eggs
Mascle de Nymphon gracile amb els ous enganxats a les potes ovígeres (Foto: Christophe Courteau)
73397_orig
Tanystylum duospinum (© 2005 California Academy of Sciences, CC)

Després de l’eclosió, emergeix una larva de vida lliure coneguda com a protoninfa, la qual arribarà l’edat adulta mitjançant un procés de metamorfosi (desenvolupament indirecte: ¿vols saber més sobre metamorfosi? Fes click aquí).

Un cop creixen, passen a tenir una dieta bàsicament carnívora, fent servir els seus quelícers per atrapar i esquinçar altres organismes, i la seva probòscide per succionar els seus fluids, tal i com fan les aranyes. En general, s’alimenten d’organismes bentònics o sèssils, com les anemones, les esponges o els briozous.
sea on a briozoan
Picnogònid del gènere Pseudopallene a sobre d’un briozou (Foto: Claudia Arango).

NOTA: No són fàcils de veure, però si sou curiosos i us agrada bussejar, us animo a investigar entre les algues espesses i els camps de fanerògames litorals. Amb sort en veureu algun!

Però serà més fàcil identificar-los si abans els hem vist en moviment (vídeo extret del canal de Youtube Cloud. Tube):

Curiositats del grup

Els picnogònids conformen un grup molt curiós, tant pel seu aspecte extern com per alguns dels seus trets anatòmics i biològics:

  • Algunes espècies desenvolupen una larva que s’enquista dins d’altres organismes (per exemple coralls) i als quals només abandona després d’assolir la maduresa.
  • La duplicació de potes per un augment del nombre de segments corporals (és a dir, tenir 10 o 12 en lloc de 8) és un fenomen únic entre els artròpodes.
  • Moltes espècies presenten autotomia en els seus apèndixs locomotors; és a dir, mutilacions espontànies que efectuen sobre si mateixos, podent després regenerar l’òrgan perdut amb totes les seves estructures originals (p.ex. la pèrdua de la cua en les sargantanes).
  • És dels pocs grups d’artròpodes en què hi ha cura parental. El mascle, el qual s’encarrega de la cura de les cries, s’encarrega de mantenir fora de perill, netejar i oxigenar els ous tot el temps, i fins i tot de tenir cura de les cries un cop eclosionen.

.         .         .

A dia d’avui, els picnogònids són un grup bastant desconegut a molts nivells. Són antics, poc abundants i es localitzen de vegades a tanta profunditat que el seu estudi resulta difícil; a més, tampoc se’ls han atribuït beneficis directes per a l’home més enllà de la seva importància a nivell de biodiversitat i com a part essencial de les xarxes tròfiques bèntiques, fet que, malauradament, condemna a molts organismes a l’oblit.

I tu, què opines al respecte? Consideres que és essencial preservar la biodiversitat? Si hi són, de fet, serà per algun motiu…

Referències

  • Australian Government. Department of Environment: Australian Antarctic Division. Web: http://www.antarctica.gov.au/science/cool-science/2010/sea-spiders-provide-insights-into-antarctic-evolution.
  • Bamber, R. N. & A. El Nagar (Eds.) 2014. Pycnobase: World Pycnogonida Database. Accesible (2014) en: http://www.marinespecies.org/pycnobase/
  • Biodiversidad, taxonomía y biogeografía de los Artrópodos de México. Vol. III, Edición: 2002, Capítulo: Pycnogonida (por Tomás Munilla), Publisher: Universidad Nacional Autónoma de México, Editores: J. Llorente y J. Morrone, pp.215-22.
  • Blaxter J., Douglas B. (1987). Advances in Marine Biology, Volumen 24. Academic Press.
  • Cano E., López P.J. (2015). Clase Pycnogonida, Orden Pantopoda. IDE@-SEA, nº 22 (30-06-2015): 1-13.
  • Padilla F., Cuesta A. Zoología Aplicada. Ediciones Díaz de Santos, 2003.
  • Fauna marina circalitoral del sur de la Península Ibérica: resultados de la campaña oceanográfica “Fauna I”. Editorial CSIC – CSIC Press, 1993.

Imatge de portada: espècie Colossendeis megalonyx del fons de l’oceà Antàrtic per Norbert Wu/Minden Pictures/FLPA.

Difusió-català