Kempinė yra Porifera filumo narė. Tai paprastas gyvūnas, turintis daug ląstelių, bet neturintis burnos, raumenų, širdies ar smegenų. Ji yra sėdinti: negali judėti iš vienos vietos į kitą taip, kaip dauguma gyvūnų. Kempinė – tai gyvūnas, kuris auga vienoje vietoje, panašiai kaip dauguma augalų. Nepaisant to, kempinės gana sėkmingai plinta ir prisitaiko prie įvairių aplinkos sąlygų.

Morfologija ir vidaus sandara

Pagrindinis kempinės kūno planas – želatinis (mesohilo) sluoksnis, įsiterpęs tarp dviejų plonų ląstelių sluoksnių: išorinio pinakodermo ir vidinio choanodermo. Jų kūnuose yra daug porų (mažųjų įėjimų, vadinamų ostiomis) ir kanalų, kuriais cirkuliuoja vanduo. Vanduo išeina per didelį centrinį vamzdelį (osculum).

Svarbiausios kempinių ląstelių rūšys:

  • choanocitai – apgaubti apvalkeliu su judančiu plakikliu, kurio sukamas srautas įtraukia vandenį ir užgauna maisto daleles;
  • pinacocitai – dengia išorinį paviršių;
  • porocitai – formuoja poras;
  • archeocitai (arba amebocitai) – daugiafunkcinės kamieninės ląstelės, dalyvaujančios virškinime, regeneracijoje ir reprodukcijoje.

    • Skeletoną sudaro spikules (smulkūs kauliukai), pagaminti iš silicio dioksido arba kalcio karbonato, ir (daugelyje rūšių) kolageninis baltymas sponginas. Iš šių komponentų priklauso kūno tvirtumas ir forma; pavyzdžiui, stiklinės kempinės (Hexactinellida) turi stiklinių spikulų tinklą, o kalkinės kempinės (Calcarea) – kalcinius spikules.

    Mityba ir funkcija

    Dauguma kempinių yra filtrinės – jos siurbia vandenį pro savo kūną ir pašalina maisto daleles. Per pastarąją sistemą daug kempinių minta bakterijomis ir kitais mikroorganizmais, taip pat planktonu ir organinėmis dalelėmis. Keletas rūšių, ypač giluminės kempinės, yra specializuotos ir minta smulkiais vėžiagyviais arba netgi kitais mikroorganizmams nematomais bestuburiais; kai kurios gilios jūros rūšys yra gana karnivoriškos.

    Choanocitai sukuria srovę ir fiksuoja maisto daleles ant savo apvalkalių, kurias vėliau perduoda archeocitams, vykdantiems fagocitozę ir virškinimą. Daug kempinių palaiko simbiozę su fotosintetinėmis bakterijomis ar dumblių rūšimis, kurios gali papildomai tiekti maisto medžiagų šeimininkui, ypač sekliuose, šviesą turinčiuose vandenyse.

    Rūšių įvairovė ir paplitimas

    Yra daugiau kaip 10 000 rūšių kempinių, dauguma jų gyvena vandenyne, nuo seklumų iki itin didelių gelmių. Keletas rūšių prisitaikė prie gėlavandenių ežerų ir upių. Kempinių buveinės apima uolas, koralinius rifus, dumblinį dugną ir net gilias jūros sienas.

    Reprodukcija ir gyvavimo ciklas

    Kempinės gali daugintis lytiniu ir nelytiniu būdu. Dauguma rūšių yra hermafroditinės – vienas individas gali gaminti ir spermatozoidus, ir kiaušialąstes, dažnai ne vienu metu. Daugelis rūšių išskiria spermatozoidus į vandenį, kur jie per vandeninius srautus pasiekia kitą individą ir apvaisina kiaušinėlius viduje arba išorėje. Apvaisintos kiaušinėlės vystosi į laisvai plaukiojančias lervas (pvz., parenchymella ar amphiblastula tipai), kurios trumpam laikui gyvena vandenyje ir galiausiai prisitvirtina prie substrato, virsta sėdinčiu suaugusiuoju.

    Nelytinis dauginimasis vyksta atšakų (budding) arba fragmentacijos būdu; gėlavandenės rūšys taip pat gali formuoti gemmules – atsparias žiemos ar sausros sąlygoms ląstelių sankaupas, kurios vėliau išsižadina ir užaugina naujus individuus.

    Ekologinė reikšmė

    Kempinės atlieka kelias svarbias ekosistemų funkcijas:

  • filtruoja vandenį, pašalindamos daleles ir mikroorganizmus, taip skaidrindamos vandenį ir reguliuodamos maisto medžiagų srautus;
  • kuria mikrobuveines – jų struktūros suteikia slėptuves ir namus daugeliui bestuburių, žuvų ir mikroorganizmų;
  • savanoriškai dalyvauja medžiagų apykaitoje – paverčia organines daleles į prieinamesnes maisto grandines ir perdirba maisto medžiagas;
  • kai kurios rūšys prisideda prie bioerozijos, gręždamos į kalkinius substratus ir keisdamos dugno struktūrą.

    • Be to, kempinės yra vertingos biomedicinos tyrimuose – iš jų randami bioaktyvūs junginiai, turintys potencialą kaip nauji antibiotikai, priešvėžiniai ar priešuždegiminiai preparatai. Žmonės taip pat istoriškai naudojo tam tikras jūrines kempines kaip natūralias valymo kempes.

    Taksonomija – pagrindinės klasės

    Pagrindinės Porifera klasės yra:

  • Demospongiae – sudaro daugumą kempinių rūšių; daugeliu atvejų turi spongino ir (arba) silicinių spikulų;
  • Calcarea – turi kalcinius spikules;
  • Hexactinellida (stiklinės kempinės) – turi sudėtingą siliciškų spikulų tinklą ir dažnai gyvena dideliuose gyliniuose;
  • Homoscleromorpha – mažesnė grupė, turinti tam tikrų anatominių ypatybių, kurios ją atskiria nuo kitų klasių.

    • Fosilinė istorija ir išlikimas

    Kempinės priskiriamos tarp seniausių žinomų gyvūnų: yra įrodymų, kad jos egzistavo dar prieš ~635 mln. metų (Ediakaras). Fosiliniai radiniai ir molekuliniai duomenys rodo, kad kempinių evoliucija yra sena ir įvairi, nors tiesioginiai fosilijos dažnai yra reti ir interpretuojami sudėtingai dėl minkštų audinių pobūdžio.

    Pavojai ir apsauga

    Kempinės yra jautrios vandens kokybės pokyčiams: užterštumas, eutrofikacija, dugno stichinės žemės struktūros pakeitimai, klimato kaitos sukeltas vandenų šiltėjimas ir rūgštėjimas gali paveikti jų populiacijas. Be to, kai kurios kempinių rūšys yra perkami ir renkami komerciniais tikslais, kas gali sukelti vietinius populiacijų nuosmukius. Saugant kempines reikalingas buveinių apsauga ir tvarus išteklių naudojimas.

    Apibendrinant, kempinės – paprasti, bet ekologiniu ir evoliuciniu požiūriu itin svarbūs bestuburiai; jos formuoja gyvybingas bendruomenes, filtruoja vandenį ir yra svarbus maisto ir medžiagų grandinės komponentas jūrų bei gėlavandenių ekosistemose.