Rapp. Comm. int. Mer Médit., 36,2001

215

Introduction

Sponges are important members of the marine ecosystem. Because

they are sessile and soft-bodied, they appear to be physically vulnera-

ble. The lack of predation on sponges is thought to result from the

elaboration of physical and chemical defenses.

A number of studies have shown that organic compounds extracted

from a diversity of non-motile marine taxa, including sponges inhibit

fouling in the laboratory or in the field. It has been stated (1) that these

organisms secrete chemicals that prevent larvae of other marine organ-

isms from settling and growing on them. The sponges of the genus

Irciniafound in shallow Mediterranean marine ecosystems are most of

the times free of epibionts and have at the same time proven to be rich

sources of interesting metabolites.

Materials and Methods

Sponges were collected by SCUBA diving from the island of Melos

and the island of Fleves. The preliminary palatability of the sponges wa 

s

evaluated in laboratory aquaria with the generalist predator fis 

h

Thalassoma pavo. I 

rcinia extracts and pure metabolites were incorpo-

rated in food preparations following the methods described by Paw 

l 

i 

k

( 

2 

) 

.

Antibacterial testing of the extracts was performed by the disc dif-

fusion technique in agar plated petri dishes (3). Five Gram-positive

bacteria and five Gram-negative bacteria were chosen for this study.

The activities of the sponges extracts and compounds towards marine

fungi strains were performed using a modified well-agar diffusion

method. Five marine fungi strains were obtained from the Culture

Collection of the University of Portsmouth. 

Inhibition of microalgae growth was tested on Diatomophy 

c 

e 

a 

e

strains obtained directly from the Culture Collection of A 

l 

gae of the

U 

n 

iversity of Caen, including A 

m 

p 

h 

o 

ra coff 

e 

a 

f 

o 

r 

m 

i 

s, P 

h 

a 

e 

o 

d 

a 

c 

t 

y 

l 

u 

m

t 

r 

i 

c 

o 

r 

n 

u 

t 

u 

m, C 

y 

l 

i 

n 

d 

rotheca closterium. The screening of activity wa 

s

performed as previously described in Sawant & Garg (4). A 

n 

t 

i 

f 

o 

u 

l 

i 

n 

g

tests were performed against three macroalgae namely E 

n 

t 

e 

ro 

m 

o 

r 

p 

h 

a

i 

n 

t 

e 

s 

t 

i 

n 

a 

l 

i 

s, Ulva lactuca and S 

a 

rgassum muticum. Samples were col-

lected in Concarneau Bay, France. Spores liberated from fronds after an

incubation at 25°C during 20 min. were collected in a beaker and used

for the experiments (4). The antifouling activities of the extract towa 

r 

d

Mytilus edulis was measured by recording the activity of the phe-

noloxidase as previously described in Hellio et al.(4). Toxicity tests on

oyster (C 

ra 

s 

s 

o 

s 

t 

rea gigas) and sea urchin larva (E 

chinus esculentus)

were realised as previously described (4). The biocide T 

B 

TO (10 ppm)

was used in all assays as a standard to check the sensitivity (4)

Results and Discussion

The defense mechanism of the sponges was found to rely on the

presence of the major metabolites such as Ircinin I and II for I. pausi-

filamentosaand variabilin for I. variabilis.The extract of I. spinosula

showed only moderate activity and that was traced to the prenylated

hydroquinone constituents. The active factors of I. pausifilamentosa

andI. variabiliswere tested in natural concentrations and were inhibit-

ing higher than 80% of the fish feeding.

Most of the extracts exhibited significant activity against fouling,

with strong effect on the three major groups of fouling organisms

( 

m 

i 

c 

r 

o 

- 

o 

rganisms, algae and invertebrates). The dichloromethane

extract of I. spinolusaand ethanol extract of I. pausifilamentosawere

relatively broad spectrum, showing high to moderate level of activity

in all assays. Since every antifouling coating must work against a

range of fouling organisms, the above activities are promising. 

References

1. Fusetani, N. 1991. The Fusetani biofouling project. Biofouling.

12 : 2-8.

2. Pawlik, J. R., Chanas, B., Toonen, R. J., and Fenical, W. 1995.

Defences of Caribbean sponges against predatory reef fish: I. chemical

deterrency.Mar. Ecol. Prog. Ser.127: 183-194.

3. Devi, P., Solimabi, W., D'Souza, L., Sonak, S., Kamat, S., and Singbal,

S. 1997. Screening of some marine plant for activity against marine

fouling bacteria. Bot. Mar.40 : 87-91.

4. Hellio, C., Bremer, G., Pons, A.M., Le Gal, Y., and Bourgougnon, N.

2000. Inhibition of the development of microorganisms (bacteria and

fungi) by extracts of marine algae from Brittany (France). Appl. Microb.

Biotech.54 (4) : 543-549.

CHEMICAL DEFENCE AND ANTIFOULING ACTIVITY OF SPONGES OF THE GENUS IRCINIA

Maria Tsoukatou

1

, Claire Hellio

2

, Constantinos Vagias

1

, Catherine Harvala

1

andVassilios Roussis

1

*

1

University of Athens, School of Pharmacy, Dept. of Pharmacognosy,Athens, Greece - roussis@pharm.uoa.gr

2

FRE 2125, Station de Biologie Marine du Museum National d’Histoire Naturelle et Collège de France, Concarneau, France

Abstract

The defense roles and the antifouling activity of the organic extracts and the major metabolites of the sponges Ircinia pausifilamentosa,I.

variabilisandI. spinosulawere investigated. The antifeedant activity was tested on the generalist predator fish Thalassoma pavo.The

antifouling activity was tested against representatives of the three major groups of fouling organisms, marine bacteria and marine fungi,

diatoms and the blue mussel. All extracts showed promising levels of activity.

KeyWords : Porifera, Aegean Sea, Predation, 

Major metabolites of the investigated Irciniaspecies.