ANATOMIA PLANTELOR: ISTORIE, OBIECT DE STUDIU, METODE - BIOLOGIE - 2025

Anatomia plantelor într - un sens strict este baza fundamentală pentru studiul o mare varietate de țesuturi de plante, fiind un instrument de mare importanță în botanică și în domeniul științelor biologice , în general. Această disciplină se concentrează în principal pe studiul celular al țesuturilor prin microscopie de la originea lor până la dezvoltarea lor.

Sunt deseori excluse toate țesuturile de reproducere care sunt studiate împreună în domeniul embriologiei și palinologiei plantelor. Modul în care celulele sunt reunite și aranjate între ele este de mare interes pentru anatomia plantelor.

Sursa: pixabay.com

Anatomia plantelor este strâns legată de alte domenii precum fiziologia plantelor și morfologia acestora. Caracteristicile observate în majoritatea cazurilor sunt diferențiate între grupurile de plante și sunt utilizate pentru a stabili relații filogenetice.

Istorie

La începuturile sale, anatomia plantelor a inclus și studiul morfologiei plantelor și a caracteristicilor lor externe. Cu toate acestea, de la mijlocul secolului XX, studiile de anatomie s-au limitat exclusiv la studiul organelor interne și a țesuturilor interne, morfologia fiind o disciplină separată.

Primele lucrări despre anatomia și botanica plantelor, realizate cu ajutorul microscopului, sunt datorate lui Marcello Malpighi și Nehemiah Grew. Până în 1675, Malpighi își publicase lucrarea Anatome plantarum, unde descrie prin ilustrații unele structuri vegetale, cum ar fi stomatele frunzelor.

La rândul său, până în anul 1682, Grew a publicat o lucrare cu ilustrații foarte fiabile pe țesuturile plantelor, care demonstrează exactitatea observațiilor sale. Această lucrare a fost intitulată Anatomia plantelor.

Începând cu anii '60, dezvoltarea microscopiei a reprezentat un avans mare în toate domeniile anatomiei plantelor.

Microscopia și utilizarea acesteia în anatomia plantelor

Studiul structurilor vegetale a avut o dezvoltare strâns legată de crearea și evoluția microscopiei. De la inventarea lor în secolul al XVII-lea, microscopele au evoluat în instrumentul intelectual care a modelat multe domenii ale științei biologice.

Unul dintre primele domenii care a fost favorizat cu dezvoltarea microscopiei a fost botanica, în special în studiul anatomic. Oamenii de știință experimentali Robert Hooke și Leeuwenhoek au fost recunoscuți ca unul dintre primii care au observat microscopic și au descris diverse structuri în secolul al XVII-lea.

În lucrările lui Malpighi și Grew, microscopia a jucat un rol fundamental, permițând dezvoltarea acestor două lucrări botanice valoroase, făcând din acești oameni de știință importanți ai secolului al XVII-lea pionierii anatomiei plantelor și ai micrografiei botanice.

De atunci, studiul anatomiei plantelor a fost dezvoltat împreună cu microscopia. Acesta din urmă evoluează în funcție de nevoile de cunoaștere ale omului.

Microscopia este în prezent un instrument esențial în studiul structurilor plantelor, unde este folosită de la lupă simplă la microscopuri electronice cu tehnologie avansată.

Ce studiază anatomia plantelor?

Anatomia plantelor este responsabilă pentru studiul tuturor țesuturilor și formelor de organizare ale acestora, prezente la plante. Acest lucru indică faptul că evaluează atât țesuturile, cât și organizarea celulară internă și studiul structurilor externe.

Printre structurile evaluate sunt: ​​frunzele, tulpinile, scoarțele, rădăcinile, vârfurile tulpinilor și rădăcinilor, meristemele și țesuturile după diferențierea celulelor, aranjarea celulelor în organe, printre altele.

Metode și tehnici

Tehnicile aplicate studiului anatomiei plantelor sunt foarte variate. Fiecare dintre ele va depinde de țesutul sau organul care este studiat.

În general, pregătirile permanente pentru studii microscopice sunt indispensabile ca sursă de informații elementare atât în ​​cercetare, cât și în predare. Cu toate acestea, pentru fixarea eșantioanelor de diferite țesuturi anatomice, trebuie să fie executate o serie de tehnici de bază pentru observarea lor ulterioară.

Acestea din urmă sunt aplicate, deoarece țesuturile și componentele lor sunt greu de diferențiat în mod clar cu observațiile directe.

Toate plantele sunt formate din aceleași țesuturi de bază, dermice, fundamentale și vasculare. În cadrul acestor țesuturi, modul în care celulele sunt organizate diferă semnificativ între plante și, prin urmare, metodele anatomice pentru prelucrarea lor sunt diferite.

În general, materialul botanic care trebuie studiat trebuie să îndeplinească anumite caracteristici, de exemplu, că structurile sunt complet sănătoase și dezvoltate. În plus, acestea nu trebuie să prezinte daune structurale externe sau interne, iar colorația lor este tipică pentru speciile studiate și că specimenul din care se extrag probele este reprezentativ.

Fixare

Procesul de fixare urmărește să păstreze țesuturile și caracteristicile lor morfologice cât mai asemănătoare cu momentul în care țesutul era viu. Acest lucru poate fi obținut fie cu fixanți fizici sau chimici. Cele mai utilizate sunt fixative simple precum etanolul, metanolul sau acetona, care se fixează prin deshidratare.

Ele lucrează foarte bine pentru probe mici și pot păstra chiar și pigmentarea țesuturilor. De asemenea, pot fi utilizate aldehide precum formaldehida, glutaraldehida și acroleina. Alți fixanți coagulanți includ etanol, acid picric, clorură de mercur și trioxid de crom.

De asemenea, se folosesc amestecuri de fixare, dintre care există peste 2000 de formule publicate, cele mai frecvente fiind FAA, fixative cu acid cromic, amestecuri Farmer și Carnoy, printre altele.

Întotdeauna în timpul acestui proces, trebuie acordată o atenție specială cu timpul de fixare și temperatura la care se face, deoarece procese precum autoliza poate fi accelerată.

De aceea, se recomandă efectuarea acestuia la temperaturi scăzute și la un pH apropiat de fiziologic al țesutului pentru a evita formarea de artefacte în țesuturi care se pretează la interpretări greșite anatomice.

Deshidratare

Constă în eliminarea conținutului de apă din țesuturile vegetale fixate anterior. Acest lucru se face adesea cu un gradient din ce în ce mai mare de agenți de deshidratare care pot fi sau nu solvenți pentru parafină, parafină fiind unul dintre principalii agenți care trebuie să fie incluși.

Deshidratarea solventului parafină se realizează în principal cu etanol într-o serie de 30, 50, 70 și 95%.

După acest proces, țesuturile sunt transferate într-un agent de deshidratare cu solvent de parafină. Acești agenți transformă în general țesuturile translucide. Cei mai comuni agenți sunt xilenul și cloroformul. O serie de concentrații este, de asemenea, utilizată pentru acești reactivi.

Infiltrarea / înglobarea țesuturilor în parafină

Această operație este realizată pentru a înlocui mediul de deshidratare cu mediul de infiltrare / incluziune. Aceasta conferă țesutului o rigiditate suficientă pentru a face tăieri subțiri și ferme, datorită întăririi temporare a țesuturilor și a cavităților pe care le prezintă. Cel mai utilizat material este parafină histologică.

microtomie

Probele incluse în blocurile de parafină sunt secționate cu ajutorul unui microtom, ceea ce face ca tăieturile să fie suficient de subțiri pentru a fi observate la microscop. Toate structurile morfologice sunt păstrate după tăiere în așa fel încât studiul țesutului să fie facilitat.

În general, tăieturile au grosimea de 1 până la 30 microni. Există mai multe tipuri de microtom care sunt utilizate frecvent, inclusiv microtomul de pe banc, congelarea, criostatul, rotirea diapozitivului și ultramicrotomul. Unele dintre ele cu lame de diamante sau de sticlă specializate.

colorare

Secțiunile histologice sunt colorate pentru a facilita observarea și analiza diferitelor componente celulare.

Coloranții și tehnicile de colorare sunt aplicate în funcție de structurile care trebuie observate mai ușor. Cei mai comuni coloranți folosiți în botanică sunt safranina "O", FCF verde rapid, hematoxilină, Orange G, albastru anilin și albastru toluen. Selecția unui colorant sau a altuia depinde de afinitatea ionică a colorantului cu structura de vopsit.

Pot fi de asemenea folosite pete de contrast, cum ar fi combinația de safranină „O” și FCF verde rapid. Pete de safranină roșie cutinată, pereți lignificați, nucleoli, cromatină și taninuri condensate și suberină roșiatică. În timp ce pete FCF pereții celulozici arată albăstrui și un ton verde purpuriu pentru citoplasmă.

Pe de altă parte, țesăturile vopsite cu albastru toluidin variază de la albastru închis / roșiatic până la albastru deschis / roz.

Teste histochimice

Testele histochimice sunt utilizate pentru a dezvălui molecule sau familii de molecule prezente în țesutul studiat și pentru a evalua distribuția țesuturilor "in situ".

Aceste teste pot fi efectuate folosind reacții chimice pentru a detecta carbohidrați liberi sau conjugați și teste histochimice enzimatice în care este detectată activitate enzimatică celulară chiar și după fixarea chimică a țesutului.

Produsul final al acestui set de tehnici se încheie cu evaluarea secțiunii histologice pregătite cu instrumente de microscopie. Microscoape optice sau electronice pot fi utilizate, fie de scanare, fie de transmisie. Multe dintre aceste personaje sunt foarte mici (ultrastructurale sau micromorfologice).

Alte tehnici includ macerarea țesuturilor plantelor pentru a-și separa componentele și a le observa individual. Un exemplu în acest sens este macerarea țesuturilor precum lemnul, care facilitează observarea elementelor traheale și a altor structuri și face o analiză detaliată a acestora.

Referințe

1. Beck, CB (2010). O introducere în structura și dezvoltarea plantelor: anatomia plantelor pentru secolul XXI. Presa universitară din Cambridge.
2. Blanco, CA (Ed.). (2004). Lama: morfologie externă și anatomie. Universitatea Nac. Del Litoral.
3. Megías, M., Molist, P., & Pombal, M. (2017). Atlas de histologie animală și vegetală. Țesuturi vegetale. Departamentul de Biologie Funcțională și Științe ale Sănătății. Facultatea de Biologie Universitatea din Vigo. Spania. 12pp.
4. Osorio, JJ (2003). Microscopie aplicată la botanică. Curs teoretic-practic. Divizia academică de științe biologice. Universitatea Juárez autonomă din Tabasco.
5. Raven, PH, Evert, RF, & Eichhorn, SE (1992). Biologia plantelor (vol. 2). Am inversat.
6. Sandoval, E. (2005). Tehnici aplicate studiului anatomiei plantelor (Vol. 38). UNAM.