PLANTEANATOMI: HISTORIE, STUDIENS GENSTAND, METODER - BIOLOGI - 2025

Den anatomi af planter i en snæver forstand er det fundamentale grundlag for studiet af et stort udvalg af plantevæv, at være et redskab af stor betydning i botanik og i biologiske videnskaber i almindelighed. Denne disciplin fokuserer hovedsageligt på den cellulære undersøgelse af væv ved mikroskopi fra deres oprindelse til deres udvikling.

Alt reproduktionsvæv, der studeres sammen inden for planteembryologi og palynologi, er ofte udelukket. Den måde, hvorpå celler sættes sammen og arrangeres med hinanden, er af stor interesse for planteanatomi.

Kilde: pixabay.com

Planteanatomi er tæt knyttet til andre områder såsom planternes fysiologi og deres morfologi. De karakteristika, der observeres i de fleste tilfælde, er forskelle mellem grupper af planter og bruges til at etablere fylogenetiske forhold.

Historie

I begyndelsen omfattede planteanatomi også studiet af planternes morfologi og deres ydre egenskaber. Siden midten af ​​det tyvende århundrede er anatomiundersøgelser imidlertid udelukkende begrænset til studiet af indre organer og indre væv, idet morfologi er en separat disciplin.

De første værker om planteanatomi og botanik, der er udført ved hjælp af mikroskopet, skyldes Marcello Malpighi og Nehemiah Grew. I 1675 havde Malpighi offentliggjort sit arbejde Anatome plantarum, hvor han gennem illustrationer beskriver nogle plantestrukturer såsom bladens stomata.

For hans del offentliggjorde Grew i 1682 et værk med meget pålidelige illustrationer på plantevæv, der demonstrerer nøjagtigheden af ​​hans observationer. Dette arbejde fik titlen Anatomi af planter.

Fra 1960'erne repræsenterede udviklingen af ​​mikroskopi et stort fremskridt inden for alle områder af planteanatomi.

Mikroskopi og dens anvendelse i planteanatomi

Undersøgelsen af ​​plantestrukturer har haft en udvikling tæt knyttet til oprettelsen og udviklingen af ​​mikroskopi. Siden deres opfindelse i det 17. århundrede har mikroskoper udviklet sig til det intellektuelle værktøj, der formede mange områder af biologisk videnskab.

Et af de første områder, der blev favoriseret med udviklingen af ​​mikroskopi, var botanik, især i anatomisk undersøgelse. Eksperimentelle forskere Robert Hooke og Leeuwenhoek er blevet anerkendt som en af ​​de første til at observere mikroskopisk og beskrive forskellige strukturer i det 17. århundrede.

I arbejdet med Malpighi og Grew spillede mikroskopi en grundlæggende rolle, hvilket tillader udvikling af disse to værdifulde botaniske værker, hvilket gjorde disse vigtige videnskabsmænd fra 1600-tallet til pionerer af anatomi og botanisk mikrografi.

Siden da er undersøgelsen af ​​planteanatomi udviklet sammen med mikroskopi. Det sidstnævnte udviklede sig i overensstemmelse med menneskets videnbehov.

Mikroskopi er i øjeblikket et vigtigt værktøj i studiet af plantestrukturer, hvor det bruges fra enkle forstørrelsesglas til avanceret teknologi elektronmikroskoper.

Hvad undersøger planteanatomi?

Planteanatomi er ansvarlig for studiet af alt væv og organisationsformer af det samme, der findes i planter. Dette indikerer, at det evaluerer både væv og intern cellulær organisation og undersøgelsen af ​​eksterne strukturer.

Blandt de vurderede strukturer er: blade, stængler, bjælker, rødder, stamme- og rodspidser, meristeme og væv efter celledifferentiering, celleindretning i organer, blandt andre.

Metoder og teknikker

Teknikkerne, der anvendes til undersøgelse af planternes anatomi, er meget forskellige. Hver af dem afhænger af det væv eller det organ, der undersøges.

Generelt er permanente forberedelser til mikroskopiske studier uundværlige som en kilde til elementær information både inden for forskning og undervisning. Til fiksering af prøver af forskellige anatomiske væv skal der imidlertid udføres en række grundlæggende teknikker til deres efterfølgende observation.

Sidstnævnte påføres, fordi vævene og deres komponenter er vanskelige at skelne klart med direkte observationer.

Alle planter består af de samme basale, dermal, grundlæggende og vaskulære væv. Inden for disse væv adskiller den måde, hvorpå celler er organiseret, markant mellem planter, og derfor er de anatomiske metoder til behandling af dem forskellige.

Generelt skal det botaniske materiale, der skal undersøges, opfylde visse karakteristika, for eksempel at strukturerne er helt sunde og udviklede. Derudover må de ikke have ekstern eller intern strukturel skade, og deres farve er typisk for den undersøgte art, og at prøven, hvorfra prøverne udtages, er repræsentativ.

fiksering

Fixeringsprocessen søger at bevare vævene og deres morfologiske egenskaber så længe som muligt, da vævet var i live. Dette kan opnås enten med fysiske eller kemiske fikseringsmidler. De mest udbredte er enkle fikseringsmidler, såsom ethanol, methanol eller acetone, som fikseres ved dehydrering.

De fungerer meget godt til små prøver og kan endda bevare vævspigmentering. Aldehyder såsom formaldehyd, glutaraldehyd og acrolein kan også anvendes. Andre koagulerende fikseringsmidler inkluderer ethanol, picronsyre, kviksølvchlorid og chromtrioxid.

Fixeringsblandinger bruges også, hvoraf der er mere end 2000 offentliggjorte formler, hvor de hyppigste er FAA, fikseringsmidler med kromsyre, Farmer og Carnoy blandinger, blandt andre.

Altid under denne proces skal der udvises særlig omhu med fikseringstiden og temperaturen, hvorpå den udføres, da processer som autolyse kan fremskyndes.

Derfor anbefales det at udføre det ved lave temperaturer og ved en pH tæt på vævets fysiologiske for at undgå dannelse af artefakter i vævene, der egner sig til anatomiske fejlagtige fortolkninger.

Dehydrering

Det består af eliminering af vandindholdet i de tidligere faste plantevæv. Dette gøres ofte med en stigende gradient af dehydratiseringsmidler, der måske eller måske ikke er opløsningsmiddel til paraffin, idet paraffin er et af de vigtigste midler, der skal inkluderes.

Opløsningsmiddel dehydrering af paraffin udføres hovedsageligt med ethanol i en serie på 30, 50, 70 og 95%.

Efter denne proces overføres vævene til et paraffinopløsningsmiddel-dehydratiseringsmiddel. Disse midler gør væv generelt gennemsigtige. De mest almindelige stoffer er xylen og chloroform. En koncentrationsserie anvendes også til disse reagenser.

Infiltration / indlejring af væv i paraffin

Denne operation udføres for at erstatte dehydratiseringsmediet med infiltrations- / inklusionsmediet. Dette giver vævet tilstrækkelig stivhed til at foretage tynde og faste udskæringer på grund af den midlertidige hærdning af de væv og hulrum, det giver. Det mest anvendte materiale er histologisk paraffin.

Microtomy

De prøver, der er inkluderet i paraffinblokke, er snittet ved hjælp af et mikrotom, hvilket gør udskæringer tynde nok til at blive observeret under et mikroskop. Alle morfologiske strukturer bevares efter opskæring på en sådan måde, at studiet af vævet lettes.

Generelt er udskæringerne 1 til 30 mikron tykke. Der er flere typer mikrotom, der ofte bruges, herunder mikrotom til bordpladen, frysning, kryostat, gliderotation og ultramikrotom. Nogle af dem har specialiserede diamant- eller glasvinger.

Farvning

De histologiske sektioner er farvet for at lette observationen og analysen af ​​de forskellige cellulære komponenter.

Farvestofferne og farvningsteknikkerne anvendes, afhængigt af hvilke strukturer, der lettere skal overholdes. De mest almindelige farvestoffer anvendt i botanik er safranin "O", hurtiggrøn FCF, hematoxylin, Orange G, anilinblå og toluidinblå. Valget af et eller andet farvestof afhænger af farvestoffets ionaffinitet med strukturen, der skal farves.

Kontrastpletter såsom kombinationen af ​​safranin "O" og hurtiggrøn FCF kan også bruges. Safranin pletter cutin rød, lignificerede vægge, nucleoli, chromatin og kondenserede tanniner og suberin rødbrun. Mens FCF-farver ser cellulosevæggene blålige ud og en purpurgrøn tone til cytoplasmaet.

På den anden side spænder toluidinblå farvet tekstil fra mørkeblå / rødlig til lyseblå / lyserød.

Histokemiske test

Histokemiske test anvendes til at afsløre molekyler eller familier af molekyler, der er til stede i det studerede væv og evaluere deres vævsfordeling "in situ".

Disse tests kan udføres under anvendelse af kemiske reaktioner til at detektere frie eller konjugerede kulhydrater og enzymatiske histokemiske tests, hvor cellulær enzymatisk aktivitet påvises, selv efter kemisk fiksering af vævet.

Det endelige produkt af dette sæt teknikker ender med evalueringen af ​​det histologiske afsnit fremstillet med mikroskopi-værktøjer. Optiske eller elektroniske mikroskoper kan bruges, enten scanning eller transmission. Mange af disse figurer er meget små (ultrastrukturelle eller mikromorfologiske).

Andre teknikker inkluderer macerering af plantevæv for at adskille deres komponenter og observere dem individuelt. Et eksempel på dette er macerering af væv såsom træ, der letter observationen af ​​trachealelementer og andre strukturer og foretager en detaljeret analyse af dem.

Referencer

1. Beck, CB (2010). En introduktion til plantestruktur og -udvikling: planteanatomi i det 21. århundrede. Cambridge University Press.
2. Blanco, CA (red.). (2004). Bladet: ekstern morfologi og anatomi. Universidad Nac. Del Litoral.
3. Megías, M., Molist, P., & Pombal, M. (2017). Atlas fra dyre- og plantehistologi. Vegetabilske væv. Institut for Funktionel Biologi og Sundhedsvidenskab. Det biologiske fakultet University of Vigo. Spanien. 12pp.
4. Osorio, JJ (2003). Mikroskopi anvendt til botanik. Teoretisk-praktisk kursus. Akademisk afdeling for biologiske videnskaber. Det autonome Juárez Universitet i Tabasco.
5. Raven, PH, Evert, RF, & Eichhorn, SE (1992). Plantebiologi (bind 2). Jeg vendte om.
6. Sandoval, E. (2005). Teknikker anvendt til undersøgelsen af ​​planteanatomi (bind 38). UNAM.