VÄXTANATOMI: HISTORIA, STUDIEOBJEKT, METODER - BIOLOGI - 2025

Den anatomi växter i strikt mening är den fundamentala grunden för studiet av en stor variation av växtvävnader, som ett verktyg av stor betydelse i botanik och i biologiska vetenskaper i allmänhet. Denna disciplin fokuserar främst på cellundersökningen av vävnader genom mikroskopi från deras ursprung till deras utveckling.

Alla reproduktionsvävnader som studeras tillsammans inom området växtembryologi och palynologi är ofta uteslutna. Det sätt på vilket celler sätts ihop och arrangeras med varandra är av stort intresse för växtanatomi.

Källa: pixabay.com

Växtanatomi är nära besläktat med andra områden som växternas fysiologi och deras morfologi. Egenskaperna som observeras i de flesta fall är skillnader mellan grupper av växter och används för att upprätta fylogenetiska förhållanden.

Historia

I början inkluderade växtanatomi också studien av växternas morfologi och deras yttre egenskaper. Sedan mitten av det tjugonde århundradet har anatomiundersökningar emellertid uteslutande begränsats till studier av inre organ och inre vävnader, var morfologi en separat disciplin.

De första arbetena med växtanatomi och botanik, utförda med hjälp av mikroskopet, beror på Marcello Malpighi och Nehemiah Grew. År 1675 hade Malpighi publicerat sitt verk Anatome plantarum, där han genom illustrationer beskriver några växtstrukturer såsom bladens stomata.

År 1682 publicerade Grew ett verk med mycket tillförlitliga illustrationer på växtvävnader, som visar riktigheten av hans observationer. Detta arbete fick namnet växternas anatomi.

Från och med 1960-talet representerade utvecklingen av mikroskopi ett stort framsteg inom alla områden av växtanatomi.

Mikroskopi och dess användning i växtanatomi

Studien av växtstrukturer har haft en utveckling nära kopplad till skapandet och utvecklingen av mikroskopi. Sedan deras uppfinning på 1600-talet har mikroskop utvecklats till det intellektuella verktyget som formade många områden inom biologisk vetenskap.

Ett av de första områdena som gynnades med utvecklingen av mikroskopi var botanik, särskilt i anatomisk studie. Experimentella forskare Robert Hooke och Leeuwenhoek har erkänts som en av de första som observerade mikroskopiskt och beskrev olika strukturer under 1600-talet.

I Malpighis och Grews arbete spelade mikroskopi en grundläggande roll, vilket möjliggjorde utvecklingen av dessa två värdefulla botaniska verk, vilket gjorde dessa viktiga forskare från 1600-talet till pionjärerna inom växtanatomi och botanisk mikrografi.

Sedan dess har studien av växtanatomi utvecklats tillsammans med mikroskopi. Det senare utvecklades enligt människans kunskapsbehov.

Mikroskopi är för närvarande ett viktigt verktyg i studien av växtstrukturer, där det används från enkla förstoringsglas till avancerad elektronikmikroskop.

Vad undersöker växtanatomi?

Växtanatomi ansvarar för studien av alla vävnader och organisationsformer av samma, som finns i växter. Detta indikerar att det utvärderar både vävnaderna och den inre cellulära organisationen och studien av externa strukturer.

Bland de utvärderade strukturerna finns: blad, stjälkar, bjälkar, rötter, stam- och rotspetsar, meristem och vävnader efter celldifferentiering, cellarrangemang i organ, bland andra.

Metoder och tekniker

Teknikerna som används för att studera växternas anatomi är mycket varierande. Var och en av dem beror på vävnaden eller organet som studeras.

I allmänhet är permanenta förberedelser för mikroskopiska studier nödvändiga som en källa till elementär information både inom forskning och undervisning. För fixering av prover av olika anatomiska vävnader måste emellertid en serie grundläggande tekniker utföras för deras efterföljande observation.

De senare appliceras på grund av att vävnaderna och deras komponenter är svåra att tydligt differentiera med direkta observationer.

Alla växter består av samma grundläggande, dermala, grundläggande och kärlvävnader. Inom dessa vävnader skiljer sig sättet på vilket celler är organiserat markant mellan växter och därför är de anatomiska metoderna för att bearbeta dem olika.

I allmänhet måste det botaniska materialet som ska studeras uppfylla vissa egenskaper, till exempel att strukturerna är helt friska och utvecklade. Utöver detta får de inte ha yttre eller inre strukturella skador och deras färg är typisk för de studerade arterna och att provet från vilket proverna tas är representativt.

Fixering

Fixeringsprocessen syftar till att bevara vävnaderna och deras morfologiska egenskaper så lika som möjligt när vävnaden levde. Detta kan uppnås antingen med fysikaliska eller kemiska fixeringsmedel. De mest använda är enkla fixeringsmedel såsom etanol, metanol eller aceton, som fixerar genom dehydrering.

De fungerar mycket bra för små prover och kan till och med bevara vävnadspigmentering. Aldehyder såsom formaldehyd, glutaraldehyd och akrolein kan också användas. Andra koagulerande fixeringsmedel inkluderar etanol, picrinsyra, kvicksilverklorid och kromtrioxid.

Fixeringsblandningar används också, av vilka det finns mer än 2000 publicerade formler, de vanligaste är FAA, fixeringsmedel med kromsyra, Farmer och Carnoy blandningar, bland andra.

Alltid under denna process måste särskild försiktighet vidtas med fixeringstiden och temperaturen vid vilken den utförs, eftersom processer som autolys kan påskyndas.

Därför rekommenderas det att utföra det vid låga temperaturer och vid ett pH-värde nära vävnadens fysiologiska för att undvika bildning av artefakter i vävnaderna som lämpar sig för anatomiska missuppfattningar.

Uttorkning

Det består av eliminering av vatteninnehållet i de tidigare fasta växtvävnaderna. Detta görs ofta med en ökande grad av dehydratiseringsmedel som kan vara eller inte är paraffinlösningsmedel, varvid paraffin är ett av de huvudsakliga medlen att inkludera.

Lösningsuttorkning av paraffin utförs huvudsakligen med etanol i en serie av 30, 50, 70 och 95%.

Efter denna process överförs vävnaderna till ett dehydratiseringsmedel av paraffinlösningsmedel. Dessa medel gör vanligtvis vävnader genomskinliga. De vanligaste medlen är xylen och kloroform. En koncentrationsserie används också för dessa reagens.

Infiltrering / inbäddning av vävnader i paraffin

Denna operation utförs för att ersätta dehydratiseringsmediet med infiltrerings- / inkluderingsmediet. Detta ger vävnaden tillräcklig stelhet för att göra tunna och fasta skär, på grund av den tillfälliga härdningen av vävnader och håligheter som den uppvisar. Det mest använda materialet är histologisk paraffin.

mikrotomi

Proverna som ingår i parafinblock är snittade med hjälp av en mikrotom, vilket gör att skär är tillräckligt tunna för att observeras under ett mikroskop. Alla morfologiska strukturer bevaras efter skärning på ett sådant sätt att studiet av vävnaden underlättas.

I allmänhet är skärningarna 1 till 30 mikron tjocka. Det finns flera typer av mikrotom som ofta används, inklusive mikrotom bordsskivan, frysning, kryostat, glidrotation och ultramikrotom. Några av dem med specialiserade diamant- eller glasblad.

färgning

De histologiska sektionerna är färgade för att underlätta observation och analys av de olika cellulära komponenterna.

Färgämnen och färgningstekniker tillämpas beroende på vilka strukturer som ska observeras lättare. De vanligaste färgämnena som används i botanik är safranin "O", snabbgrön FCF, hematoxylin, Orange G, anilinblå och toluidinblå. Valet av ett eller annat färgämne beror på färgämnets jonaffinitet med strukturen som ska färgas.

Kontrastfläckar såsom kombinationen av safranin "O" och snabbgrön FCF kan också användas. Safranin fläckar kärnröda, lignificerade väggar, nukleoli, kromatin och kondenserade tanniner och rödbrun suberin. Medan FCF-fläckar ser cellulosaväggarna blåaktiga och en purpurgrön ton till cytoplasma.

Å andra sidan varierar toluidinblå färgade tyger från mörkblått / rödaktigt till ljusblått / rosa.

Histokemiska test

Histokemiska test används för att avslöja molekyler eller familjer av molekyler som finns i den studerade vävnaden och utvärdera deras vävnadsfördelning "in situ".

Dessa tester kan utföras med användning av kemiska reaktioner för att detektera fria eller konjugerade kolhydrater och enzymatiska histokemiska test i vilka cellulär enzymatisk aktivitet detekteras även efter kemisk fixering av vävnaden.

Slutprodukten av denna uppsättning tekniker avslutas med utvärderingen av det histologiska avsnittet framställt med mikroskopverktyg. Optiska eller elektroniska mikroskop kan användas, antingen skanning eller transmission. Många av dessa karaktärer är väldigt små (ultrastrukturella eller mikromorfologiska).

Andra tekniker inkluderar blandning av växtvävnader för att separera deras komponenter och observera dem individuellt. Ett exempel på detta är macerering av vävnader som trä, vilket underlättar observation av trachealelement och andra strukturer och gör en detaljerad analys av dem.

referenser

1. Beck, CB (2010). En introduktion till växtstruktur och utveckling: växtanatomi under det 21: a århundradet. Cambridge University Press.
2. Blanco, CA (red.). (2004). Bladet: extern morfologi och anatomi. Universidad Nac Del Litoral.
3. Megías, M., Molist, P., & Pombal, M. (2017). Atlas av djur- och växthistologi. Vegetabiliska vävnader. Institutionen för funktionell biologi och hälsovetenskap. Biologiska fakulteten University of Vigo. Spanien. 12pp.
4. Osorio, JJ (2003). Mikroskopi tillämpas på botanik. Teoretisk-praktisk kurs. Akademisk avdelning för biologiska vetenskaper. Autonoma Juárez University of Tabasco.
5. Raven, PH, Evert, RF, & Eichhorn, SE (1992). Växtbiologi (vol. 2). Jag vänt.
6. Sandoval, E. (2005). Tekniker tillämpade på studien av växtanatomi (vol. 38). UNAM.