PLANTEANATOMI: HISTORIE, GJENSTAND FOR STUDIER, METODER - BIOLOGI - 2026

Den anatomi av planter i en streng forstand er den grunnleggende basis for studiet av et stort utvalg av plantemateriale, som er et verktøy av stor betydning i botanikk og i biologiske vitenskaper generelt. Denne disiplinen fokuserer hovedsakelig på den cellulære undersøkelsen av vev ved mikroskopi fra deres opprinnelse til deres utvikling.

Alt reproduksjonsvev som studeres sammen innen planteembryologi og palynologi er ofte utelukket. Måten celler blir satt sammen og ordnet med hverandre er av stor interesse for planteanatomi.

Kilde: pixabay.com

Planteanatomi er nært beslektet med andre områder som planteres fysiologi og deres morfologi. Karakteristikkene som er observert i de fleste tilfeller er forskjellig mellom grupper av planter og brukes til å etablere fylogenetiske forhold.

Historie

I begynnelsen inkluderte planteanatomi også studiet av morfologien til planter og deres ytre egenskaper. Siden midten av det tjuende århundre har anatomiundersøkelser imidlertid utelukkende blitt begrenset til studiet av indre organer og indre vev, idet morfologi er en egen disiplin.

De første arbeidene med planteanatomi og botanikk, utført ved hjelp av mikroskopet, skyldes Marcello Malpighi og Nehemiah Grew. I 1675 hadde Malpighi publisert verket sitt Anatome plantarum, der han gjennom illustrasjoner beskriver noen plantestrukturer som bladens stomata.

For hans del publiserte Grew av 1682 et verk med veldig pålitelige illustrasjoner på plantevev, som viser nøyaktigheten av observasjonene hans. Dette arbeidet hadde tittelen Anatomy of plants.

Fra 1960-tallet representerte utviklingen av mikroskopi et stort fremskritt i alle områder av planteanatomi.

Mikroskopi og dets bruk i planteanatomi

Studien av plantestrukturer har hatt en utvikling nært knyttet til skapelsen og utviklingen av mikroskopi. Siden oppfinnelsen på 1600-tallet har mikroskop utviklet seg til det intellektuelle verktøyet som formet mange områder av biologisk vitenskap.

Et av de første områdene som ble foretrukket med utviklingen av mikroskopi var botanikk, spesielt i anatomisk studie. Eksperimentelle forskere Robert Hooke og Leeuwenhoek er blitt anerkjent som en av de første som observerte mikroskopisk og beskrev ulike strukturer i løpet av 1600-tallet.

I verkene til Malpighi og Grew spilte mikroskopi en grunnleggende rolle, og tillot utviklingen av disse to verdifulle botaniske verkene, noe som gjorde disse viktige forskerne fra det syttende århundre til pionerene av anatomien av planter og botanisk mikrografi.

Siden den gang har studien av planteanatomi blitt utviklet sammen med mikroskopi. Det siste utviklet seg i henhold til kunnskapens behov hos mennesket.

Mikroskopi er i dag et viktig verktøy i studiet av plantestrukturer, der det brukes fra enkle forstørrelsesglass til elektronisk mikroskop av avansert teknologi.

Hva studerer planteanatomi?

Planteanatomi er ansvarlig for studiet av alle vev og organisasjonsformer av det samme, som finnes i planter. Dette indikerer at det evaluerer både vev og intern cellulær organisering og studiet av eksterne strukturer.

Blant de evaluerte strukturene er: blader, stengler, bjeffer, røtter, stamme- og rotspisser, meristemer og vev etter celledifferensiering, celleoppsats i organer, blant andre.

Metoder og teknikker

Teknikkene som brukes for å studere planternes anatomi er veldig varierte. Hver av dem vil være avhengig av vevet eller organet som studeres.

Generelt er permanente forberedelser for mikroskopiske studier uunnværlige som en kilde til elementær informasjon både i forskning og i undervisning. For fiksering av prøver av forskjellige anatomiske vev, må en serie grunnleggende teknikker imidlertid utføres for deres etterfølgende observasjon.

Sistnevnte påføres fordi vevene og komponentene deres er vanskelige å skille klart med direkte observasjoner.

Alle planter består av de samme grunnleggende, dermale, fundamentale og vaskulære vevene. Innenfor disse vevene varierer måten celler er organisert markant mellom planter på, og derfor er de anatomiske metodene for å behandle dem forskjellige.

Generelt må det botaniske materialet som skal studeres oppfylle visse egenskaper, for eksempel at strukturene er helt sunne og utviklet. I tillegg til dette må de ikke ha ytre eller indre strukturelle skader, og deres farge er typisk for arten som er undersøkt, og at prøven som prøvene tas fra er representativ.

Fiksering

Fiksasjonsprosessen søker å bevare vevene og deres morfologiske egenskaper så like som mulig når vevet var i live. Dette kan oppnås enten med fysiske eller kjemiske fikseringsmidler. De mest brukte er enkle fikseringsmidler som etanol, metanol eller aceton, som fikseres ved dehydrering.

De fungerer veldig bra for små prøver og kan til og med bevare pigmentering av vev. Aldehyder som formaldehyd, glutaraldehyd og akrolein kan også brukes. Andre koagulerende fikseringsmidler inkluderer etanol, pikrinsyre, kvikksølvklorid og kromtrioksyd.

Festeblandinger brukes også, hvorav det er mer enn 2000 publiserte formler, hvor de hyppigst er FAA, fikseringsmidler med kromsyre, Farmer og Carnoy-blandinger, blant andre.

Alltid under denne prosessen må spesiell forsiktighet tas med fikseringstiden og temperaturen det gjøres, siden prosesser som autolyse kan akselereres.

Derfor anbefales det å utføre det ved lave temperaturer og ved en pH nær vevets fysiologiske for å unngå dannelse av artefakter i vevene som egner seg til anatomiske feiltolkninger.

dehydrering

Det består av eliminering av vanninnholdet i de tidligere faste plantevevene. Dette gjøres ofte med en økende gradient av dehydratiseringsmidler som kanskje eller ikke er parafinløsningsmiddel, idet parafin er et av hovedmidlene som skal innbefattes.

Løsemiddel dehydrering av paraffin utføres hovedsakelig med etanol i en serie på 30, 50, 70 og 95%.

Etter denne prosessen overføres vevene til et dehydratiseringsmiddel av parafinløsningsmiddel. Disse midlene gjør vanligvis vev gjennomskinnelige. De vanligste midlene er xylen og kloroform. En konsentrasjonsserie brukes også for disse reagensene.

Infiltrasjon / innebygging av vev i parafin

Denne operasjonen blir utført for å erstatte dehydratiseringsmediet med infiltrasjons- / inkluderingsmediet. Dette gir vevet tilstrekkelig stivhet til å gjøre tynne og faste kutt, på grunn av den midlertidige herding av vev og hulrom som det presenterer. Det mest brukte materialet er histologisk parafin.

skjæringen

Prøvene inkludert i parafinblokker er seksjonert ved hjelp av et mikrotom, noe som gjør kutt tynne nok til å kunne observeres under et mikroskop. Alle morfologiske strukturer blir bevart etter kutting på en slik måte at studiet av vevet blir muliggjort.

Generelt er kuttene 1 til 30 mikron tykke. Det er flere typer mikrotom som ofte brukes, inkludert mikrotom, frysing, kryostat, lysbilde-rotasjon og ultramikrotom. Noen av dem har spesialiserte diamant- eller glassblader.

farging

De histologiske seksjonene er farget for å lette observasjonen og analysen av de forskjellige cellulære komponentene.

Fargestoffene og fargeteknikkene brukes avhengig av hvilke strukturer som skal observeres lettere. De vanligste fargestoffene som brukes i botanikk er safranin "O", hurtiggrønn FCF, hematoxylin, Orange G, anilinblått og toluidinblått. Valget av et eller annet fargestoff avhenger av ionens affinitet til fargestoffet med strukturen som skal farges.

Kontrastflekker som kombinasjonen av safranin "O" og hurtiggrønn FCF kan også brukes. Safranin flekker kuttrøde, lignifiserte vegger, nukleoli, kromatin og kondenserte tanniner og suberin rødbrun. Mens FCF-flekker de celluloseveggene ser blåaktig ut og en purpurgrønn tone til cytoplasma.

På den annen side varierer toluidinblå fargede stoffer fra mørkeblå / rødlig til lyseblå / rosa.

Histokjemiske tester

Histokjemiske tester brukes til å avsløre molekyler eller familier av molekyler som er tilstede i det studerte vevet og evaluere deres vevsfordeling "in situ".

Disse testene kan utføres ved bruk av kjemiske reaksjoner for å påvise frie eller konjugerte karbohydrater og enzymatiske histokjemiske tester der cellulær enzymatisk aktivitet blir påvist selv etter kjemisk fiksering av vevet.

Sluttproduktet av dette settet med teknikker ender med evalueringen av den histologiske delen utarbeidet med mikroskopiverktøy. Optiske eller elektroniske mikroskop kan brukes, enten skanning eller overføring. Mange av disse karakterene er veldig små (ultrastrukturelle eller mikromorfologiske).

Andre teknikker inkluderer maserering av plantevev for å skille komponenter og observere dem individuelt. Et eksempel på dette er maserering av vev som tre, som letter observasjonen av trakealelementer og andre strukturer og foretar en detaljert analyse av dem.

referanser

1. Beck, CB (2010). En introduksjon til plantestruktur og utvikling: planteanatomi i det tjueførste århundre. 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 av dyre- og plantehistologi. Vegetabilske vev. Institutt for funksjonell biologi og helsevitenskap. Det biologiske fakultet University of Vigo. Spania. 12pp.
4. Osorio, JJ (2003). Mikroskopi brukt på botanikk. Teoretisk-praktisk kurs. Akademisk avdeling for biologiske vitenskaper. Autonome Juárez universitet i Tabasco.
5. Raven, PH, Evert, RF, & Eichhorn, SE (1992). Plantebiologi (bind 2). Jeg snudde meg.
6. Sandoval, E. (2005). Teknikker brukt til studiet av planteanatomi (Vol. 38). UNAM.