NÖVÉNYI ANATÓMIA: TÖRTÉNELEM, A TANULMÁNY TÁRGYA, MÓDSZEREK - BIOLÓGIA - 2026

A növények anatómiája szigorú értelemben a növényi szövetek sokféle tanulmányozásának alapvető alapja, mivel nagy jelentőségű eszköz a botanikában és általában a biológiai tudományokban. Ez a tudományág elsősorban a szövetek celluláris vizsgálatára összpontosít mikroszkópos vizsgálattal az eredetüktől a fejlődéséig.

A növényi embriológia és a palinológia területén együtt vizsgált összes szaporító szövetet gyakran kizárják. A sejtek egymásba rakásának és elrendezésének módja nagy jelentőséggel bír a növényi anatómia szempontjából.

Forrás: pixabay.com

A növény anatómiája szorosan kapcsolódik más területekhez, például a növények élettanához és morfológiájához. A legtöbb esetben a növénycsoportok között megfigyelt tulajdonságok különböznek egymástól, és filogenetikai kapcsolatok kialakítására használják.

Történelem

Kezdetében a növényi anatómia magában foglalta a növények morfológiájának és külső tulajdonságainak tanulmányozását is. A huszadik század közepe óta az anatómiai vizsgálatok kizárólag a belső szervek és a belső szövetek vizsgálatára korlátozódtak, a morfológia külön tudományág.

A mikroszkóp segítségével végzett növény-anatómiával és botanikával kapcsolatos első munkák Malpighi Marcello és Nehemiah Grew munkájának eredményei. 1675-re Malpighi közzétette az Anatome plantarum című munkáját, ahol illusztrációkkal ismerteti néhány növényszerkezetet, például a levelek sztómáját.

A maga részéről 1682-re Grew kiadott egy munkát, amely nagyon megbízható növényi szövetekkel készült illusztrációkkal mutatta be megfigyeléseinek pontosságát. Ez a munka a növények anatómiája volt.

Az 1960-as évektől kezdve a mikroszkópia fejlődése jelentős előrelépést jelentett a növényi anatómia minden területén.

Mikroszkópia és alkalmazása növényi anatómiában

A növényi struktúrák vizsgálata olyan fejleményekkel járt, amelyek szorosan kapcsolódnak a mikroszkópia létrehozásához és fejlődéséhez. A mikroszkópok a 17. században való feltalálásuk óta intellektuális eszközré fejlődtek, amely a biológiai tudomány számos területét alakította ki.

A botanika, különösen az anatómiai tanulmányok során, a mikroszkópia fejlődésének egyik elsődleges területe volt. A kísérleti kutatókat, Robert Hooke-t és Leeuwenhoek-et elismerték közül azok közül, akik a 17. század során mikroszkóposan megfigyelték és leírják a különféle szerkezeteket.

Malpighi és Grew munkájában a mikroszkópia alapvető szerepet játszott, lehetővé téve e két értékes botanikai mű kidolgozását, és a 17. század fontos tudósává tette a növényi anatómia és a botanikai mikrográfia úttörőit.

Azóta a növényi anatómia tanulmányozását a mikroszkóppal együtt fejlesztették ki. Ez utóbbi az ember tudásigényeinek megfelelően alakult.

A mikroszkópia jelenleg nélkülözhetetlen eszköz a növények szerkezetének tanulmányozásában, ahol az egyszerű nagyítóüvegektől a fejlett technológiájú elektronmikroszkópokig alkalmazzák.

Mit tanulmányoz a növény anatómiája?

A növény anatómiája felelős az összes, a növényekben található szövetek és szervezeti formák vizsgálatáért. Ez azt jelzi, hogy kiértékeli mind a szöveteket, mind a belső sejtszervezetet, valamint a külső struktúrák tanulmányozását.

Az értékelt szerkezetek között szerepelnek a következők: levelek, szárak, ugatások, gyökerek, szár- és gyökércsúcsok, merisztémák és szövetek a sejtek differenciálódása után, a sejtek elrendezése többek között a szervekben.

Módszerek és technikák

A növények anatómiájának tanulmányozására alkalmazott technikák nagyon változatosak. Mindegyik a vizsgált szövettől vagy szervtől függ.

Általában véve a mikroszkópos vizsgálatokhoz szükséges állandó készítmények elengedhetetlenek elemi információforrásként mind a kutatásban, mind az oktatásban. A különböző anatómiai szövetek mintáinak rögzítéséhez azonban alapvető technikák sorozatát kell végrehajtani a későbbi megfigyelésükhöz.

Ez utóbbiakat alkalmazzák, mivel a szöveteket és alkotóelemeiket közvetlen megfigyelésekkel nehéz megkülönböztetni.

Az összes növény azonos alap-, dermális, alap- és érrendszeri szövetekből áll. Ezekben a szövetekben a sejtek szerveződésének módja jelentősen eltér a növények között, ezért a feldolgozásuk anatómiai módszerei eltérőek.

Általában a vizsgált növényi anyagnak meg kell felelnie bizonyos tulajdonságoknak, például annak, hogy a szerkezetek teljesen egészségesek és fejlett. Ezen túlmenően nem lehetnek külső vagy belső szerkezeti károsodásuk, és elszíneződésük jellemző a vizsgált fajokra, és a minta, amelyből a mintákat veszik, reprezentatív.

Rögzítés

A rögzítési folyamat célja a szövetek és morfológiai tulajdonságaik lehető legszorosabb megőrzése, mint a szövetek életében. Ez fizikai vagy kémiai rögzítőszerekkel is elérhető. A legszélesebb körben alkalmazott egyszerű rögzítőszereket, például etanolt, metanolt vagy acetont, amelyek dehidráció útján rögzülnek.

Nagyon jól működnek kis mintáknál, és megőrizhetik még a szövetek pigmentációját. Aldehidek, például formaldehid, glutaraldehid és akrolein is felhasználhatók. Egyéb koaguláló rögzítőszerek az etanol, pikrinsav, higany-klorid és króm-trioxid.

Rögzítő keverékeket is használnak, amelyek közül több mint 2000 közzétett recept van, amelyek közül a leggyakoribb az FAA, krómsavval történő rögzítőszerek, Farmer és Carnoy keverékek.

Mindig ezen folyamat során különös figyelmet kell fordítani a rögzítési időre és a hőmérsékletre, amelyen elvégzik, mivel az olyan folyamatok, mint például az autolízis felgyorsíthatók.

Ezért azt javasoljuk, hogy alacsony hőmérsékleten és a szövet fiziológiájához közeli pH-n végezzék el annak elkerülése érdekében, hogy a szövetekben olyan tárgyak alakuljanak ki, amelyek anatómiai téves értelmezéshez vezetnek.

Kiszáradás

Ez a korábban rögzített növényi szövetek víztartalmának kiküszöböléséből áll. Ezt gyakran növekvő dehidratáló szerek gradiensével hajtják végre, amelyek paraffin oldószerek lehetnek vagy nem, a paraffin pedig az egyik fő szer, amelyet tartalmaz.

A paraffin oldószeres dehidrációját főként etanollal végezzük, 30, 50, 70 és 95% sorozatban.

Ezt az eljárást követően a szöveteket egy paraffin oldószerrel dehidratáló szerre visszük át. Ezek a szerek általában áttetszővé teszik a szöveteket. A leggyakoribb szerek a xilol és a kloroform. Ezen reagensekhez koncentrációs sorozatot is alkalmaznak.

Szövet beszűrődése / beágyazása a paraffinba

Ezt a műveletet annak érdekében hajtjuk végre, hogy a dehidrációs közeget lecseréljük az infiltráció / zárvány közegre. Ez a szövetnek elegendő merevséget biztosít a vékony és szilárd vágásokhoz, mivel a szövetek és az üregek átmenetileg megkeményednek. A legszélesebb körben alkalmazott anyag a szövettani paraffin.

Microtomy

A paraffinblokkokba bevont mintákat mikrotom segítségével szétválasztjuk, ezáltal a vágások elég vékonyak lehetnek ahhoz, hogy mikroszkóp alatt megfigyelhetők legyenek. Az összes morfológiai szerkezet megőrződik a vágás után oly módon, hogy megkönnyítsék a szövet tanulmányozását.

Általában a vágások vastagsága 1 - 30 mikron. Különböző típusú mikrotomok vannak, amelyeket gyakran használnak, beleértve az asztali mikrotómot, fagyasztást, kriosztátot, csúszó forgatást és az ultramikrotomot. Néhányuk speciális gyémánt- vagy üveglapáttal.

Festési

A szövettani metszeteket megfestettük, hogy megkönnyítsük a különféle sejtkomponensek megfigyelését és elemzését.

A színezőanyagokat és a festési technikákat alkalmazzák attól függően, hogy mely szerkezeteket kell megfigyelni könnyebben. A botanikában leggyakrabban használt színezékek a következők: szafranin "O", gyors zöld FCF, hematoxilin, Narancssárga G, anilinkék és toluidinkék. Az egyik vagy másik festék megválasztása a festék ionos affinitásától függ a festendő szerkezettel.

Kontrasztfoltok, például a szafranin "O" és a gyorsan zöld FCF kombinációja szintén használható. A szafranin vörösre vágja, élesített falakat, nukleolokat, kromatint és kondenzált tanninokat, valamint szuperint vörösesbarna színűre festi. Míg az FCF ​​foltok, a cellulózfalak kékesnek és halvány zöld színűnek tűnnek a citoplazmában.

Másrészt a toluidinkékkel festett szövetek sötétkék / vöröses és világoskék / rózsaszínűek.

Hisztokémiai vizsgálatok

A hisztokémiai tesztekkel fel lehet tárni a vizsgált szövetben található molekulákat vagy molekulák családjait, és "in situ" megítélni a szövet eloszlását.

Ezeket a teszteket kémiai reakciókkal végezhetjük a szabad vagy konjugált szénhidrátok kimutatására, és enzimatikus hisztokémiai tesztek felhasználásával, amelyekben a sejtek enzimatikus aktivitását még a szövet kémiai rögzítése után is kimutathatjuk.

A technikák e készletének végterméke a mikroszkópos eszközökkel készített szövettani szakasz értékelésével ér véget. Optikai vagy elektronikus mikroszkópok is használhatók, akár szkennelés, akár átvitel céljából. Ezeknek a karaktereknek a száma nagyon kicsi (ultrastrukturális vagy mikromorfológiai).

Más technikák magukban foglalják a növényi szövetek macerálását az alkotóelemek elválasztására és külön-külön történő megfigyelésére. Erre példa lehet olyan szövetek, mint például a fa mázolása, amely megkönnyíti a légcső elemek és más struktúrák megfigyelését, és ezek részletes elemzését.

Irodalom

1. Beck, CB (2010). Bevezetés a növény szerkezetéhez és fejlődéséhez: a növény anatómiája a huszonegyedik században. Cambridge University Press.
2. Blanco, Kalifornia (Szerkesztés). (2004). A penge: külső morfológia és anatómia. Nacida Del. Litoral.
3. Megías, M., Molist, P. és Pombal, M. (2017). Állati és növényi szövettani atlasz. Növényi szövetek. Funkcionális Biológiai és Egészségtudományi Tanszék. Vigo Biológiai Kar. Spanyolország. 12pp.
4. Osorio, JJ (2003). A botanikára alkalmazott mikroszkópia. Elméleti-gyakorlati kurzus. Biológiai Tudományok Akadémiai Osztálya. A Tabasco Autonóm Juárez Egyetem.
5. Raven, PH, Evert, RF és Eichhorn, SE (1992). Növénybiológia (2. kötet). Megfordítottam.
6. Sandoval, E. (2005). A növény anatómiájának tanulmányozására alkalmazott technikák (38. kötet). UNAM.