АНАТОМИЈА БИЉАКА: ИСТОРИЈА, ПРЕДМЕТ ПРОУЧАВАЊА, МЕТОДЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

Анатомија биљака у строгом смислу је фундаментална основа за проучавање разноврсним биљним ткивима, што средство од великог значаја у ботанику и у биолошким наукама уопште. Ова дисциплина се фокусира углавном на ћелијско проучавање ткива микроскопијом од њиховог настанка до њиховог развоја.

Сва репродуктивна ткива која се заједно проучавају у области биљне ембриологије и палинологије често су искључена. Начин на који се ћелије састављају и међусобно сређују од изузетног је интереса за анатомију биљака.

Извор: пикабаи.цом

Анатомија биљака је уско повезана са другим областима као што су физиологија биљака и њихова морфологија. Карактеристике посматране у већини случајева су разлике између група биљака и користе се за успостављање филогенетских односа.

Историја

Анатомија биљака је у својим почецима укључивала и проучавање морфологије биљака и њихових спољашњих карактеристика. Међутим, од средине двадесетог века студије анатомије су искључиво ограничене на проучавање унутрашњих органа и унутрашњих ткива, а морфологија је била посебна дисциплина.

Први радови на анатомији биљака и ботаници, изведени уз помоћ микроскопа, заслужни су Марцелло Малпигхи и Нехемиах Грев. До 1675. Малпигхи је објавио своје дело Анатоме плантарум, где кроз илустрације описује неке биљне структуре попут стомата лишћа.

Са своје стране, до 1682. године Грев је објавио дело са врло поузданим илустрацијама о биљним ткивима, које показују тачност његових запажања. Овај рад је био насловљен Анатомија биљака.

Почев од 1960-их, развој микроскопије представљао је велики помак у свим областима анатомије биљака.

Микроскопија и њена употреба у анатомији биљака

Проучавање биљних структура имало је развој уско повезан са стварањем и развојем микроскопије. Од свог проналаска у 17. веку, микроскопи су се развили у интелектуални алат који је обликовао многа подручја биолошке науке.

Једна од првих области која је фаворизована развојем микроскопије била је ботаника, посебно у анатомским истраживањима. Експериментални научници Роберт Хооке и Лееувенхоек препознати су као једни од првих који су микроскопски посматрали и описали разне структуре током 17. века.

У радовима Малпигхија и Грева микроскопија је играла основну улогу, омогућавајући развој ова два драгоцена ботаничка дела, чинећи ове значајне научнике седамнаестог века пионирима биљне анатомије и ботаничке микрографије.

Од тада се проучава анатомија биљака заједно са микроскопом. Последње се развијало у складу са човековим потребама за знањем.

Микроскопија је тренутно важан алат за проучавање биљних структура, где се користи од једноставних лупа до електронских микроскопа напредне технологије.

Шта проучава анатомија биљака?

Анатомија биљака је одговорна за проучавање свих ткива и облика организације истих, присутних у биљкама. Ово указује да се вреднују и ткива и унутрашња ћелијска организација и студија спољних структура.

Међу вреднованим структурама су: лишће, стабљика, кора, коријење, врхови стабљика и коријена, меристеми и ткива након диференцијације ћелија, поредак ћелија у органима.

Методе и технике

Технике примењене у изучавању анатомије биљака су веома разнолике. Свако од њих зависи од ткива или органа који се проучава.

Опћенито, трајне припреме за микроскопске студије су неопходне као извор елементарних информација и у истраживању и у настави. Међутим, за фиксирање узорака различитих анатомских ткива, потребно је извршити низ основних техника за њихово касније посматрање.

Потоњи се примењују јер је ткива и њихове компоненте тешко јасно разликовати директним запажањима.

Све биљке сачињавају иста основна, дермална, темељна и васкуларна ткива. Унутар ових ткива начин на који су ћелије организоване знатно се разликује између биљака и, самим тим, анатомске методе њихове обраде су различите.

Генерално, ботанички материјал који се проучава мора да испуњава одређене карактеристике, на пример, да су структуре потпуно здраве и развијене. Поред тога, не смеју имати спољна или унутрашња структурна оштећења и њихово обојење је типично за проучаване врсте и да је узорак из кога су узети узорци репрезентативан.

Фиксација

Процесом фиксације настоји се очувати ткива и њихове морфолошке карактеристике што је могуће сличније ономе када је ткиво било живо. То се може постићи било физичким, било хемијским средствима. Најчешће се користе једноставни фиксативи као што су етанол, метанол или ацетон, који се фиксирају дехидрацијом.

Врло добро делују на малим узорцима и могу чак да сачувају пигментацију ткива. Такође се могу користити алдехиди попут формалдехида, глутаралдехида и акролеина. Остали коагулациони фиксативи укључују етанол, пиричну киселину, живин хлорид и хром триоксид.

Користе се и смеше за учвршћивање, од којих постоји више од 2000 објављених формула, од којих су најчешће ФАА, фиксативи са хромном киселином, смеше Фармер и Царнои, између осталих.

Увек у току овог поступка треба водити рачуна о времену фиксације и температури на којој се врши, јер се процеси попут аутолизе могу убрзати.

Због тога се препоручује извођење на ниским температурама и на пХ блиском физиолошком ткиву како би се избегло стварање артефаката у ткивима који подлежу анатомским погрешним тумачењима.

Дехидрација

Састоји се од елиминације садржаја воде из претходно фиксираног биљног ткива. То се често ради са повећаним градијентом дехидрирајућих агенаса који могу или не морају бити парафински растварач, при чему је парафин једно од главних средстава које треба укључити.

Дехидратација парафина растварачем врши се углавном етанолом у серији од 30, 50, 70 и 95%.

Након овог процеса, ткива се преносе у средство за дехидратацију парафинским растварачем. Ова средства обично чине ткива прозирна. Најчешћа средства су ксилен и хлороформ. За ове реагенсе се користи и низ концентрација.

Инфилтрација / уграђивање ткива у парафин

Ова операција се изводи у циљу замене средства за дехидрацију са средством за инфилтрацију / укључивање. То даје ткиву довољну чврстину да направи танке и чврсте резове, услед привременог отврдњавања ткива и шупљина које представља. Материјал који се највише користи је хистолошки парафин.

Микротомија

Узорци укључени у парафинске блокове сецирају се уз помоћ микротома, који чине резове довољно танке да се могу видети под микроскопом. Све морфолошке структуре су сачуване након сечења на такав начин да им се олакша проучавање ткива.

Обично су резови дебљине 1 до 30 микрона. Постоји неколико типова микротома који се често користе, укључујући микротоп, столни стол, замрзавање, криостат, ротацију клизача и ултрамикротом. Неки од њих са специјализованим дијамантским или стакленим сечивима.

Бојење

Хистолошки пресеци су обојени како би се олакшало посматрање и анализа различитих ћелијских компоненти.

Боје и технике бојења се примењују у зависности од тога које структуре се лакше примећују. Најчешће боје које се користе у ботаници су сафранин "О", брзо зелени ФЦФ, хематоксилин, наранџасти Г, анилин плава и толуидин плава. Избор једног или другог боје зависи од ионског афинитета бојила са структуром која се боји.

Такође се могу користити и контрастне мрље, попут комбинације сафранина "О" и брзо зеленог ФЦФ. Сафранин мрље резно црвене, лигнифициране зидове, нуклеоле, хроматин и кондензоване танине и суберин црвенкастосмеђу боју. Док ФЦФ мрља целулозне зидове цитоплазми изгледају плавкасто и љубичасто зелени тон.

Са друге стране, толуидино плаве обојене тканине крећу се од тамно плаве / црвенкасте до светло плаве / ружичасте.

Хистохемијска испитивања

Хистохемијски тестови се користе да открију молекуле или породице молекула присутних у испитиваном ткиву и процене њихову расподелу ткива "ин ситу".

Ови тестови се могу извести коришћењем хемијских реакција за детекцију слободних или коњугованих угљених хидрата и ензиматским хистохемијским тестовима у којима се открива ћелијска ензиматска активност чак и након хемијске фиксације ткива.

Коначни производ овог скупа техника завршава проценом хистолошког одсека припремљеног микроскопским алатима. Оптички или електронски микроскопи се могу користити, било за скенирање, било за пренос. Многи од ових ликова су врло мали (ултраструктурни или микроморфолошки).

Остале технике укључују мацерацију биљних ткива ради одвајања њихових компоненти и посматрања појединачно. Пример за то је мацерација ткива попут дрвета, која олакшава посматрање елемената трахеја и других структура и детаљну анализу истих.

Референце

1. Бецк, ЦБ (2010). Увод у структуру и развој биљака: анатомија биљака у двадесет првом веку. Цамбридге Университи Пресс.
2. Бланцо, Калифорнија (ур.). (2004). Сечиво: спољна морфологија и анатомија. Универсидад Нац, Дел Литорал.
3. Мегиас, М., Молист, П., & Помбал, М. (2017). Атлас хистологије животиња и биљака. Ткива поврћа. Одељење за функцијску биологију и здравствене науке. Биолошки факултет Универзитета у Вигу. Шпанија. 12пп.
4. Осорио, ЈЈ (2003). Микроскопија примењена на ботаници. Теоријско-практични курс. Академско одељење биолошких наука. Аутономни универзитет Јуарез у Табаску.
5. Равен, ПХ, Еверт, РФ и Еицххорн, СЕ (1992). Биологија биљака (Вол. 2). Преокренуо сам се.
6. Сандовал, Е. (2005). Технике примењене у истраживању анатомије биљака (Вол. 38). УНАМ.