ANATOMIA VEGETAL: HISTÒRIA, OBJECTE D'ESTUDI, MÈTODES - BIOLOGIA - 2025

La anatomia de les plantes en un sentit estricte, és la base fonamental per a l'estudi d'una gran varietat de teixits vegetals, sent una eina de gran importància en la botànica i en les ciències biològiques en general. Aquesta disciplina s'enfoca principalment en l'estudi cel·lular dels teixits mitjançant microscòpia des del seu origen fins al seu desenvolupament.

Sovint són exclosos tots els teixits reproductius que s'estudien en conjunt en el camp de l'embriologia vegetal i la palinologia. La forma en què les cèl·lules s'ajunten i ordenen entre si, és de gran interès en l'anatomia vegetal.

Font: pixabay.com

L'anatomia vegetal es troba íntimament relacionada amb altres àrees com la fisiologia de les plantes i la seva morfologia. Les característiques observades en la majoria dels casos són diferencials entre grups de plantes i són empelados per establir relacions filogenètiques.

història

En els seus inicis, l'anatomia vegetal incloïa també l'estudi de la morfologia de les plantes i les seves característiques externes. No obstant això, des de la meitat de segle XX els estudis d'anatomia es restringeixen exclusivament a l'estudi dels òrgans interns i teixits interns constituint la morfologia una disciplina separada.

Els primers treballs d'anatomia vegetal i de botànica, realitzats amb ajuda de l'microscopi, es deuen a Marcello Malpighi i Nehemiah Grew. Per a l'any 1675 Malpighi havia publicat la seva obra anatome plantarum, on descriu a través d'il·lustracions algunes estructures vegetals com els estomes de les fulles.

Per la seva banda, per a l'any 1682 Grew publica una obra amb il·lustracions molt fiables sobre els teixits vegetals, que demostren l'exactitud de les seves observacions. Aquesta obra va tenir per títol The anatomy of plants.

A partir de la dècada dels 60 el desenvolupament de la microscòpia va suposar un gran avanç en totes les àrees de l'anatomia vegetal.

Microscòpia i el seu ús en l'anatomia vegetal

L'estudi de les estructures vegetals ha tingut un desenvolupament íntimament relacionat amb la creació i evolució de la microscòpia. Des de la seva invenció al segle XVII, els microscopis s'han desenvolupat convertint-se en l'eina intel·lectual que els va donar forma a moltes àrees de la ciència biològica.

Una de les primeres àrees en veure afavorida amb el desenvolupament de la microscòpia va ser la botànica, sobretot en l'estudi anatòmic. Els científics experimentals Robert Hooke i Leeuwenhoek s'han reconegut per ser uns dels primers a observar a l'microscopi i descriure diverses estructures durant el segle XVII.

En els treballs de Malpighi i Grew, la microscòpia va tenir un paper fonamental, permetent el desenvolupament d'aquestes dues valuoses obres botàniques, convertint a aquests importants científics de el segle XVII en els pioners de l'anatomia de les plantes i la micrografia botànica.

A partir de llavors, l'estudi de l'anatomia vegetal s'ha desenvolupat al costat de la microscòpia. Aquesta última va ser evolucionant d'acord a les necessitats de coneixements de l'home.

La microscòpia és en el present una eina imprescindible en l'estudi de les estructures vegetals, on es fa ús des senzilles lupes fins microscopis electrònics d'avançada tecnologia.

Què estudia l'anatomia vegetal?

L'anatomia vegetal s'encarrega de l'estudi de totes els teixits i formes d'organització dels mateixos, presents en les plantes. Això indica que avalua tant els teixits i organització cel·lular interna com l'estudi de les estructures externes.

Dins de les estructures avaluades es troben: fulles, tiges, escorces, arrels, àpexs de tiges i arrels, meristemes i teixits després de la diferenciació cel·lular, disposició cel·lular en els òrgans, entre d'altres.

Mètodes i tècniques

Les tècniques aplicades a l'estudi de l'anatomia de les plantes són molt variades. Cadascuna d'elles dependrà de el teixit o òrgan que s'estigui estudiant.

En general les preparacions permanents per a estudis microscòpics són indispensables com una font d'informació elemental tant en la investigació com en l'ensenyament. No obstant això, per a la fixació de mostres de diversos teixits anatòmics s'han d'executar una sèrie de tècniques bàsiques per a la seva posterior observació.

Aquestes últimes s'apliquen a causa que els teixits i els seus components són difícils de diferenciar d'una manera clara amb observacions directes.

Totes les plantes estan formades pels mateixos teixits bàsics, dèrmics, fonamentals i vasculars. Dins d'aquests teixits, la manera en què estan organitzades les cèl·lules difereix notòriament entre les plantes i, per això, els mètodes anatòmics per processar-són diferents.

En general, el material botànic a estudiar ha de complir amb certes característiques, per exemple, que les estructures estiguin completament sanes i desenvolupades. A més d'això no han de tenir danys estructurals externs o interns i la seva coloració sigui pròpia de les espècies estudiades i que l'exemplar de què s'extreguin les mostres sigui representatiu.

fixació

El procés de fixació busca conservar els teixits i les seves característiques morfològiques dels més similar possible a quan el teixit era viu. Això és possible aconseguir-ho bé sigui amb fixadors físics o químics. Els més àmpliament utilitzats són els fixadors simples com l'etanol, metanol o acetona, els quals fixen per deshidratació.

Funcionen molt bé per a mostres petites i fins i tot poden conservar la pigmentació dels teixits. També es poden usar aldehids com el formaldehid, glutaraldehid i acroleïna. Altres fixadors coagulants inclouen a l'etanol, l'àcid pícric, clorur de mercuri i el triòxid de crom.

També es fan servir barreges fixadors de les quals existeixen més de 2000 formules publicades, sent les més freqüents FAA, fixadors amb àcid cròmic, Mescles de Farmer i Carnoy entre d'altres.

Sempre durant aquest procés s'ha de tenir especial cura amb el temps de fixació i la temperatura a la qual es fa la mateixa, ja que es poden accelerar processos com la autòlisi.

Pel que es recomana realitzar a temperatures baixes ia un pH proper a l'fisiològic de el teixit per evitar la formació d'artefactes en els teixits que es prestin a malinterpretacions anatòmiques.

deshidratació

Consisteix en l'eliminació de l'contingut d'l'aigua dels teixits vegetals prèviament fixats. Això sovint es realitza amb un gradient en increment d'agents deshidratants que poden ser solvent de la parafina o no, sent la parafina uns dels principals agents per incloure.

La deshidratació amb el solvents de la parafina es realitza principalment amb etanol en una sèrie de 30, 50, 70 i 95%.

Després d'aquest procés, els teixits es transfereixen a un agent deshidratador solvent de la parafina. En general aquests agents fan translucidos als teixits. Els agents més comuns són el xilè i el cloroform. També s'usa una sèrie de concentració per això reactius.

Infiltració / inclusió dels teixits en parafina

Aquesta operació es realitza amb la finalitat de substituir el mitjà de deshidratació amb el medi d'infiltració / inclusió. Això atorga a el teixit la suficient rigidesa com per realitzar talls prims i ferms, a causa de l'enduriment temporal dels teixits i cavitats que presenta el mateix. El material més utilitzat és la parafina histològica.

microtomia

Les mostres incloses en blocs de parafina són seccionades amb l'ajuda d'un micròtom, el qual fa talls els suficientment prims com per poder observar-los a l'microscopi. Totes les estructures morfològiques es conserven després de realitzar el tall de tal manera que l'estudi de el teixit es veu facilitat.

En general, els talls tenen un gruix d'1 a 30 micròmetres. Són diversos els tipus de micròtoms que s'usen amb freqüència, entre ells es troben el micròtom de taula, de congelació, criòstat, de rotació de lliscament i el ultramicrotomo. Alguns d'ells amb fulles especialitzades amb diamant o vidre.

tinció

Els talls histològics són tenyits per facilitar l'observació i anàlisi dels diferents components cel·lulars.

Els colorants i tècniques de tinció s'apliquen depenent que estructures es volen observar amb més facilitat. Els colorants més comuns usats en botànica són la safranina "O", verd ràpid FCF, hematoxilina, Orange G, blau d'anilina i blau de toluidina. La selecció d'un colorant o un altre depèn de l'afinitat iònica de l'colorant amb l'estructura a tenyir.

També es poden usar coloracions de contrast com la combinació de safranina "O" i verd ràpid FCF. La safranina tenyeix de vermell cutina, parets lignificades, nucléolos, cromatina i tanins condensats, i de marró vermellós, la suberina. Mentre que el FCF tenyeix veure azuloso a les parets cel·lulòsiques i un to verd violaci a l'citoplasma.

D'altra banda, els teixits tenyits amb blau de toluidina varien de blau fosc / vermellós a blau lleuger / rosa.

proves histoquímicas

Les proves histoquímicas s'empren per posar de manifest molècules o famílies de molècules presents en el teixit estudiat i avaluar la seva distribució tissular "in situ".

Aquestes proves poden realitzar-se mitjançant reaccions químiques per detectar hidrats de carboni lliures o conjugats i proves d'histoquímica enzimàtica en la qual es detecta activitat enzimàtica cel·lular fins i tot després de la fixació química de la roba.

El producte final d'aquest conjunt de tècniques finalitza amb l'avaluació de el tall histològic preparat amb eines de microscòpia. Es poden emprar microscopis òptics o electrònics bé siguin de rastreig o de transmissió. Molts d'aquests caràcters són molt petits (ultraestructurals o micromorfològics).

Altres tècniques inclouen la maceració dels teixits vegetals per separar els seus components i observar-los de manera individual. Un exemple d'això és la maceració de teixits com la fusta, la qual cosa facilita l'observació d'elements traqueals i altres estructures i fer una anàlisi detallada dels mateixos.

referències

1. Beck, CB (2010). An introduction to plant structure and development: plant anatomy for the twenty-first century. Cambridge University Press.
2. Blanc, CA (Ed.). (2004). El full: morfologia externa i anatomia. Universitat Nac. De l'Litoral.
3. Megías, M., Molist, P., & Pombal, M. (2017). Atles d'histologia animal i vegetal. Teixits vegetals. Departament de biologia funcional i ciències de la salut. Facultat de biologia Universitat de vigo. Espanya. 12pp.
4. Osorio, JJ (2003). Microscòpia aplicada a la botànica. Curs teòric-pràctic. Divisió Acadèmica de Ciències Biològiques. Universitat Juárez Autònoma de Tabasco.
5. Raven, PH, Evert, RF, & Eichhorn, ES (1992). Biologia de les plantes (Vol. 2). Reverté.
6. Sandoval, E. (2005). Tècniques aplicades a l'estudi de l'anatomia vegetal (Vol. 38). UNAM.