AUGU ANATOMIJA: VĒSTURE, PĒTĪJUMA OBJEKTS, METODES - BIOLOĢIJA - 2025

Augu anatomija stingrā nozīmē ir būtisks pamats izpētei ļoti dažādu augu audiem, kas ir līdzeklis liela nozīme botānikā un bioloģijas zinātņu kopumā. Šī disciplīna galvenokārt koncentrējas uz audu pētīšanu šūnās, veicot mikroskopiju no to rašanās līdz to attīstībai.

Bieži tiek izslēgti visi reproduktīvie audi, kas kopā tiek pētīti augu embrioloģijas un palinoloģijas jomā. Veids, kādā šūnas tiek saliktas un sakārtotas viena ar otru, rada lielu interesi par augu anatomiju.

Avots: pixabay.com

Augu anatomija ir cieši saistīta ar citām jomām, piemēram, augu fizioloģiju un to morfoloģiju. Raksturlielumi, kas novēroti vairumā gadījumu, ir atšķirīgi starp augu grupām, un tos izmanto, lai izveidotu filoģenētiskās attiecības.

Vēsture

Sākumā augu anatomija ietvēra arī augu morfoloģijas un to ārējo īpašību izpēti. Tomēr kopš divdesmitā gadsimta vidus anatomijas pētījumi aprobežojas tikai ar iekšējo orgānu un iekšējo audu izpēti, morfoloģija ir atsevišķa disciplīna.

Pirmie darbi ar augu anatomiju un botāniku, kas veikti ar mikroskopa palīdzību, ir Marčello Malpighi un Nehemiah Grew. Līdz 1675. gadam Malpighi bija publicējis savu darbu Anatome plantarum, kur ar ilustrāciju palīdzību aprakstīja dažas augu struktūras, piemēram, lapu stomatus.

No savas puses līdz 1682. gadam Grew publicēja darbu ar ļoti ticamām augu audu ilustrācijām, kas parāda viņa novērojumu precizitāti. Šī darba nosaukums bija Augu anatomija.

Sākot ar 60. gadiem, mikroskopijas attīstība bija liels sasniegums visās augu anatomijas jomās.

Mikroskopija un tās izmantošana augu anatomijā

Augu struktūru izpētei ir bijusi attīstība, kas ir cieši saistīta ar mikroskopijas izveidi un attīstību. Kopš to izgudrošanas 17. gadsimtā mikroskopi ir kļuvuši par intelektuālo instrumentu, kas veidoja daudzas bioloģiskās zinātnes jomas.

Viena no pirmajām jomām, kurai tika dota priekšroka mikroskopijas attīstībā, bija botānika, īpaši anatomiskajā pētījumā. Eksperimentālie zinātnieki Roberts Hoks un Līvenhoeks ir atzīti par vieniem no pirmajiem, kas 17. gadsimtā novēroja mikroskopiski un aprakstīja dažādas struktūras.

Malpighi un Grew darbā mikroskopijai bija galvenā loma, ļaujot attīstīt šos divus vērtīgos botāniskos darbus, padarot šos nozīmīgos 17. gadsimta zinātniekus par augu anatomijas un botāniskās mikrogrāfijas pionieriem.

Kopš tā laika augu anatomijas izpēte ir izstrādāta kopā ar mikroskopiju. Pēdējais attīstījās atbilstoši cilvēka zināšanām.

Mikroskopija šobrīd ir būtisks līdzeklis augu struktūru izpētē, kur to izmanto no vienkāršiem palielināmajiem stikliem līdz progresīvu tehnoloģiju elektronu mikroskopiem.

Ko pēta augu anatomija?

Augu anatomija ir atbildīga par visu audu un to pašu organizācijas formu izpēti augos. Tas norāda, ka tas novērtē gan audus, gan iekšējo šūnu organizāciju un ārējo struktūru izpēti.

Starp novērtētajām struktūrām ir: lapas, stublāji, mizas, saknes, stublāju un sakņu gali, meristemas un audi pēc šūnu diferenciācijas, šūnu izvietojums orgānos, cita starpā.

Metodes un paņēmieni

Augu anatomijas izpētei izmantotās metodes ir ļoti dažādas. Katrs no tiem būs atkarīgs no audiem vai orgāniem, kas tiek pētīti.

Parasti pastāvīgi preparāti mikroskopiskiem pētījumiem ir neaizstājami kā elementāras informācijas avots gan pētniecībā, gan pasniegšanā. Tomēr dažādu anatomisko audu paraugu fiksēšanai ir jāveic virkne pamatmetožu to turpmākajai novērošanai.

Pēdējie tiek piemēroti, jo audus un to komponentus ir grūti skaidri atšķirt ar tiešiem novērojumiem.

Visus augus veido tie paši pamata, dermas, pamata un asinsvadu audi. Šajos audos šūnu organizēšanas veids augos ievērojami atšķiras, un tāpēc to apstrādes anatomiskās metodes ir atšķirīgas.

Parasti pētāmajam botāniskajam materiālam jāatbilst noteiktām īpašībām, piemēram, vai struktūras ir pilnīgi veselīgas un attīstītas. Turklāt tiem nedrīkst būt ārēju vai iekšēju struktūras bojājumu, un to krāsa ir raksturīga pētāmajām sugām, un paraugs, no kura ņem paraugus, ir reprezentatīvs.

Fiksācija

Fiksācijas procesa mērķis ir saglabāt audus un to morfoloģiskās īpašības pēc iespējas līdzīgākas tam, kad audi bija dzīvi. To var panākt ar fizikāliem vai ķīmiskiem fiksatoriem. Visplašāk tiek izmantoti vienkārši fiksatori, piemēram, etanols, metanols vai acetons, kas fiksējas ar dehidratāciju.

Tie ļoti labi darbojas mazos paraugos un var pat saglabāt audu pigmentāciju. Var izmantot arī tādus aldehīdus kā formaldehīds, glutaraldehīds un akroleīns. Pie citiem koagulējošiem fiksatoriem pieder etanols, pikrīnskābe, dzīvsudraba hlorīds un hroma trioksīds.

Tiek izmantoti arī fiksējošie maisījumi, no kuriem vairāk nekā 2000 ir publicēti maisījumi, no kuriem visbiežāk ir FAA, fiksatori ar hromskābi, Farmer un Carnoy maisījumi.

Vienmēr šī procesa laikā īpaša uzmanība jāpievērš fiksācijas laikam un temperatūrai, kurā tā tiek veikta, jo tādus procesus kā autolīze var paātrināt.

Tāpēc to ieteicams veikt zemā temperatūrā un ar pH tuvu audu fizioloģiskajam līmenim, lai audos neveidotos artefakti, kas var kļūt anatomiski nepareizi.

Dehidratācija

Tas sastāv no ūdens satura noņemšanas iepriekš fiksētajos augu audos. To bieži veic ar pieaugošu dehidrējošu līdzekļu gradientu, kas var būt vai nebūt parafīna šķīdinātājs, un parafīns ir viens no galvenajiem līdzekļiem, ko iekļaut.

Parafīna šķīdinātāju dehidratāciju galvenokārt veic ar etanolu virknē 30, 50, 70 un 95%.

Pēc šī procesa audus pārnes uz parafīna šķīdinātāju dehidrējošu līdzekli. Šie līdzekļi parasti padara audus caurspīdīgus. Visizplatītākie līdzekļi ir ksilols un hloroforms. Šiem reaģentiem izmanto arī koncentrācijas sēriju.

Audu infiltrācija / iestrāde parafīnā

Šī operācija tiek veikta, lai dehidrācijas barotni aizstātu ar infiltrācijas / iekļaušanas barotni. Tas audiem piešķir pietiekamu stingrību, lai veiktu plānus un stingrus griezumus, jo audi un dobumi, ko tie veido, īslaicīgi sacietē. Visplašāk izmantotais materiāls ir histoloģiskais parafīns.

Mikrotomija

Parafīna blokos iekļautos paraugus sadala ar mikrotoma palīdzību, kas padara griezumus pietiekami plānus, lai tos varētu novērot mikroskopā. Pēc griešanas visas morfoloģiskās struktūras tiek saglabātas tādā veidā, lai atvieglotu audu izpēti.

Parasti griezumi ir no 1 līdz 30 mikroniem biezi. Pastāv vairāki mikrotomu veidi, kurus bieži izmanto, ieskaitot planšetdatoru mikrotomu, sasalšanu, kriostatu, priekšmetstiklu pagriešanu un ultramotorotomu. Daži no tiem ar specializētiem dimanta vai stikla asmeņiem.

Krāsošana

Histoloģiskās sekcijas iekrāso, lai atvieglotu dažādu šūnu komponentu novērošanu un analīzi.

Krāsvielas un krāsošanas metodes tiek izmantotas atkarībā no tā, kuras struktūras ir vieglāk novērojamas. Botānikā visbiežāk izmantotās krāsvielas ir safranīns "O", ātri zaļš FCF, hematoksilīns, apelsīns G, anilīns zils un toluidīna zils. Vienas vai citas krāsvielas izvēle ir atkarīga no krāsvielas jonu afinitātes ar krāsojamo struktūru.

Var izmantot arī kontrasta krāsas traipus, piemēram, safranīna "O" un ātri zaļā FCF kombināciju. Safranīns iekrāso sarkanus, lignificētas sienas, nukleolus, hromatīnu un kondensētus tanīnus un suberīnu sarkanbrūnu krāsu. Kamēr FCF krāso, celulozes sienas citoplazmā izskatās zilganā un purpursarkanā zaļā tonī.

No otras puses, toluidīna zilā krāsā audumi variē no tumši zila / sarkanīga līdz gaiši zilā / rozā krāsā.

Histoķīmiskie testi

Histoķīmiskos testus izmanto, lai atklātu pētāmajos audos esošās molekulas vai molekulu grupas un novērtētu to sadalījumu audos "in situ".

Šos testus var veikt, izmantojot ķīmiskās reakcijas, lai noteiktu brīvos vai konjugētos ogļhidrātus, un fermentatīvos histoķīmiskos testus, kuros šūnu enzīmu aktivitāte tiek atklāta pat pēc audu ķīmiskas fiksācijas.

Šīs tehnikas kopuma galaprodukts beidzas ar histoloģiskās sadaļas novērtēšanu, kas sagatavota ar mikroskopijas instrumentiem. Var izmantot gan optiskos, gan elektroniskos mikroskopus - gan skenēšanai, gan pārraidei. Daudzi no šiem personāžiem ir ļoti mazi (ultrastrukturāli vai mikromorfoloģiski).

Citas metodes ietver augu audu macerēšanu, lai atdalītu to sastāvdaļas un novērotu tos atsevišķi. Piemērs tam ir audu, piemēram, koka, macerācija, kas atvieglo trahejas elementu un citu struktūru novērošanu un detalizētu to analīzi.

Atsauces

1. Bekija, CB (2010). Ievads augu struktūrā un attīstībā: augu anatomija divdesmit pirmajā gadsimtā. Cambridge University Press.
2. Blanco, Kalifornijā (Red.). (2004). Lāpstiņa: ārējā morfoloģija un anatomija. Universidad Nac. Del Litoral.
3. Megías, M., Molist, P., & Pombal, M. (2017). Dzīvnieku un augu histoloģijas atlants. Dārzeņu audi. Funkcionālās bioloģijas un veselības zinātņu nodaļa. Vigo Universitātes Bioloģijas fakultāte. Spānija. 12pp.
4. Osorio, JJ (2003). Botānikā pielietotā mikroskopija. Teorētiski-praktiskais kurss. Bioloģisko zinātņu akadēmiskā nodaļa. Tabasko autonomajā Juarē universitātē.
5. Raven, PH, Evert, RF un Eichhorn, SE (1992). Augu bioloģija (2. sēj.). Es apgriezos.
6. Sandoval, E. (2005). Augu anatomijas pētīšanai izmantotās metodes (38. sēj.). UNAM.