ANATOMI TUMBUHAN: SEJARAH, OBJEK KAJIAN, KAEDAH - BIOLOGI - 2024

The anatomi tumbuhan dalam erti kata yang ketat, adalah asas utama untuk kajian pelbagai jenis tisu tumbuhan, menjadi alat yang amat penting dalam botani dan dalam bidang sains biologi secara umum. Disiplin ini memfokuskan terutamanya pada kajian selular tisu melalui mikroskopi dari asalnya hingga perkembangannya.

Semua tisu pembiakan yang dikaji bersama dalam bidang embrio tumbuhan dan palinologi sering dikecualikan. Cara bagaimana sel-sel disatukan dan disusun satu sama lain sangat menarik minat anatomi tumbuhan.

Sumber: pixabay.com

Anatomi tumbuhan berkait rapat dengan bidang lain seperti fisiologi tumbuhan dan morfologi mereka. Ciri-ciri yang diperhatikan dalam kebanyakan kes adalah perbezaan antara kumpulan tumbuhan dan digunakan untuk menjalin hubungan filogenetik.

Sejarah

Pada awalnya, anatomi tumbuhan juga merangkumi kajian morfologi tumbuhan dan ciri luarannya. Namun, sejak pertengahan abad kedua puluh, kajian anatomi secara eksklusif dibatasi untuk kajian organ-organ dalaman dan tisu dalaman, morfologi menjadi disiplin yang terpisah.

Karya pertama mengenai anatomi dan botani tumbuhan, yang dilakukan dengan bantuan mikroskop, adalah disebabkan oleh Marcello Malpighi dan Nehemia Grew. Pada tahun 1675 Malpighi telah menerbitkan karyanya Anatome plantarum, di mana dia menerangkan melalui ilustrasi beberapa struktur tanaman seperti stomata daun.

Pada bahagiannya, pada tahun 1682 Grew menerbitkan karya dengan ilustrasi yang sangat dipercayai pada tisu tumbuhan, yang menunjukkan ketepatan pemerhatiannya. Karya ini bertajuk Anatomi tumbuhan.

Bermula pada tahun 1960-an, pengembangan mikroskopi merupakan kemajuan besar dalam semua bidang anatomi tanaman.

Mikroskopi dan penggunaannya dalam anatomi tumbuhan

Kajian mengenai struktur tanaman mempunyai perkembangan yang sangat berkaitan dengan penciptaan dan evolusi mikroskopi. Sejak penemuan mereka pada abad ke-17, mikroskop telah berkembang menjadi alat intelektual yang membentuk banyak bidang sains biologi.

Salah satu bidang pertama yang disukai dengan pengembangan mikroskopi adalah botani, terutama dalam kajian anatomi. Saintis eksperimental Robert Hooke dan Leeuwenhoek telah diakui sebagai salah satu yang pertama memerhatikan mikroskopik dan menerangkan pelbagai struktur pada abad ke-17.

Dalam karya Malpighi dan Grew, mikroskop memainkan peranan mendasar, memungkinkan pengembangan dua karya botani yang berharga ini, menjadikan para saintis penting abad ke-17 ini sebagai pelopor anatomi tumbuhan dan mikrografi botani.

Sejak itu, kajian mengenai anatomi tumbuhan telah dikembangkan bersama dengan mikroskopi. Yang terakhir ini berkembang mengikut keperluan pengetahuan manusia.

Mikroskopi kini merupakan alat penting dalam kajian struktur tanaman, di mana ia digunakan dari kaca pembesar sederhana hingga mikroskop elektron teknologi canggih.

Apa yang dikaji oleh anatomi tumbuhan?

Anatomi tumbuhan bertanggungjawab untuk mengkaji semua tisu dan bentuk organisasi yang sama, yang terdapat pada tumbuhan. Ini menunjukkan bahawa ia menilai kedua-dua tisu dan organisasi selular dalaman dan kajian struktur luaran.

Antara struktur yang dinilai adalah: daun, batang, kulit kayu, akar, hujung batang dan akar, meristem dan tisu selepas pembezaan sel, susunan sel di organ, antara lain.

Kaedah dan teknik

Teknik yang diterapkan untuk kajian anatomi tumbuhan sangat bervariasi. Setiap dari mereka akan bergantung pada tisu atau organ yang sedang dikaji.

Secara umum, persediaan tetap untuk kajian mikroskopik sangat diperlukan sebagai sumber maklumat asas dalam penyelidikan dan pengajaran. Walau bagaimanapun, untuk penetapan sampel pelbagai tisu anatomi, satu siri teknik asas mesti dilaksanakan untuk pemerhatian selanjutnya.

Yang terakhir digunakan kerana tisu dan komponennya sukar dibezakan dengan jelas dengan pemerhatian langsung.

Semua tumbuh-tumbuhan terdiri daripada tisu asas, dermal, asas dan vaskular yang sama. Di dalam tisu-tisu ini, cara penyusunan sel sangat berbeza antara tumbuh-tumbuhan dan, oleh itu, kaedah anatomi untuk memprosesnya berbeza.

Secara umum, bahan botani yang akan dikaji mesti memenuhi ciri-ciri tertentu, misalnya, strukturnya sihat dan berkembang sepenuhnya. Di samping itu, mereka tidak boleh mengalami kerosakan struktur luaran atau dalaman dan warnanya khas dari spesies yang dikaji dan spesimen dari mana sampel diambil adalah representatif.

Pembetulan

Proses fiksasi bertujuan untuk memelihara tisu dan ciri morfologi mereka yang serupa dengan ketika tisu masih hidup. Ini dapat dicapai sama ada dengan fiksatif fizikal atau kimia. Yang paling banyak digunakan adalah fiksatif sederhana seperti etanol, metanol atau aseton, yang dibetulkan oleh dehidrasi.

Mereka berfungsi dengan baik untuk sampel kecil dan bahkan dapat memelihara pigmentasi tisu. Aldehid seperti formaldehid, glutaraldehid, dan akrolein juga boleh digunakan. Fiksatif pembekuan lain termasuk etanol, asid picrik, merkuri klorida, dan kromium trioksida.

Memperbaiki campuran juga digunakan, di antaranya terdapat lebih dari 2000 formula yang diterbitkan, yang paling sering adalah FAA, fiksatif dengan asid kromik, campuran Farmer dan Carnoy antara lain.

Selalu semasa proses ini, perhatian khusus harus dilakukan dengan waktu penetapan dan suhu di mana ia dilakukan, kerana proses seperti autolisis dapat dipercepat.

Oleh itu, disarankan untuk melakukannya pada suhu rendah dan pada pH yang hampir dengan fisiologi tisu untuk mengelakkan pembentukan artifak pada tisu yang menyebabkan diri mereka tersalah tafsir anatomi.

Kekeringan

Ini terdiri daripada penghapusan kandungan air dari tisu tanaman yang sebelumnya diperbaiki. Ini sering dilakukan dengan peningkatan kecerunan agen penyahhidratan yang mungkin atau tidak boleh menjadi pelarut parafin, dengan parafin menjadi salah satu agen utama untuk disertakan.

Dehidrasi pelarut parafin dilakukan terutamanya dengan etanol dalam rangkaian 30, 50, 70 dan 95%.

Selepas proses ini, tisu dipindahkan ke agen penyahhidratan pelarut parafin. Ejen ini secara amnya menjadikan tisu lut. Ejen yang paling biasa adalah xilena dan kloroform. Satu siri kepekatan juga digunakan untuk reagen ini.

Penyusupan / penyisipan tisu dalam parafin

Operasi ini dilakukan untuk menggantikan media penyahhidratan dengan media penyusupan / kemasukan. Ini memberikan ketegaran tisu yang mencukupi untuk membuat luka tipis dan tegas, kerana pengerasan sementara tisu dan rongga yang ditunjukkannya. Bahan yang paling banyak digunakan ialah parafin histologi.

Mikrotomi

Sampel yang termasuk dalam blok parafin dibelah dengan bantuan mikrotom, yang membuat potongan cukup tipis untuk diperhatikan di bawah mikroskop. Semua struktur morfologi dipelihara setelah dipotong sedemikian rupa sehingga kajian tisu dipermudah.

Secara amnya, potongannya setebal 1 hingga 30 mikron. Terdapat beberapa jenis mikrotom yang sering digunakan, termasuk mikrotom meja, pembekuan, cryostat, putaran slaid, dan ultramikrotom. Sebahagian daripada mereka mempunyai bilah berlian atau kaca khusus.

Pewarnaan

Bahagian histologi diwarnai untuk memudahkan pemerhatian dan analisis komponen selular yang berbeza.

Teknik pewarna dan pewarnaan diterapkan bergantung pada struktur mana yang diperhatikan dengan lebih mudah. Pewarna yang paling biasa digunakan dalam botani adalah safranin "O", FCF hijau cepat, hematoxylin, Orange G, biru anilin dan biru toluidin. Pemilihan satu pewarna atau yang lain bergantung pada pertalian ion pewarna dengan struktur yang akan dicelup.

Noda kontras seperti gabungan safranin "O" dan FCF hijau cepat juga boleh digunakan. Safranin mengotorkan warna merah cutin, dinding lignifikasi, nukleoli, kromatin dan tanin pekat, dan suberin berwarna coklat kemerahan. Sementara FCF mengotorkan dinding selulosa kelihatan kebiruan dan nada hijau keunguan ke sitoplasma.

Sebaliknya, kain pewarna biru toluidin berkisar dari biru tua / kemerahan hingga biru muda / merah jambu.

Ujian histokimia

Ujian histokimia digunakan untuk mendedahkan molekul atau keluarga molekul yang terdapat dalam tisu yang dikaji dan menilai taburan tisu mereka "in situ".

Ujian ini dapat dilakukan dengan menggunakan reaksi kimia untuk mengesan karbohidrat bebas atau konjugasi dan ujian histokimia enzimatik di mana aktiviti enzimatik sel dikesan walaupun setelah fiksasi kimia tisu.

Produk akhir dari set teknik ini diakhiri dengan penilaian bahagian histologi yang disediakan dengan alat mikroskopi. Mikroskop optik atau elektronik boleh digunakan, sama ada pengimbasan atau penghantaran. Sebilangan besar watak ini sangat kecil (ultrastruktural atau mikromorfologi).

Teknik-teknik lain merangkumi pemisahan tisu tumbuhan untuk memisahkan komponennya dan memerhatikannya secara individu. Contohnya ialah pemisahan tisu seperti kayu, yang memudahkan pemerhatian unsur trakea dan struktur lain dan membuat analisis terperinci tentangnya.

Rujukan

1. Beck, CB (2010). Pengenalan struktur dan perkembangan tanaman: anatomi tumbuhan untuk abad ke-21. Akhbar Universiti Cambridge.
2. Blanco, CA (Ed.). (2004). Bilah: morfologi luaran dan anatomi. Universidad Nac. Del Litoral.
3. Megías, M., Molist, P., & Pombal, M. (2017). Atlas histologi haiwan dan tumbuhan. Tisu sayur-sayuran. Jabatan Sains Biologi Fungsional dan Kesihatan. Fakulti Biologi Universiti Vigo. Sepanyol. 12pp.
4. Osorio, JJ (2003). Mikroskopi digunakan untuk botani. Kursus teori-praktikal. Bahagian Akademik Sains Biologi. Juárez University of Tabasco yang berautonomi.
5. Raven, PH, Evert, RF, & Eichhorn, SE (1992). Biologi Tumbuhan (Jilid 2). Saya terbalik.
6. Sandoval, E. (2005). Teknik yang diterapkan untuk kajian anatomi tumbuhan (Vol. 38). UNAM.