- הִיסטוֹרִיָה
- מיקרוסקופיה ושימוש בה באנטומיה צמחית
- מה חקר האנטומיה הצמחית?
- שיטות וטכניקות
- קיבוע
- התייבשות
- הסתננות / הטמעת רקמות בפרפין
- מיקרוטומיה
- הַכתָמָה
- מבחנים היסטוכימיים
- הפניות
האנטומיה של צמחים במובן מחמיר, היא בסיס היסוד לחקר מגוון גדול של רקמות צמח, להיות כלי בעל חשיבות רבה בוטניקה במדעי ביולוגיה בכלל. תחום זה מתמקד בעיקר במחקר הסלולרי של רקמות באמצעות מיקרוסקופיה ממקורן ועד התפתחותן.
לרוב לא נכללים כל רקמות הרבייה הנחקרות יחד בתחום העוברולוגיה הצמחית והפלינולוגיה. האופן שבו התאים מחוברים זה לזה מסודרים עניין רב באנטומיה של הצמח.
מקור: pixabay.com
אנטומיה של צמחים קשורה קשר הדוק לתחומים אחרים כמו פיזיולוגיה של צמחים והמורפולוגיה שלהם. המאפיינים שנצפו ברוב המקרים הם הבדלים בין קבוצות צמחים ומשמשים לביסוס קשרים פילוגנטיים.
הִיסטוֹרִיָה
בראשית דרכה, האנטומיה הצמחית כללה גם את המחקר של המורפולוגיה של הצמחים ואת המאפיינים החיצוניים שלהם. עם זאת, מאז אמצע המאה העשרים, מחקרי האנטומיה מוגבלים באופן בלעדי לחקר איברים פנימיים ורקמות פנימיות, כאשר מורפולוגיה מהווה תחום נפרד.
העבודות הראשונות על אנטומיה של צמחים ובוטניקה, שבוצעו בעזרת המיקרוסקופ, נובעות ממרצ'לו מלפיגי ונחמיה גרו. עד שנת 1675 פרסם מלפיגי את עבודתו Anatome plantarum, שם הוא מתאר באמצעות איורים כמה מבני צמחים כמו עגבניות העלים.
מצדו, עד שנת 1682 פרסם גרו יצירה עם איורים אמינים מאוד על רקמות צמחים, המדגימות את דיוק התצפיות שלו. עבודה זו קיבלה את הכינוי אנטומיה של צמחים.
החל משנות השישים, פיתוח המיקרוסקופיה ייצג התקדמות רבה בכל תחומי האנטומיה הצמחית.
מיקרוסקופיה ושימוש בה באנטומיה צמחית
למחקר מבני צמחים התפתח קשר הדוק ליצירת המיקרוסקופיה והתפתחותה. מאז המצאתם במאה ה -17, המיקרוסקופים התפתחו לכלי האינטלקטואלי שעיצב תחומים רבים במדע הביולוגי.
אחד התחומים הראשונים שהועדף על פיתוח מיקרוסקופיה היה בוטניקה, במיוחד במחקר אנטומי. מדעני הניסוי רוברט הוק וליוונהוק הוכרו כאחד הראשונים שצפו במיקרוסקופית ותארו מבנים שונים במהלך המאה ה -17.
בעבודותיהם של מלפיגי וגרו, מיקרוסקופיה מילאה תפקיד מהותי, מה שמאפשר פיתוח של שתי יצירות בוטניות חשובות אלה, מה שהפך את המדענים החשובים הללו של המאה השבע עשרה לחלוצי האנטומיה הצמחית והמיקרוגרפיה הבוטנית.
מאז פותח מחקר האנטומיה של הצמח יחד עם מיקרוסקופיה. האחרון התפתח בהתאם לצורכי הידע של האדם.
מיקרוסקופיה מהווה כיום כלי חיוני בחקר מבני צמחים, שם היא משמשת מכוסות זכוכית מגדלת פשוטות למיקרוסקופי אלקטרונים טכנולוגיים מתקדמים.
מה חקר האנטומיה הצמחית?
אנטומיה צמחית אחראית על לימוד כל הרקמות וצורות ההתארגנות של אותם, קיימים בצמחים. זה מצביע על כך שהוא מעריך הן את הרקמות והן את ארגון הסלולר הפנימי ואת חקר המבנים החיצוניים.
בין המבנים המוערכים: עלים, גבעולים, נביחות, שורשים, עצות גזע ושורש, meristems ורקמות לאחר בידול התא, סידור תאים באיברים, בין היתר.
שיטות וטכניקות
הטכניקות המיושמות לחקר האנטומיה של צמחים מגוונות מאוד. כל אחד מהם יהיה תלוי ברקמה או באיבר הנחקר.
ככלל, הכנות קבועות ללימודים מיקרוסקופיים הכרחיות כמקור למידע יסודי הן במחקר והן בהוראה. עם זאת, לצורך קיבוע דגימות של רקמות אנטומיות שונות, יש לבצע סדרה של טכניקות בסיסיות לצורך התבוננותן לאחר מכן.
האחרונים מיושמים מכיוון שקשה להבדיל ברקמות ומרכיביהם בבירור עם תצפיות ישירות.
כל הצמחים מורכבים מאותן רקמות בסיסיות, עוריות, יסודיות וכלי דם. בתוך רקמות אלה, האופן שבו התאים מאורגנים שונה באופן ניכר בין צמחים, ולכן השיטות האנטומיות לעיבודן שונות.
באופן כללי, החומר הבוטני הנלמד חייב לעמוד בתכונות מסוימות, למשל, שהמבנים בריאים ומפותחים לחלוטין. בנוסף לכל זה, אסור להם להסב נזק מבני חיצוני או פנימי וצבעיהם אופייניים למין הנלמד וכי הדגימה שמהם נלקחו הדגימות מייצגת.
קיבוע
תהליך הקיבוע מבקש לשמר את הרקמות ואת המאפיינים המורפולוגיים שלהם ככל האפשר לזה שהיה ברקמה בחיים. ניתן להשיג זאת באמצעות חומרים קבועים פיזיקליים או כימיים. הנפוצים ביותר הם מקבעים פשוטים כמו אתנול, מתנול או אצטון, שמתקנים על ידי התייבשות.
הם עובדים טוב מאוד עבור דגימות קטנות ואף יכולים לשמר פיגמנטציה של רקמות. ניתן להשתמש באלדהידים כמו פורמלדהיד, גלוטרלדהיד ואקרולין. חומרי קיבוע אחרים המקרשים כוללים אתנול, חומצה פיקרית, כלוריד כספית וכרום טריוקסיד.
משתמשים גם בתערובות קיבוע, מתוכן יש יותר מ- 2000 פורמולות שפורסמו, כאשר הנפוצה בהן היא FAA, קיבועים עם חומצה כרומית, תערובות איכר וקרנוי, בין היתר.
תמיד במהלך תהליך זה יש להקפיד במיוחד על זמן הקיבוע והטמפרטורה בה הוא נעשה, מכיוון שניתן להאיץ תהליכים כמו אוטוליזה.
לכן מומלץ לבצע אותו בטמפרטורות נמוכות וב- pH קרוב לפיזיולוגי של הרקמה כדי להימנע מהיווצרות חפצים ברקמות המשתאמות לפרשנויות שגויות של אנטומי.
התייבשות
זה מורכב מחיסול תכולת המים של רקמות הצמח קבועות בעבר. זה נעשה לעתים קרובות עם שיפוע הולך וגובר של חומרי התייבשות שעשויים להיות או ממס פרפין, כאשר הפרפין הוא אחד הסוכנים העיקריים שיש לכלול.
התייבשות ממסים של פרפין מתבצעת בעיקר עם אתנול בסדרה של 30, 50, 70 ו 95%.
לאחר תהליך זה, הרקמות מועברות לסוכן התייבשות ממיס פרפין. סוכנים אלה בדרך כלל גורמים לרקמות להיות שקופות. הסוכנים הנפוצים ביותר הם קסילן וכלורופורם. משמשת גם לסדרת ריכוז עבור ריאגנטים אלה.
הסתננות / הטמעת רקמות בפרפין
פעולה זו מבוצעת על מנת להחליף את מדיום ההתייבשות במדיום ההסתננות / הכללה. זה נותן לרקמות מספיק קשיחות כדי לבצע חתכים דקים ויציבים, בגלל ההתקשות הזמנית של הרקמות והחללים שהיא מציגה. החומר הנפוץ ביותר הוא פרפין היסטולוגי.
מיקרוטומיה
הדגימות הכלולות בלוקי פרפין מחולקות בעזרת מיקרוטום, מה שהופך את החתכים לדקים מספיק כדי להבחין תחת מיקרוסקופ. כל המבנים המורפולוגיים נשמרים לאחר חיתוך באופן שמאפשר את לימוד הרקמה.
באופן כללי, החיתוכים בעובי של 1 עד 30 מיקרון. ישנם מספר סוגים של מיקרוטום הנמצאים בשימוש תדיר, כולל מיקרוטום השולחן, הקפאה, קריוסטט, סיבוב שקופיות ואולטרה-רוטום. חלקם עם להבי יהלום או זכוכית מיוחדים.
הַכתָמָה
החלקים ההיסטולוגיים מוכתמים כדי להקל על התבוננות וניתוח של המרכיבים התאיים השונים.
צבעי הצבע וטכניקות הכתמה מיושמים בהתאם למבנים שיש לצפות בהם ביתר קלות. הצבעים הנפוצים ביותר שמשתמשים בבוטניקה הם "O" של ספרנין, FCF ירוק מהיר, המטוקסילין, כתום G, כחול אנייל וכחול טולידין. בחירת צבע כזה או אחר תלויה בזיקה היונית של הצבע למבנה שצבעו.
ניתן להשתמש גם בכתמי ניגודיות כמו שילוב של O "ספרנין" ו- FCF מהיר ירוק. כתמי ספרנין חותכים באדום, קירות מפושטים, נוקליאולי, כרומטין וטנינים מרוכזים וסוברין-חום-אדמדם. בעוד כתמי FCF קירות התאית נראים כחלחלים וגוון ירוק-סגול לציטופלזמה.
מצד שני, בדים צבועים בטולודין נעים בין כחול כהה / אדמדם לכחול בהיר / ורוד.
מבחנים היסטוכימיים
בדיקות היסטוכימיות משמשות לחשיפת מולקולות או משפחות של מולקולות שנמצאות ברקמה הנחקרת ומעריכות את התפלגות הרקמות שלהן "במקום".
ניתן לבצע בדיקות אלה באמצעות תגובות כימיות לגילוי פחמימות חופשיות או מצומדות ובדיקות היסטוכימיות אנזימטיות בהן מתגלה פעילות אנזימטית תאית גם לאחר קיבוע כימי של הרקמה.
התוצר הסופי של מערך טכניקות זה מסתיים בהערכה של הקטע ההיסטולוגי שהוכן באמצעות כלים מיקרוסקופיים. ניתן להשתמש במיקרוסקופים אופטיים או אלקטרוניים, סריקה או העברה. הרבה מהדמויות הללו קטנות מאוד (אולטרה-תשתית או מיקרומורפולוגית).
טכניקות אחרות כוללות מיזוג של רקמות צמחיות כדי להפריד את מרכיביהן ולהתבונן בהן בנפרד. דוגמה לכך היא ניתוח של רקמות כמו עץ, המאפשר התבוננות באלמנטים קנה הנשימה ובמבנים אחרים ולבצע ניתוח מפורט עליהם.
הפניות
- בק, CB (2010). מבוא למבנה והתפתחות הצמח: אנטומיה צמחית במאה העשרים ואחת. הוצאת אוניברסיטת קיימברידג '.
- בלנקו, קליפורניה (עורכת). (2004). הלהב: מורפולוגיה חיצונית ואנטומיה. Universidad Nac. Del Litoral.
- Megías, M., Molist, P., & Pombal, M. (2017). אטלס של היסטולוגיית בעלי חיים וצמחים. רקמות ירקות. המחלקה לביולוגיה תפקודית ומדעי הבריאות. הפקולטה לביולוגיה אוניברסיטת ויגו. סְפָרַד. 12 עמ '
- אוסוריו, ג'יי ג'יי (2003). מיקרוסקופיה מיושמת בבוטניקה. קורס תיאורטי-פרקטי. החטיבה האקדמית למדעי הביולוגיה. אוניברסיטת Juárez האוטונומית של טבסקו.
- Raven, PH, Evert, RF, and Eichhorn, SE (1992). ביולוגיה צמחית (כרך ב '). התהפכתי.
- Sandoval, E. (2005). טכניקות המיושמות למחקר אנטומיה צמחית (כרך 38). UNAM.