anatomi tanaman dalam arti yang ketat, adalah dasar fundamental untuk studi berbagai macam jaringan tanaman, menjadi alat penting dalam botani dan ilmu biologi pada umumnya. Disiplin ini berfokus terutama pada studi seluler jaringan dengan mikroskop dari asalnya hingga perkembangannya.
Semua jaringan reproduksi yang dipelajari bersama dalam bidang embriologi dan palinologi tumbuhan sering kali dikecualikan. Cara sel-sel disatukan dan diatur satu sama lain sangat menarik dalam anatomi tumbuhan.
Sumber: pixabay.com
Anatomi tumbuhan erat kaitannya dengan bidang lain seperti fisiologi tumbuhan dan morfologinya. Karakteristik yang diamati dalam banyak kasus adalah perbedaan antara kelompok tanaman dan digunakan untuk membangun hubungan filogenetik.
Indeks artikel
Sejarah
Pada awalnya, anatomi tumbuhan juga mencakup studi tentang morfologi tumbuhan dan ciri-ciri luarnya. Namun, sejak pertengahan abad kedua puluh, studi anatomi secara eksklusif terbatas pada studi organ internal dan jaringan internal, morfologi merupakan disiplin yang terpisah.
Karya pertama tentang anatomi dan botani tumbuhan, yang dilakukan dengan bantuan mikroskop, adalah karya Marcello Malpighi dan Nehemia Grew. Pada 1675 Malpighi telah menerbitkan karyanya Anatome plantarum , di mana ia menjelaskan melalui ilustrasi beberapa struktur tanaman seperti stomata daun.
Untuk bagiannya, pada 1682 Grew menerbitkan sebuah karya dengan ilustrasi yang sangat andal tentang jaringan tanaman, yang menunjukkan keakuratan pengamatannya. Karya ini berjudul Anatomi Tumbuhan .
Mulai tahun 1960-an, perkembangan mikroskop mewakili kemajuan besar di semua bidang anatomi tumbuhan.
Mikroskop dan penggunaannya dalam anatomi tumbuhan
Studi tentang struktur tumbuhan memiliki perkembangan yang erat kaitannya dengan penciptaan dan evolusi mikroskop. Sejak penemuan mereka pada abad ke-17, mikroskop telah berkembang menjadi alat intelektual yang membentuk banyak bidang ilmu biologi.
Salah satu bidang pertama yang disukai dengan perkembangan mikroskop adalah botani, terutama dalam studi anatomi. Ilmuwan eksperimental Robert Hooke dan Leeuwenhoek telah diakui sebagai salah satu yang pertama melihat di bawah mikroskop dan menggambarkan berbagai struktur selama abad ke-17.
Dalam karya Malpighi dan Grew, mikroskop memainkan peran mendasar, memungkinkan pengembangan dua karya botani yang berharga ini, menjadikan para ilmuwan penting abad ketujuh belas ini sebagai pionir anatomi tumbuhan dan mikrografi botani.
Sejak itu, studi tentang anatomi tumbuhan telah dikembangkan bersama dengan mikroskop. Yang terakhir ini berkembang sesuai dengan kebutuhan pengetahuan manusia.
Mikroskopi saat ini merupakan alat penting dalam studi struktur tumbuhan, di mana ia digunakan dari kaca pembesar sederhana hingga mikroskop elektron teknologi canggih.
Apa yang dipelajari anatomi tumbuhan?
Anatomi tumbuhan bertanggung jawab untuk mempelajari semua jaringan dan bentuk organisasi yang sama, yang ada pada tumbuhan. Ini menunjukkan bahwa ia mengevaluasi jaringan dan organisasi sel internal serta studi tentang struktur eksternal.
Di antara struktur yang dievaluasi adalah: daun, batang, kulit kayu, akar, batang dan ujung akar, meristem dan jaringan setelah diferensiasi sel, susunan sel dalam organ, antara lain.
Metode dan teknik
Teknik yang diterapkan untuk mempelajari anatomi tumbuhan sangat bervariasi. Masing-masing akan tergantung pada jaringan atau organ yang sedang dipelajari.
Secara umum, persiapan permanen untuk studi mikroskopis sangat diperlukan sebagai sumber informasi dasar baik dalam penelitian maupun dalam pengajaran. Namun, untuk fiksasi sampel berbagai jaringan anatomi, serangkaian teknik dasar harus dilakukan untuk pengamatan selanjutnya.
Yang terakhir ini diterapkan karena jaringan dan komponennya sulit dibedakan secara jelas dengan pengamatan langsung.
Semua tumbuhan terdiri dari jaringan dasar, dermal, fundamental, dan vaskular yang sama. Di dalam jaringan-jaringan ini, cara sel-sel diatur sangat berbeda antara tumbuhan dan, oleh karena itu, metode anatomi untuk memprosesnya berbeda.
Pada umumnya bahan botani yang akan dipelajari harus memenuhi karakteristik tertentu, misalnya strukturnya benar-benar sehat dan berkembang. Selain itu, mereka tidak boleh memiliki kerusakan struktural eksternal atau internal dan warnanya khas dari spesies yang dipelajari dan bahwa spesimen dari mana sampel diambil adalah perwakilan.
Fiksasi
Proses fiksasi berusaha untuk melestarikan jaringan dan karakteristik morfologinya semirip mungkin dengan ketika jaringan itu hidup. Ini dapat dicapai baik dengan fiksatif fisik atau kimia. Yang paling banyak digunakan adalah fiksatif sederhana seperti etanol, metanol atau aseton, yang difiksasi dengan dehidrasi.
Mereka bekerja dengan baik untuk sampel kecil dan bahkan dapat mempertahankan pigmentasi jaringan. Aldehida seperti formaldehida, glutaraldehid, dan akrolein juga dapat digunakan. Fiksatif koagulasi lainnya termasuk etanol, asam pikrat, merkuri klorida, dan kromium trioksida.
Campuran fiksasi juga digunakan, di mana ada lebih dari 2000 formula yang diterbitkan, yang paling sering adalah FAA, fiksatif dengan asam kromat, campuran Farmer dan Carnoy, antara lain.
Selama proses ini, perhatian khusus harus diberikan pada waktu fiksasi dan suhu saat proses ini dilakukan, karena proses seperti autolisis dapat dipercepat.
Oleh karena itu, dianjurkan untuk melakukannya pada suhu rendah dan pada pH yang mendekati fisiologis jaringan untuk menghindari pembentukan artifak pada jaringan yang memungkinkan kesalahan interpretasi anatomi.
Dehidrasi
Ini terdiri dari penghapusan kandungan air dari jaringan tanaman yang sebelumnya diperbaiki. Hal ini sering dilakukan dengan peningkatan gradien agen dehidrasi yang mungkin atau mungkin tidak pelarut untuk parafin, dengan parafin menjadi salah satu agen utama untuk dimasukkan.
Dehidrasi pelarut parafin dilakukan terutama dengan etanol dalam rangkaian 30, 50, 70 dan 95%.
Setelah proses ini, jaringan dipindahkan ke agen dehidrasi pelarut parafin. Secara umum, agen ini membuat jaringan tembus cahaya. Agen yang paling umum adalah xilena dan kloroform. Sebuah seri konsentrasi juga digunakan untuk reagen ini.
Infiltrasi / penyisipan jaringan dalam parafin
Operasi ini dilakukan untuk mengganti media dehidrasi dengan media infiltrasi/inklusi. Ini memberikan kekakuan yang cukup pada jaringan untuk membuat potongan tipis dan tegas, karena pengerasan sementara jaringan dan rongga yang ditimbulkannya. Bahan yang paling banyak digunakan adalah parafin histologis.
Mikrotomi
Sampel yang termasuk dalam blok parafin dipotong dengan bantuan mikrotom, yang membuat potongan cukup tipis untuk diamati di bawah mikroskop. Semua struktur morfologi dipertahankan setelah pemotongan sedemikian rupa sehingga studi jaringan difasilitasi.
Secara umum, potongannya setebal 1 hingga 30 mikron. Ada beberapa jenis mikrotom yang sering digunakan, antara lain mikrotom benchtop, beku, kriostat, mikrotom putar geser, dan ultramikrotom. Beberapa dari mereka dengan bilah khusus dengan berlian atau kaca.
pewarnaan
Bagian histologis diwarnai untuk memudahkan pengamatan dan analisis komponen seluler yang berbeda.
Pewarna dan teknik pewarnaan diterapkan tergantung pada struktur mana yang harus diamati dengan lebih mudah. Pewarna yang paling umum digunakan dalam botani adalah safranin “O”, FCF hijau cepat, hematoksilin, Oranye G, biru anilin, dan biru toluidin. Pemilihan satu pewarna atau lainnya tergantung pada afinitas ionik pewarna dengan struktur yang akan diwarnai.
Pewarnaan kontras seperti kombinasi safranin “O” dan FCF hijau cepat juga dapat digunakan. Safranin mewarnai cutin merah, dinding lignifikasi, nukleolus, kromatin dan tanin terkondensasi, dan suberin coklat kemerahan. Sementara pewarnaan FCF, dinding selulosa terlihat kebiruan dan warna hijau keunguan pada sitoplasma.
Di sisi lain, kain yang diwarnai biru toluidin berkisar dari biru tua / kemerahan hingga biru muda / merah muda.
Tes histokimia
Tes histokimia digunakan untuk mengungkapkan molekul atau keluarga molekul yang ada dalam jaringan yang dipelajari dan untuk mengevaluasi distribusi jaringan mereka ” in situ “.
Tes ini dapat dilakukan dengan menggunakan reaksi kimia untuk mendeteksi karbohidrat bebas atau terkonjugasi dan tes histokimia enzimatik di mana aktivitas enzimatik seluler terdeteksi bahkan setelah fiksasi kimia jaringan.
Produk akhir dari rangkaian teknik ini diakhiri dengan evaluasi bagian histologis yang disiapkan dengan alat mikroskop. Mikroskop pemindaian atau mikroskop transmisi dapat digunakan. Banyak dari karakter ini sangat kecil (ultrastruktural atau mikromorfologi).
Teknik lain termasuk maserasi jaringan tanaman untuk memisahkan komponennya dan mengamatinya satu per satu. Contohnya adalah maserasi jaringan seperti kayu, yang memfasilitasi pengamatan unsur trakea dan struktur lainnya dan membuat analisis terperinci tentangnya.
Referensi
- Beck, CB (2010). Pengantar struktur dan perkembangan tumbuhan: anatomi tumbuhan untuk abad kedua puluh satu . Pers Universitas Cambridge.
- Blanco, CA (Ed.). (2004). Pisau: morfologi dan anatomi eksternal . Universitas Nasional Litoral.
- Megías, M., Molist, P., & Pombal, M. (2017). Atlas histologi hewan dan tumbuhan. Jaringan sayuran. Departemen Biologi Fungsional dan Ilmu Kesehatan. Fakultas Biologi Universitas Vigo. Spanyol. 12 hal .
- Osorio, JJ (2003). Mikroskop diterapkan pada botani. Kursus teori-praktis. Bagian Akademik Ilmu Biologi . Universitas Otonom Juárez Tabasco.
- Raven, PH, Evert, RF, & Eichhorn, SE (1992). Biologi tumbuhan (Vol. 2). saya terbalik.
- Sandoval, E. (2005). Teknik yang diterapkan pada studi anatomi tumbuhan (Vol. 38). UNAM.
