ANATOMIA VEGETALE: STORIA, OGGETTO DI STUDIO, METODI - BIOLOGIA - 2025

L' anatomia delle piante in senso stretto, è la base fondamentale per lo studio di una grande varietà di tessuti vegetali, essendo uno strumento di grande importanza in botanica e nelle scienze biologiche in generale. Questa disciplina si concentra principalmente sullo studio cellulare dei tessuti mediante microscopia dalla loro origine al loro sviluppo.

Tutti i tessuti riproduttivi studiati insieme nel campo dell'embriologia vegetale e della palinologia sono spesso esclusi. Il modo in cui le cellule vengono messe insieme e disposte tra loro è di grande interesse per l'anatomia delle piante.

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L'anatomia delle piante è strettamente correlata ad altre aree come la fisiologia delle piante e la loro morfologia. Le caratteristiche osservate nella maggior parte dei casi sono differenziali tra gruppi di piante e vengono utilizzate per stabilire relazioni filogenetiche.

Storia

All'inizio l'anatomia vegetale comprendeva anche lo studio della morfologia delle piante e delle loro caratteristiche esterne. Tuttavia, dalla metà del XX secolo, gli studi di anatomia si sono limitati esclusivamente allo studio degli organi interni e dei tessuti interni, essendo la morfologia una disciplina separata.

I primi lavori di anatomia vegetale e botanica, eseguiti con l'ausilio del microscopio, si devono a Marcello Malpighi e Nehemiah Grew. Nel 1675 Malpighi aveva pubblicato la sua opera Anatome plantarum, dove descrive attraverso illustrazioni alcune strutture vegetali come gli stomi delle foglie.

Da parte sua, entro l'anno 1682 Grew pubblicò un'opera con illustrazioni molto affidabili sui tessuti vegetali, che dimostrano l'accuratezza delle sue osservazioni. Questo lavoro è stato intitolato L'anatomia delle piante.

A partire dagli anni '60, lo sviluppo della microscopia ha rappresentato un grande progresso in tutti i settori dell'anatomia vegetale.

Microscopia e suo utilizzo nell'anatomia vegetale

Lo studio delle strutture vegetali ha avuto uno sviluppo strettamente correlato alla creazione ed evoluzione della microscopia. Dalla loro invenzione nel 17 ° secolo, i microscopi si sono evoluti nello strumento intellettuale che ha plasmato molte aree della scienza biologica.

Una delle prime aree da privilegiare con lo sviluppo della microscopia è stata la botanica, soprattutto nello studio anatomico. Gli scienziati sperimentali Robert Hooke e Leeuwenhoek sono stati riconosciuti come uno dei primi ad osservare microscopicamente e descrivere varie strutture durante il 17 ° secolo.

Nell'opera di Malpighi e Grew la microscopia ha giocato un ruolo fondamentale, permettendo lo sviluppo di queste due preziose opere botaniche, facendo di questi importanti scienziati del XVII secolo i pionieri dell'anatomia vegetale e della micrografia botanica.

Da allora, lo studio dell'anatomia vegetale è stato sviluppato insieme alla microscopia. Quest'ultimo si stava evolvendo secondo le esigenze di conoscenza dell'uomo.

La microscopia è attualmente uno strumento essenziale nello studio delle strutture vegetali, dove viene utilizzata dalle semplici lenti d'ingrandimento ai microscopi elettronici di tecnologia avanzata.

Cosa studia l'anatomia delle piante?

L'anatomia vegetale è responsabile dello studio di tutti i tessuti e delle forme di organizzazione degli stessi, presenti nelle piante. Ciò indica che valuta sia i tessuti e l'organizzazione cellulare interna sia lo studio delle strutture esterne.

Tra le strutture valutate ci sono: foglie, steli, cortecce, radici, steli e punte delle radici, meristemi e tessuti dopo la differenziazione cellulare, disposizione delle cellule negli organi, tra gli altri.

Metodi e tecniche

Le tecniche applicate allo studio dell'anatomia delle piante sono molto varie. Ciascuno di loro dipenderà dal tessuto o dall'organo che viene studiato.

In generale, i preparativi permanenti per gli studi microscopici sono indispensabili come fonte di informazioni elementari sia nella ricerca che nell'insegnamento. Tuttavia, per la fissazione di campioni di vari tessuti anatomici, è necessario eseguire una serie di tecniche di base per la loro successiva osservazione.

Questi ultimi vengono applicati perché i tessuti e le loro componenti sono difficili da differenziare chiaramente con osservazioni dirette.

Tutte le piante sono costituite dagli stessi tessuti di base, dermico, fondamentale e vascolare. All'interno di questi tessuti, il modo in cui le cellule sono organizzate differisce notevolmente tra le piante e, quindi, i metodi anatomici per elaborarli sono diversi.

In generale, il materiale botanico da studiare deve soddisfare determinate caratteristiche, ad esempio, che le strutture siano completamente sane e sviluppate. Inoltre non devono presentare danni strutturali esterni o interni e la loro colorazione è tipica della specie studiata e che l'esemplare da cui vengono prelevati sia rappresentativo.

Fissazione

Il processo di fissazione cerca di preservare i tessuti e le loro caratteristiche morfologiche il più possibile simili a quando il tessuto era vivo. Ciò può essere ottenuto con fissativi fisici o chimici. I più utilizzati sono fissativi semplici come etanolo, metanolo o acetone, che si fissano per disidratazione.

Funzionano molto bene per piccoli campioni e possono anche preservare la pigmentazione dei tessuti. Possono essere utilizzate anche aldeidi come formaldeide, glutaraldeide e acroleina. Altri fissativi coagulanti includono etanolo, acido picrico, cloruro di mercurio e triossido di cromo.

Vengono anche utilizzate miscele di fissaggio, di cui esistono più di 2000 formule pubblicate, la più frequente delle quali è FAA, fissativi con acido cromico, miscele Farmer e Carnoy, tra le altre.

Sempre durante questo processo, è necessario prestare particolare attenzione al tempo di fissazione e alla temperatura alla quale viene eseguito, poiché processi come l'autolisi possono essere accelerati.

Pertanto, si consiglia di eseguirlo a basse temperature e ad un pH prossimo a quello fisiologico del tessuto per evitare la formazione di artefatti nei tessuti che si prestano a fraintendimenti anatomici.

Disidratazione

Consiste nell'eliminazione del contenuto d'acqua dei tessuti vegetali precedentemente fissati. Ciò viene spesso fatto con un gradiente crescente di agenti disidratanti che possono o meno essere solventi paraffinici, con la paraffina come uno degli agenti principali da includere.

La disidratazione con solvente della paraffina viene effettuata principalmente con etanolo in una serie del 30, 50, 70 e 95%.

Dopo questo processo, i tessuti vengono trasferiti a un agente disidratante solvente paraffinico. Questi agenti generalmente rendono i tessuti traslucidi. Gli agenti più comuni sono lo xilene e il cloroformio. Per questi reagenti viene utilizzata anche una serie di concentrazioni.

Infiltrazione / inclusione di tessuti in paraffina

Questa operazione viene eseguita al fine di sostituire il mezzo di disidratazione con il mezzo di infiltrazione / inclusione. Ciò conferisce al tessuto una rigidità sufficiente per eseguire tagli sottili e sodi, a causa del temporaneo indurimento dei tessuti e delle cavità che presenta. Il materiale più utilizzato è la paraffina istologica.

Microtomia

I campioni inclusi nei blocchi di paraffina vengono sezionati con l'aiuto di un microtomo, che rende i tagli abbastanza sottili da essere osservati al microscopio. Tutte le strutture morfologiche vengono preservate dopo il taglio in modo tale da facilitare lo studio del tessuto.

In generale, i tagli hanno uno spessore compreso tra 1 e 30 micron. Esistono diversi tipi di microtomo che vengono utilizzati di frequente, inclusi il microtomo da tavolo, il congelamento, il criostato, la rotazione del vetrino e l'ultramicrotomo. Alcuni di loro con speciali lame diamantate o di vetro.

colorazione

Le sezioni istologiche vengono colorate per facilitare l'osservazione e l'analisi delle diverse componenti cellulari.

I coloranti e le tecniche di colorazione vengono applicati a seconda delle strutture che si vogliono osservare più facilmente. I coloranti più comuni utilizzati in botanica sono safranina "O", verde rapido FCF, ematossilina, arancio G, blu anilina e blu toluidina. La scelta di un colorante o di un altro dipende dall'affinità ionica del colorante con la struttura da tingere.

È possibile utilizzare anche coloranti a contrasto come la combinazione di safranina "O" e verde rapido FCF. La safranina colora il rosso della cutina, le pareti lignificate, i nucleoli, la cromatina e i tannini condensati e la suberina bruno-rossastra. Mentre FCF macchia le pareti cellulosiche sembrano bluastre e un tono verde violaceo al citoplasma.

D'altra parte, i tessuti tinti in blu toluidina vanno dal blu scuro / rossastro all'azzurro / rosa.

Test istochimici

I test istochimici vengono utilizzati per rivelare molecole o famiglie di molecole presenti nel tessuto studiato e valutare la loro distribuzione tissutale "in situ".

Questi test possono essere eseguiti utilizzando reazioni chimiche per rilevare carboidrati liberi o coniugati e test istochimici enzimatici in cui viene rilevata l'attività enzimatica cellulare anche dopo la fissazione chimica del tessuto.

Il prodotto finale di questo insieme di tecniche si conclude con la valutazione della sezione istologica preparata con strumenti di microscopia. È possibile utilizzare microscopi ottici o elettronici, sia a scansione che a trasmissione. Molti di questi caratteri sono molto piccoli (ultrastrutturali o micromorfologici).

Altre tecniche includono la macerazione dei tessuti vegetali per separarne i componenti e osservarli singolarmente. Un esempio di ciò è la macerazione di tessuti come il legno, che facilita l'osservazione degli elementi tracheali e di altre strutture e ne fa un'analisi dettagliata.

Riferimenti

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