GIẢI PHẪU THỰC VẬT: LỊCH SỬ, ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU, PHƯƠNG PHÁP - SINH HỌC - 2026

Các giải phẫu thực vật trong một nghĩa hẹp là nền tảng cơ bản cho việc nghiên cứu một loạt các mô thực vật, là một công cụ vô cùng quan trọng trong thực vật học và trong khoa học sinh học nói chung. Ngành học này tập trung chủ yếu vào nghiên cứu tế bào của các mô bằng kính hiển vi từ nguồn gốc đến sự phát triển của chúng.

Tất cả các mô sinh sản được nghiên cứu cùng nhau trong lĩnh vực phôi thực vật và khoa cổ thường bị loại trừ. Cách thức các tế bào được tập hợp và sắp xếp với nhau rất được quan tâm trong giải phẫu thực vật.

Nguồn: pixabay.com

Giải phẫu thực vật có liên quan chặt chẽ đến các lĩnh vực khác như sinh lý của thực vật và hình thái của chúng. Các đặc điểm quan sát được trong hầu hết các trường hợp là sự khác biệt giữa các nhóm thực vật và được sử dụng để thiết lập các mối quan hệ phát sinh loài.

Lịch sử

Ban đầu, giải phẫu thực vật cũng bao gồm nghiên cứu về hình thái của thực vật và các đặc điểm bên ngoài của chúng. Tuy nhiên, kể từ giữa thế kỷ XX, nghiên cứu giải phẫu học chỉ giới hạn trong việc nghiên cứu các cơ quan nội tạng và mô bên trong, hình thái học là một ngành riêng biệt.

Các công trình đầu tiên về giải phẫu thực vật và thực vật học, được thực hiện với sự hỗ trợ của kính hiển vi, là do Marcello Malpighi và Nehemiah Grew. Đến năm 1675, Malpighi đã xuất bản tác phẩm Anatome plantarum, nơi ông mô tả qua các hình minh họa một số cấu trúc thực vật như lỗ khí của lá.

Về phần mình, vào năm 1682, Grew đã xuất bản một công trình với các hình ảnh minh họa rất đáng tin cậy về các mô thực vật, chứng minh độ chính xác của các quan sát của ông. Tác phẩm này có tựa đề Giải phẫu thực vật.

Bắt đầu từ những năm 1960, sự phát triển của kính hiển vi thể hiện một bước tiến lớn trong tất cả các lĩnh vực giải phẫu thực vật.

Kính hiển vi và việc sử dụng nó trong giải phẫu thực vật

Việc nghiên cứu cấu trúc thực vật đã có một bước phát triển liên quan mật thiết đến sự tạo ra và tiến hóa của kính hiển vi. Kể từ khi được phát minh vào thế kỷ 17, kính hiển vi đã phát triển thành công cụ trí tuệ định hình nhiều lĩnh vực khoa học sinh học.

Một trong những lĩnh vực đầu tiên được ưa chuộng với sự phát triển của kính hiển vi là thực vật học, đặc biệt là trong nghiên cứu giải phẫu. Các nhà khoa học thực nghiệm Robert Hooke và Leeuwenhoek đã được công nhận là một trong những người đầu tiên quan sát bằng kính hiển vi và mô tả các cấu trúc khác nhau trong thế kỷ 17.

Trong các công trình của Malpighi và Grew, kính hiển vi đóng một vai trò cơ bản, cho phép phát triển hai công trình thực vật có giá trị này, đưa các nhà khoa học quan trọng của thế kỷ XVII này trở thành những người tiên phong về giải phẫu thực vật và vi mô thực vật.

Kể từ đó, nghiên cứu về giải phẫu thực vật đã được phát triển cùng với kính hiển vi. Sau này đã phát triển theo nhu cầu kiến ​​thức của con người.

Kính hiển vi hiện đang là một công cụ thiết yếu trong nghiên cứu cấu trúc thực vật, nó được sử dụng từ kính lúp đơn giản đến kính hiển vi điện tử công nghệ tiên tiến.

Giải phẫu thực vật nghiên cứu những gì?

Giải phẫu thực vật chịu trách nhiệm nghiên cứu tất cả các mô và hình thức tổ chức giống nhau, có ở thực vật. Điều này chỉ ra rằng nó đánh giá cả các mô và tổ chức tế bào bên trong và nghiên cứu các cấu trúc bên ngoài.

Trong số các cấu trúc được đánh giá là: lá, thân, vỏ, rễ, ngọn thân và rễ, mô phân sinh và mô sau khi phân hóa tế bào, sự sắp xếp tế bào trong các cơ quan, v.v.

Phương pháp và kỹ thuật

Các kỹ thuật được áp dụng để nghiên cứu giải phẫu thực vật rất đa dạng. Mỗi người trong số họ sẽ phụ thuộc vào mô hoặc cơ quan đang được nghiên cứu.

Nói chung, những chuẩn bị lâu dài cho các nghiên cứu về kính hiển vi là không thể thiếu như một nguồn thông tin sơ cấp cả trong nghiên cứu và giảng dạy. Tuy nhiên, để cố định các mẫu của các mô giải phẫu khác nhau, một loạt các kỹ thuật cơ bản phải được thực hiện để quan sát sau đó.

Loại thứ hai được áp dụng vì các mô và thành phần của chúng khó phân biệt rõ ràng nếu quan sát trực tiếp.

Tất cả thực vật đều được tạo thành từ các mô cơ bản, lớp bì, cơ bản và mạch máu giống nhau. Trong các mô này, cách thức tổ chức tế bào khác nhau rõ rệt giữa các loài thực vật và do đó, các phương pháp giải phẫu để xử lý chúng cũng khác nhau.

Nhìn chung, vật liệu thực vật được nghiên cứu phải đáp ứng một số đặc điểm nhất định, ví dụ, cấu trúc hoàn toàn khỏe mạnh và phát triển. Ngoài ra, chúng không được có các hư hỏng cấu trúc bên ngoài hoặc bên trong và màu sắc của chúng là đặc trưng của loài được nghiên cứu và mẫu vật được lấy mẫu là đại diện.

Sự cố định

Quá trình cố định nhằm mục đích bảo tồn các mô và các đặc điểm hình thái của chúng càng giống với khi mô còn sống. Điều này có thể đạt được bằng chất cố định vật lý hoặc hóa học. Được sử dụng rộng rãi nhất là các chất cố định đơn giản như etanol, metanol hoặc axeton, cố định bằng cách khử nước.

Chúng hoạt động rất tốt đối với các mẫu nhỏ và thậm chí có thể bảo tồn sắc tố mô. Aldehyde như formaldehyde, glutaraldehyde, và acrolein cũng có thể được sử dụng. Các chất cố định đông tụ khác bao gồm etanol, axit picric, clorua thủy ngân và crom trioxit.

Các hỗn hợp cố định cũng được sử dụng, trong đó có hơn 2000 công thức được công bố, phổ biến nhất là FAA, chất cố định với axit cromic, hỗn hợp Farmer và Carnoy, trong số những loại khác.

Luôn luôn trong quá trình này, phải đặc biệt chú ý đến thời gian cố định và nhiệt độ mà nó được thực hiện, vì các quá trình như tự phân có thể được đẩy nhanh.

Do đó, nên thực hiện nó ở nhiệt độ thấp và ở độ pH gần với sinh lý của mô để tránh sự hình thành các hiện vật trong mô khiến bản thân hiểu sai về mặt giải phẫu.

Mất nước

Nó bao gồm việc loại bỏ hàm lượng nước của các mô thực vật đã cố định trước đó. Điều này thường được thực hiện với độ dốc tăng dần của các chất khử nước có thể là dung môi hoặc không thể là dung môi cho parafin, với parafin là một trong những tác nhân chính cần bao gồm.

Quá trình khử dung môi của parafin được thực hiện chủ yếu bằng etanol trong một loạt 30, 50, 70 và 95%.

Sau quá trình này, các mô được chuyển sang chất khử nước dung môi parafin. Các tác nhân này thường làm cho các mô trong mờ. Các tác nhân phổ biến nhất là xylene và chloroform. Một loạt nồng độ cũng được sử dụng cho các thuốc thử này.

Sự xâm nhập / nhúng các mô trong parafin

Hoạt động này được thực hiện để thay thế môi trường khử nước bằng môi trường thấm / đưa vào. Điều này cung cấp cho mô đủ độ cứng để tạo ra các vết cắt mỏng và chắc, do sự cứng tạm thời của các mô và khoang mà nó xuất hiện. Vật liệu được sử dụng rộng rãi nhất là parafin mô học.

Microtomy

Các mẫu trong các khối parafin được cắt nhỏ với sự hỗ trợ của một microtome, giúp các vết cắt đủ mỏng để có thể quan sát được dưới kính hiển vi. Tất cả các cấu trúc hình thái được bảo tồn sau khi cắt theo cách mà việc nghiên cứu mô được thuận lợi.

Nói chung, các vết cắt dày từ 1 đến 30 micron. Có một số loại microtome thường được sử dụng, bao gồm microtome để bàn, đông lạnh, cryostat, xoay trượt và ultramicrotome. Một số trong số chúng với kim cương hoặc lưỡi thủy tinh chuyên dụng.

Nhuộm màu

Các phần mô học được nhuộm màu để thuận tiện cho việc quan sát và phân tích các thành phần tế bào khác nhau.

Thuốc nhuộm và kỹ thuật nhuộm màu được áp dụng tùy thuộc vào cấu trúc nào sẽ được quan sát dễ dàng hơn. Thuốc nhuộm phổ biến nhất được sử dụng trong thực vật học là safranin "O", FCF xanh lục nhanh, hematoxylin, Orange G, xanh anilin và xanh toluidine. Việc lựa chọn thuốc nhuộm này hay thuốc nhuộm khác phụ thuộc vào ái lực ion của thuốc nhuộm với cấu trúc cần nhuộm.

Cũng có thể sử dụng các vết bẩn tương phản như sự kết hợp giữa safranin "O" và FCF xanh nhanh. Safranin nhuộm màu đỏ cutin, vách hóa lỏng, nucleoli, chất nhiễm sắc và tannin ngưng tụ, và suberin màu nâu đỏ. Trong khi FCF nhuộm các thành xenlulô trông hơi xanh và màu xanh tía đối với tế bào chất.

Mặt khác, các loại vải nhuộm màu xanh toluidine có màu từ xanh đậm / hơi đỏ đến xanh nhạt / hồng.

Xét nghiệm mô hóa

Các xét nghiệm mô hóa được sử dụng để tiết lộ các phân tử hoặc họ của các phân tử có trong mô được nghiên cứu và đánh giá sự phân bố mô của chúng "tại chỗ".

Các xét nghiệm này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng các phản ứng hóa học để phát hiện các carbohydrate tự do hoặc liên hợp và các xét nghiệm mô hóa enzym trong đó hoạt động enzym tế bào được phát hiện ngay cả sau khi cố định hóa học của mô.

Sản phẩm cuối cùng của bộ kỹ thuật này kết thúc với việc đánh giá phần mô học được chuẩn bị bằng các công cụ kính hiển vi. Có thể sử dụng kính hiển vi quang học hoặc điện tử, quét hoặc truyền. Nhiều ký tự trong số này rất nhỏ (siêu cấu trúc hoặc vi hình).

Các kỹ thuật khác bao gồm đánh dấu các mô thực vật để tách các thành phần của chúng và quan sát chúng riêng lẻ. Một ví dụ về điều này là việc đánh dấu các mô như gỗ, điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc quan sát các thành phần khí quản và các cấu trúc khác và phân tích chi tiết chúng.

Người giới thiệu

1. Beck, CB (2010). Giới thiệu về cấu trúc và sự phát triển của thực vật: giải phẫu thực vật trong thế kỷ XXI. Nhà xuất bản Đại học Cambridge.
2. Blanco, CA (Ed.). (2004). Phiến: hình thái bên ngoài và giải phẫu. Đại học Nac Del Litoral.
3. Megías, M., Molist, P., & Pombal, M. (2017). Tập bản đồ mô học động thực vật. Rau mô. Khoa Sinh học Chức năng và Khoa học Sức khỏe. Khoa Sinh học Đại học Vigo. Tây Ban Nha. 12 trang.
4. Osorio, JJ (2003). Kính hiển vi áp dụng cho thực vật học. Khóa học lý thuyết - thực hành. Bộ phận Học thuật Khoa học Sinh học. Đại học Tabasco tự trị Juárez.
5. Raven, PH, Evert, RF, & Eichhorn, SE (1992). Sinh học thực vật (Tập 2). Tôi đã đảo ngược.
6. Sandoval, E. (2005). Các kỹ thuật áp dụng trong nghiên cứu giải phẫu thực vật (Quyển 38). UNAM.