Anatomia vegetal: história, objeto de estudo, métodos - Ciência - 2023

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o anatomia vegetal Em sentido estrito, é a base fundamental para o estudo de uma grande variedade de tecidos vegetais, sendo uma ferramenta de grande importância na botânica e nas ciências biológicas em geral. Esta disciplina se concentra principalmente no estudo celular de tecidos por microscopia desde sua origem até seu desenvolvimento.

Todos os tecidos reprodutivos que são estudados juntos no campo da embriologia vegetal e palinologia são frequentemente excluídos. A maneira como as células são reunidas e organizadas umas com as outras é de grande interesse na anatomia vegetal.

A anatomia vegetal está intimamente relacionada a outras áreas, como a fisiologia das plantas e sua morfologia. As características observadas na maioria dos casos são diferenciais entre grupos de plantas e são utilizadas para estabelecer relações filogenéticas.

História

Em seus primórdios, a anatomia vegetal também incluiu o estudo da morfologia das plantas e suas características externas. No entanto, desde meados do século XX, os estudos de anatomia têm se restringido exclusivamente ao estudo de órgãos internos e tecidos internos, sendo a morfologia uma disciplina separada.

Os primeiros trabalhos sobre anatomia vegetal e botânica, realizados com o auxílio do microscópio, são de Marcello Malpighi e Nehemiah Grew. Em 1675, Malpighi publicou seu trabalho Anatome plantarum, onde descreve por meio de ilustrações algumas estruturas vegetais como os estômatos das folhas.

Por sua vez, em 1682 Grew publicou um trabalho com ilustrações muito confiáveis sobre tecidos vegetais, que demonstram a precisão de suas observações. Este trabalho foi intitulado A anatomia das plantas.

A partir da década de 1960, o desenvolvimento da microscopia foi um grande avanço em todas as áreas da anatomia vegetal.

Microscopia e seu uso na anatomia vegetal

O estudo das estruturas das plantas teve um desenvolvimento intimamente relacionado à criação e evolução da microscopia. Desde sua invenção no século 17, os microscópios evoluíram para a ferramenta intelectual que moldou muitas áreas da ciência biológica.

Uma das primeiras áreas a ser favorecida com o desenvolvimento da microscopia foi a botânica, principalmente no estudo anatômico. Os cientistas experimentais Robert Hooke e Leeuwenhoek foram reconhecidos como um dos primeiros a olhar ao microscópio e descrever várias estruturas durante o século XVII.

Nas obras de Malpighi e Grew, a microscopia teve papel fundamental, permitindo o desenvolvimento dessas duas valiosas obras botânicas, tornando esses importantes cientistas do século XVII os pioneiros da anatomia vegetal e da micrografia botânica.

Desde então, o estudo da anatomia vegetal vem se desenvolvendo em conjunto com a microscopia. Este último estava evoluindo de acordo com as necessidades de conhecimento do homem.

A microscopia é atualmente uma ferramenta essencial no estudo das estruturas das plantas, onde é usada desde simples lupas até microscópios eletrônicos de tecnologia avançada.

O que a anatomia vegetal estuda?

A anatomia vegetal é responsável pelo estudo de todos os tecidos e formas de organização dos mesmos, presentes nas plantas. Isso indica que avalia tanto os tecidos como a organização celular interna e o estudo das estruturas externas.

Dentre as estruturas avaliadas estão: folhas, caules, cascas, raízes, pontas do caule e raízes, meristemas e tecidos após diferenciação celular, arranjo celular em órgãos, entre outros.

Métodos e técnicas

As técnicas aplicadas ao estudo da anatomia das plantas são muito variadas. Cada um deles dependerá do tecido ou órgão que está sendo estudado.

Em geral, preparações permanentes para estudos microscópicos são indispensáveis como fonte de informações elementares tanto na pesquisa quanto no ensino. Porém, para a fixação de amostras de diversos tecidos anatômicos, uma série de técnicas básicas deve ser executada para sua posterior observação.

Os últimos são aplicados porque os tecidos e seus componentes são difíceis de diferenciar claramente com observações diretas.

Todas as plantas são constituídas pelos mesmos tecidos básico, dérmico, fundamental e vascular. Dentro desses tecidos, a forma como as células são organizadas difere marcadamente entre as plantas e, portanto, os métodos anatômicos para processá-las são diferentes.

Em geral, o material botânico a ser estudado deve atender a certas características, por exemplo, que as estruturas sejam completamente saudáveis e desenvolvidas. Além disso, não devem apresentar danos estruturais externos ou internos e sua coloração é típica das espécies estudadas e o exemplar de que são retiradas as amostras é representativo.

Fixação

O processo de fixação visa preservar os tecidos e suas características morfológicas o mais semelhantes possível a quando o tecido estava vivo. Isso pode ser conseguido com fixadores físicos ou químicos. Os mais usados são fixadores simples, como etanol, metanol ou acetona, que fixam por desidratação.

Eles funcionam muito bem para pequenas amostras e podem até preservar a pigmentação do tecido. Aldeídos como formaldeído, glutaraldeído e acroleína também podem ser usados. Outros fixadores coagulantes incluem etanol, ácido pícrico, cloreto de mercúrio e trióxido de cromo.

Também são utilizadas misturas fixadoras, das quais existem mais de 2.000 fórmulas publicadas, sendo as mais frequentes FAA, fixadores com ácido crômico, misturas Farmer e Carnoy, entre outros.

Sempre durante este processo, cuidados especiais devem ser tomados com o tempo de fixação e a temperatura em que é feita, pois processos como a autólise podem ser acelerados.

Portanto, recomenda-se realizá-lo em baixas temperaturas e em pH próximo ao fisiológico do tecido para evitar a formação de artefatos nos tecidos que se prestem a interpretações anatômicas equivocadas.

Desidratação

Consiste na eliminação do teor de água dos tecidos vegetais previamente fixados. Isso geralmente é feito com um gradiente crescente de agentes desidratantes que podem ou não ser solventes para a parafina, sendo a parafina um dos principais agentes a serem incluídos.

A desidratação por solvente da parafina é realizada principalmente com etanol em séries de 30, 50, 70 e 95%.

Após esse processo, os tecidos são transferidos para um agente desidratante solvente de parafina. Em geral, esses agentes tornam os tecidos translúcidos. Os agentes mais comuns são o xileno e o clorofórmio. Uma série de concentração também é usada para esses reagentes.

Infiltração / incorporação de tecidos em parafina

Esta operação é realizada para substituir o meio de desidratação pelo meio de infiltração / inclusão. Isso confere ao tecido rigidez suficiente para realizar cortes finos e firmes, devido ao endurecimento temporário dos tecidos e cavidades que apresenta. O material mais utilizado é a parafina histológica.

Microtomia

As amostras incluídas nos blocos de parafina são seccionadas com o auxílio de um micrótomo, que torna os cortes finos o suficiente para serem observados ao microscópio. Todas as estruturas morfológicas são preservadas após o corte de forma que o estudo do tecido seja facilitado.

Em geral, os cortes têm de 1 a 30 mícrons de espessura. Existem vários tipos de micrótomo que são usados com freqüência, incluindo o micrótomo de mesa, congelamento, criostato, rotação de lâmina e ultramicrótomo. Alguns deles com lâminas de diamante ou vidro especializadas.

Coloração

Os cortes histológicos são corados para facilitar a observação e análise dos diferentes componentes celulares.

Os corantes e técnicas de coloração são aplicados dependendo de quais estruturas devem ser observadas com mais facilidade. Os corantes mais comuns usados na botânica são safranina "O", verde rápido FCF, hematoxilina, Orange G, azul de anilina e azul de toluidina. A seleção de um corante ou outro depende da afinidade iônica do corante com a estrutura a ser tingida.

Colorações de contraste, como a combinação de safranina "O" e FCF verde rápido também podem ser usadas. A safranina cora a cutina de vermelho, paredes lignificadas, nucléolos, cromatina e taninos condensados, e suberina marrom-avermelhada. Enquanto o FCF cora as paredes celulósicas parecem azuladas e um tom verde arroxeado no citoplasma.

Por outro lado, os tecidos tingidos com azul de toluidina variam do azul escuro / avermelhado ao azul claro / rosa.

Testes histoquímicos

Os testes histoquímicos são usados para revelar moléculas ou famílias de moléculas presentes no tecido estudado e avaliar sua distribuição nos tecidos "no local”.

Esses testes podem ser realizados por meio de reações químicas para detectar carboidratos livres ou conjugados e testes histoquímicos enzimáticos nos quais a atividade enzimática celular é detectada mesmo após a fixação química do tecido.

O produto final deste conjunto de técnicas termina com a avaliação do corte histológico preparado com ferramentas de microscopia. Podem ser usados microscópios de varredura ou de transmissão. Muitos desses caracteres são muito pequenos (ultraestruturais ou micromorfológicos).

Outras técnicas incluem a maceração de tecidos vegetais para separar seus componentes e observá-los individualmente. Um exemplo disso é a maceração de tecidos como a madeira, o que facilita a observação de elementos traqueais e outras estruturas e fazer uma análise detalhada dos mesmos.

Referências

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