Что изучает анатомия растений
Анатомия растений
Анато́мия расте́ний (гистология растений) — наука о внутреннем строении растительных тканей, их происхождении, закономерностях развития и размещения в отдельных органах. Анатомия растений тесно связана с исследованиями микроскопического (клеточного) строения, а также с физиологией растений. Из анатомии растений выделена отдельная дисциплина — цитология растений, изучающая структуру растительной клетки.
Содержание
История науки
Ещё около 300 г. до н. э. «отец ботаники» Теофраст разработал концепцию морфологии и классификации растений.
Анатомия растений развивалась вместе с усовершенствованием микроскопической техники. Основоположники анатомии растений — М. Мальпиги (1675—79) и Н. Грю (1682), независимо один от другого, описали основные типы растительных тканей. Лишь в 1812 г. И. Мольденхавер окончательно доказал, что растительные ткани построены из клеток.
Прикладное значение
Данные анатомии растений широко используют в систематике и растениеводстве.
См. также
Литература
Примечания
Ссылки
Полезное
Смотреть что такое «Анатомия растений» в других словарях:
АНАТОМИЯ РАСТЕНИЙ — АНАТОМИЯ РАСТЕНИЙ, отдел ботаники, изучающий микроскопическое строение растений. А. р. почти всецело соответствует гистологии животных и могла зародиться только после изобретения микроскопа, впервые примененного к исследованию растений Р. Гуком… … Большая медицинская энциклопедия
АНАТОМИЯ РАСТЕНИЙ — раздел ботаники (точнее, морфологии растений), изучающий внутр. строение растений. Возникновение А. р. связано с изобретением микроскопа и работами М. Мальпиги и Н. Грю, к рые впервые провели полное микроскопич. изучение растит, объектов (кон. 17 … Биологический энциклопедический словарь
анатомия растений — сущ., кол во синонимов: 1 • фитотомия (1) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
Анатомия растений — раздел ботаники, изучающий внутреннее строение растений. А. р. представляет собой часть более общей ботанической дисциплины морфологии растений (См. Морфология растений), понимаемой в широком смысле, и изучает микроскопическое строение… … Большая советская энциклопедия
анатомия растений — анатомия растений, фитотомия, наука о внутреннем строении растений, раздел ботаники. Её возникновение относится к XVII в. и связано с именами английских учёных М. Мальпиги и Н. Грго, опубликовавших в 16751679 первые труды по… … Сельское хозяйство. Большой энциклопедический словарь
Анатомия растений — А. ( рассечение ) растений является отраслью знания, не вполне соответствующей понятию об А. животных. Дело в том, что при рассечении растений мы, как правило, не находим внутри их тела обособленных органов, изучение которых и составляет главным… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
АНАТОМИЯ РАСТЕНИЙ — раздел ботаники, посвященный изучению внешнего и внутреннего строения растений. Основной объект этой науки т.н. сосудистые растения, обладающие специализированной водопроводящей тканью ксилемой. К ним относятся плауны, хвощи, папоротники,… … Энциклопедия Кольера
АНАТОМИЯ РАСТЕНИЙ — фитотомия, наука о внутр. строении р ний, раздел ботаники. Её возникновение относится к 17 в. и связано с именами англ. учёных М. Мальпиги и Н. Грю, опубликовавших в 1675 79 первые труды по микроскопич. изучению р ний. А. р. изучает структуру… … Сельско-хозяйственный энциклопедический словарь
анатомия растений — Синонимы: микроморфология растений наука, изучающая строение растений на клеточном и тканевом уровнях … Анатомия и морфология растений
АНАТОМИЯ РАСТЕНИЙ — раздел ботаники, изучающий внутреннее микроскопическое строение тела растения. Учение о строении растительных тканей, органов, закономерностей их происхождения и развития … Словарь ботанических терминов
АНАТОМИЯ РАСТЕНИЙ
Полезное
Смотреть что такое «АНАТОМИЯ РАСТЕНИЙ» в других словарях:
АНАТОМИЯ РАСТЕНИЙ — АНАТОМИЯ РАСТЕНИЙ, отдел ботаники, изучающий микроскопическое строение растений. А. р. почти всецело соответствует гистологии животных и могла зародиться только после изобретения микроскопа, впервые примененного к исследованию растений Р. Гуком… … Большая медицинская энциклопедия
АНАТОМИЯ РАСТЕНИЙ — раздел ботаники (точнее, морфологии растений), изучающий внутр. строение растений. Возникновение А. р. связано с изобретением микроскопа и работами М. Мальпиги и Н. Грю, к рые впервые провели полное микроскопич. изучение растит, объектов (кон. 17 … Биологический энциклопедический словарь
анатомия растений — сущ., кол во синонимов: 1 • фитотомия (1) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
Анатомия растений — Раздел ботаники Анатомия растений Объекты исследования … Википедия
Анатомия растений — раздел ботаники, изучающий внутреннее строение растений. А. р. представляет собой часть более общей ботанической дисциплины морфологии растений (См. Морфология растений), понимаемой в широком смысле, и изучает микроскопическое строение… … Большая советская энциклопедия
анатомия растений — анатомия растений, фитотомия, наука о внутреннем строении растений, раздел ботаники. Её возникновение относится к XVII в. и связано с именами английских учёных М. Мальпиги и Н. Грго, опубликовавших в 16751679 первые труды по… … Сельское хозяйство. Большой энциклопедический словарь
Анатомия растений — А. ( рассечение ) растений является отраслью знания, не вполне соответствующей понятию об А. животных. Дело в том, что при рассечении растений мы, как правило, не находим внутри их тела обособленных органов, изучение которых и составляет главным… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
АНАТОМИЯ РАСТЕНИЙ — фитотомия, наука о внутр. строении р ний, раздел ботаники. Её возникновение относится к 17 в. и связано с именами англ. учёных М. Мальпиги и Н. Грю, опубликовавших в 1675 79 первые труды по микроскопич. изучению р ний. А. р. изучает структуру… … Сельско-хозяйственный энциклопедический словарь
анатомия растений — Синонимы: микроморфология растений наука, изучающая строение растений на клеточном и тканевом уровнях … Анатомия и морфология растений
АНАТОМИЯ РАСТЕНИЙ — раздел ботаники, изучающий внутреннее микроскопическое строение тела растения. Учение о строении растительных тканей, органов, закономерностей их происхождения и развития … Словарь ботанических терминов
АНАТОМИЯ РАСТЕНИЙ
АНАТОМИЯ РАСТЕНИЙ, раздел ботаники, посвященный изучению внешнего и внутреннего строения растений.
Основной объект этой науки – т.н. сосудистые растения, обладающие специализированной водопроводящей тканью – ксилемой. К ним относятся плауны, хвощи, папоротники, голосеменные и покрытосеменные (цветковые) растения.
Исторический аспект.
Первые анатомические описания растений встречаются в трудах Теофраста (3 в. до н.э.). Он различал такие структурные части, как корень, стебель, ветвь, цветок и плод, а главными растительными тканями считал кору, древесину и сердцевину. Эти представления в общих чертах сохранились до сегодняшнего дня. Когда Р.Гук в 1665 с помощью сконструированного им микроскопа открыл клетку, это создало новые возможности для изучения анатомии растений.
Н.Грю в 1682 в своей прекрасно иллюстрированной работе описал микроскопическое строение различных растительных структур, усмотрев в нем сходство с переплетением нитей в ткани. Х.фон Моль в 1831 проследил ход проводящих пучков в стеблях, корнях и листьях. К.Санио в 1863 выяснил происхождение камбия и показал, каким образом ежегодно образуется новый цилиндр ксилемы и флоэмы (ткани, по которой в растении транспортируются органические вещества). В 1877 Антон де Бари опубликовал свой классический труд Сравнительная анатомия вегетативных органов явнобрачных и папоротников (Vergleichende Anatomie der Vegetationsorgane der Phanerogamen und Farne), в котором суммировал весь накопившийся к тому времени материал по этому вопросу.
В 20 в. развитие анатомии растений шло особенно бурными темпами и было неразрывно связано с общим прогрессом биологических наук, обусловленным появлением новых методов исследования.
При чрезвычайном внешнем разнообразии растений их клетки имеют сходное устройство. Чтобы понять внутреннее строение организма, необходимо познакомиться с общей организацией его клеток и с особенностями различных их типов.
Клетка.
Растительная клетка состоит из студенистой протоплазмы, окруженной жесткой оболочкой (клеточной стенкой), а последняя – главным образом из секретируемых протоплазмой целлюлозы и пектиновых веществ. Во многих клетках после завершения их роста на внутренней стороне исходной (первичной) клеточной стенки откладывается т.н. вторичная. Протоплазма – это смесь воды, белков, сахаров, жиров, кислот, солей и многих других веществ. Распределенные в правильных соотношениях по различным частям клетки, они обеспечивают протекание биохимических процессов, т.е. жизненных функций. Под микроскопом видно, что протоплазма подразделяется на ядро и цитоплазму, в которой находятся пластиды. Ядро – это более или менее сферическое тельце, окруженное двойной мембраной. Оно координирует химические процессы в клетке и содержит ее наследственный материал. Цитоплазма – вязкое вещество, содержащее сложную сеть структур и более крупные образования, в т.ч. свойственные только растениям пластиды. В бесцветных пластидах (лейкопластах) запасаются питательные вещества, в зеленых (хлоропластах) идет фотосинтез сахаров. В старых клетках центральную часть занимает вакуоль – окруженное мембраной скопление водянистой жидкости, в которой растворены различные вещества. При этом протоплазма оттеснена на периферию в виде тонкого слоя, примыкающего к клеточной стенке. От клеток с описанным выше строением ведут свое происхождение все прочие их типы, встречающиеся в растениях.
Ткани.
Растительный организм подразделяется на специализированные зоны, или части, особенности которых определяются типами и взаиморасположением клеток, входящих в их состав. Такие участки называются тканями. Согласно классическому определению, ткани различаются происхождением, структурой и функциями. Однако они не всегда четко отграничены друг от друга, не обязательно однородны, а их функции могут частично совпадать. Это чрезвычайно затрудняет классификацию тканей, поэтому в наше время все чаще говорят просто о различных зонах растения. В таком топографическом смысле на поперечном срезе стебля и корня сосудистого растения от периферии к центру обычно можно различить следующие концентрические зоны: эпидермис (эпидерму), кору, проводящий цилиндр и (часто) центральную сердцевину.
Корень
– это безлистная часть растения, поглощающая из почвы (или другой среды) воду с растворенными в ней питательными веществами, удерживающая его в субстрате, а иногда служащая главным запасающим органом, например у моркови или свеклы. Топографически в нем четко видны эпидермис, кора и стела (осевой, или центральный, цилиндр); они растут в результате деления и дифференцировки клеток апикальной (верхушечной) меристемы. Меристемами называют группы клеток, сохраняющие способность к делению и образованию специализированных клеток (уже не делящихся). Апикальная меристема отделяет с поверхности корневой чехлик, предохраняющий ее от механических повреждений в ходе продвижения кончика корня сквозь почву. Деление, рост и дифференцировка клеток – это последовательные процессы, которые позволяют различать по вертикали следующие зоны: корневой чехлик, апикальную меристему, зону растяжения и зону созревания. В них прослеживаются различные стадии формирования эпидермиса, коры и стелы. Непосредственно над зоной растяжения эпидермальные клетки образуют длинные цилиндрические выросты – корневые волоски. Они увеличивают всасывающую поверхность корня.
Стела
состоит из первичной ксилемы и первичной флоэмы, начало которым дает апикальная меристема. Ксилема находится ближе к центру и образует радиально уплощенные лучи, которые чередуются с тяжами флоэмы. Сердцевина в корнях по большей части отсутствует, но у однодольных встречается чаще, чем у двудольных. Боковые корни закладываются в слое меристематических клеток (перицикле) на поверхности стелы и пробивают себе путь наружу через кору. В корнях, способных расти в толщину (вторично утолщаться), между ксилемой и флоэмой развивается слой вторичной меристемы – камбия. Деление и дифференцировка его клеток дают вторичную ксилему (с внутренней стороны) и вторичную флоэму (с наружной). При усиленном росте в толщину эпидермис и кора разрываются и отмирают. К этому моменту во внутренней части первичной коры, перецикле или вторичной флоэме закладывается пробковый камбий (феллоген), образующий вокруг корня защитный слой пробки.
Стебель
– это осевая часть растения, которая несет листья и репродуктивные органы. Он служит опорой надземным органам, обеспечивает поступление в них воды, а также транспорт синтезированных питательных веществ к корням и в другие места, где используются эти соединения. Стебли могут быть зелеными, как у кактусов, т.е. способными к фотосинтезу. Важную роль они играют и в запасании питательных веществ, а нередко служат для вегетативного размножения, например у сахарного тростника или картофеля.
Апикальная меристема.
Верхушка стебля прикрыта, как колпачком, массой делящихся недифференцированных клеток – апикальной меристемой, образующей конус нарастания. Здесь возникают зачатки листьев, которые сначала черепицеобразно налегают друг на друга. Постепенно промежутки между последовательно появляющимися листьями, растягиваясь, превращаются в междоузлия, а те места, где листья отходят от зрелого стебля, становятся узлами.
Стела
изучена лучше, чем любая другая часть растения. Различают два основных ее типа. Протостела состоит из сплошного тяжа ксилемы, окруженного флоэмой; сифоностела отличается тем, что ксилема образует полый цилиндр, окружающий центральную сердцевину. С эволюционной точки зрения, протостела примитивнее. Она характерна для стеблей и корней плаунов, некоторых папоротников, первых наземных растений (судя по ископаемым остаткам) и корней семенных видов. Во всех остальных случаях встречается сифоностела (с теми или иными модификациями).
От стелы в листья идут сосудистые пучки, называемые листовыми следами. Над листовым следом первичные ксилема и флоэма не развиваются. Здесь в центральном цилиндре находятся т.н. листовые прорывы (листовые щели), заполненные паренхимой. В эволюции сосудистых растений прослеживается тенденция к увеличению высоты листовых прорывов, в результате чего стела приобретает вид ажурного цилиндра из отдельных сосудистых пучков. Это т.н. диктиостела. Она часто встречается у травянистых семенных растений. Дальнейшая специализация прослеживается у однодольных: сосудистые пучки столь многочисленны, что уже не располагаются цилиндром вокруг сердцевины, а рассеяны по всей толще стебля.
У всех семенных растений, за исключением однодольных и некоторых высокоспециализированных форм, между первичными ксилемой и флоэмой формируется камбий. У древесных пород умеренной климатической зоны ежегодно в течение вегетационного периода образуется хорошо заметное годичное кольцо ксилемы, состоящее из двух слоев древесины – ранней (весенней) и поздней (летней).
по своему внутреннему строению совершенно не похож ни на стебель, ни на корень. Сверху он покрыт слоем эпидермиса. Под ним находится т.н. палисадный мезофилл из одного или нескольких слоев клеток, вытянутых перпендикулярно плоскости листа. Далее следует многослойный губчатый мезофилл, клетки которого образуют трехмерную сеть с хорошо развитыми межклетниками. Нижнюю поверхность листа покрывает эпидермис, пронизанный устьицами. Палисадный и губчатый мезофилл – это по существу видоизмененная кора, а листовые жилки – ответвления стелы. Листья же можно считать уплощенными и укороченными ветвями.
Анатомия растений: история, объект исследования, методы
Содержание:
В анатомия растений В строгом смысле, это фундаментальная основа для изучения огромного разнообразия тканей растений, являющаяся важным инструментом в ботанике и биологических науках в целом. Эта дисциплина в основном сосредоточена на клеточном исследовании тканей с помощью микроскопии от их происхождения до их развития.
Все репродуктивные ткани, которые изучаются вместе в области эмбриологии и палинологии растений, часто исключаются. То, как клетки соединены и расположены друг с другом, представляет большой интерес для анатомии растений.
Анатомия растений тесно связана с другими областями, такими как физиология растений и их морфология. Наблюдаемые характеристики в большинстве случаев различаются между группами растений и используются для установления филогенетических отношений.
История
Вначале анатомия растений также включала изучение морфологии растений и их внешних характеристик. Однако с середины двадцатого века изучение анатомии ограничивается исключительно изучением внутренних органов и внутренних тканей, а морфология является отдельной дисциплиной.
Первые работы по анатомии и ботанике растений, выполненные с помощью микроскопа, принадлежат Марчелло Мальпиги и Неемии Грю. К 1675 году Мальпиги опубликовал свою работу. Анатом подошвенный, где с помощью иллюстраций он описывает некоторые структуры растений, такие как устьица листьев.
Со своей стороны, к 1682 году Грю опубликовал работу с очень надежными иллюстрациями тканей растений, демонстрирующими точность его наблюдений. Эта работа получила название Анатомия растений.
Начиная с 1960-х годов развитие микроскопии явилось большим шагом вперед во всех областях анатомии растений.
Микроскопия и ее использование в анатомии растений
Изучение структуры растений получило развитие, тесно связанное с созданием и развитием микроскопии. С момента своего изобретения в 17 веке микроскопы превратились в интеллектуальный инструмент, сформировавший многие области биологической науки.
Одним из первых направлений развития микроскопии была ботаника, особенно в области анатомии. Ученые-экспериментаторы Роберт Гук и Левенгук были признаны одними из первых, кто заглянул под микроскоп и описал различные структуры в 17 веке.
В работах Мальпиги и Грю микроскопия сыграла фундаментальную роль, позволив разработать эти две ценные ботанические работы, сделав этих важных ученых 17 века пионерами анатомии растений и ботанической микрографии.
С тех пор изучение анатомии растений стало развиваться вместе с микроскопией. Последний развивался в соответствии с потребностями человека в знаниях.
В настоящее время микроскопия является важным инструментом в изучении структур растений, где она используется от простых луп до электронных микроскопов с передовыми технологиями.
Что изучает анатомия растений?
Анатомия растений отвечает за изучение всех тканей и форм их организации, присутствующих в растениях. Это указывает на то, что он оценивает как ткани, так и внутреннюю клеточную организацию, а также изучение внешних структур.
Среди оцениваемых структур: листья, стебли, кора, корни, стебли и кончики корней, меристемы и ткани после дифференцировки клеток, расположение клеток в органах и другие.
Методы и приемы
Методы изучения анатомии растений очень разнообразны. Каждый из них будет зависеть от исследуемой ткани или органа.
В общем, постоянные препараты для микроскопических исследований незаменимы как источник элементарной информации как в исследованиях, так и в обучении. Однако для фиксации образцов различных анатомических тканей необходимо выполнить ряд основных методик для их последующего наблюдения.
Последние применяются, потому что ткани и их компоненты трудно четко различить при непосредственном наблюдении.
Все растения состоят из одних и тех же основных, кожных, основных и сосудистых тканей. Внутри этих тканей способ организации клеток заметно различается между растениями и, следовательно, анатомические методы их обработки различны.
В целом изучаемый ботанический материал должен соответствовать определенным характеристикам, например, что структуры полностью здоровы и развиты. В дополнение к этому, они не должны иметь внешних или внутренних структурных повреждений, а их окраска типична для изучаемых видов, а образец, из которого взяты образцы, является репрезентативным.
Фиксация
Процесс фиксации направлен на сохранение тканей и их морфологических характеристик, максимально приближенных к тому, когда ткань была живая. Этого можно добиться с помощью физических или химических фиксаторов. Наиболее широко используются простые фиксаторы, такие как этанол, метанол или ацетон, которые фиксируются путем дегидратации.
Они очень хорошо подходят для небольших образцов и даже могут сохранять пигментацию тканей. Также можно использовать альдегиды, такие как формальдегид, глутаральдегид и акролеин. Другие коагулирующие фиксаторы включают этанол, пикриновую кислоту, хлорид ртути и триоксид хрома.
Также используются фиксирующие смеси, из которых опубликовано более 2000 формул, среди которых наиболее часто встречаются FAA, фиксаторы с хромовой кислотой, смеси Фармера и Карнуа.
Во время этого процесса всегда следует обращать особое внимание на время фиксации и температуру, при которой она проводится, поскольку такие процессы, как автолиз, могут быть ускорены.
Поэтому рекомендуется выполнять его при низких температурах и при pH, близком к физиологическому для ткани, чтобы избежать образования артефактов в тканях, которые могут быть анатомически неверно истолкованы.
Обезвоживание
Он заключается в удалении воды из ранее закрепленных тканей растения. Это часто делается с увеличивающимся градиентом дегидратирующих агентов, которые могут быть или не быть растворителями для парафина, причем парафин является одним из основных агентов, которые необходимо включить.
Сольвентная дегидратация парафина проводится в основном этанолом в сериях 30, 50, 70 и 95%.
После этого процесса ткани переносят в дегидратирующий агент парафинового растворителя. Обычно эти агенты делают ткани полупрозрачными. Наиболее распространены ксилол и хлороформ. Для этих реагентов также используется серия концентраций.
Инфильтрация / заделка тканей в парафин
Микротомия
Образцы, содержащиеся в парафиновых блоках, разрезаются с помощью микротома, который делает разрезы достаточно тонкими, чтобы их можно было наблюдать под микроскопом. После разрезания все морфологические структуры сохраняются таким образом, чтобы облегчить исследование ткани.
Обычно разрезы имеют толщину от 1 до 30 микрон. Часто используются микротомы нескольких типов, включая настольный микротом, замораживание, криостат, вращение предметных стекол и ультрамикротом. Некоторые из них со специализированными алмазными или стеклянными лезвиями.
Окрашивание
Гистологические срезы окрашивают, чтобы облегчить наблюдение и анализ различных клеточных компонентов.
Красящие вещества и методы окрашивания применяются в зависимости от того, какие структуры легче наблюдать. Наиболее распространенными красителями, используемыми в ботанике, являются сафранин «О», быстрый зеленый FCF, гематоксилин, оранжевый G, анилиновый синий и толуидиновый синий. Выбор того или иного красителя зависит от ионного сродства красителя к окрашиваемой структуре.
Также можно использовать контрастные пятна, такие как комбинация сафранина «О» и быстрого зеленого FCF. Сафранин окрашивает кутин в красный цвет, одревесневшие стенки, ядрышки, хроматин и конденсированные танины, а суберин в красновато-коричневый цвет. Пока FCF окрашивает целлюлозные стенки, они выглядят синеватыми, а цитоплазма приобретает пурпурно-зеленый оттенок.
С другой стороны, ткани, окрашенные толуидиновым синим, варьируются от темно-синего / красноватого до светло-синего / розового.
Гистохимические тесты
Гистохимические тесты используются для выявления молекул или семейств молекул, присутствующих в исследуемой ткани, и оценки их распределения в тканях »на месте”.
Эти тесты могут выполняться с использованием химических реакций для обнаружения свободных или конъюгированных углеводов и ферментативных гистохимических тестов, в которых клеточная ферментативная активность обнаруживается даже после химической фиксации ткани.
Конечный результат этого набора методов заканчивается оценкой гистологического среза, подготовленного с помощью инструментов микроскопии. Могут использоваться сканирующие или просвечивающие микроскопы. Многие из этих признаков очень мелкие (ультраструктурные или микроморфологические).
Другие методы включают мацерацию тканей растений для разделения их компонентов и наблюдения за ними по отдельности. Примером этого является мацерация таких тканей, как дерево, что облегчает наблюдение за элементами трахеи и других структур и их подробный анализ.