ANATOMI TUMBUHAN: SEJARAH, OBJEK STUDI, METODE - BIOLOGI - 2025

The 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 di bidang embriologi tanaman dan palynology seringkali dikecualikan. Cara di mana sel-sel disatukan dan disusun satu sama lain sangat menarik dalam anatomi tumbuhan.

Sumber: pixabay.com

Anatomi tumbuhan sangat erat kaitannya dengan bidang lain seperti fisiologi tumbuhan dan morfologinya. Ciri-ciri yang diamati dalam banyak kasus adalah perbedaan antara kelompok tumbuhan dan digunakan untuk membangun hubungan filogenetik.

Sejarah

Pada permulaannya, anatomi tumbuhan juga mencakup ilmu yang mempelajari morfologi tumbuhan dan ciri-ciri eksternalnya. Namun, sejak pertengahan abad kedua puluh, studi anatomi secara eksklusif dibatasi pada studi tentang organ dalam dan jaringan internal, morfologi menjadi disiplin ilmu tersendiri.

Karya pertama tentang anatomi tumbuhan dan botani, yang dilakukan dengan bantuan mikroskop, adalah karya Marcello Malpighi dan Nehemiah Grew. Pada 1675 Malpighi telah menerbitkan karyanya Anatome plantarum, di mana ia menjelaskan melalui ilustrasi beberapa struktur tumbuhan seperti stomata daun.

Sementara itu, pada tahun 1682 Grew menerbitkan sebuah karya dengan ilustrasi yang sangat andal tentang jaringan tanaman, yang menunjukkan keakuratan pengamatannya. Karya ini diberi judul Anatomi Tumbuhan.

Mulai tahun 1960-an, perkembangan mikroskop menunjukkan kemajuan besar di semua bidang anatomi tumbuhan.

Mikroskopi dan penggunaannya dalam anatomi tumbuhan

Studi tentang struktur tumbuhan telah mengalami perkembangan yang erat kaitannya dengan penciptaan dan evolusi mikroskop. Sejak penemuannya pada abad ke-17, mikroskop telah berkembang menjadi alat intelektual yang membentuk banyak bidang ilmu biologi.

Salah satu bidang pertama yang disukai dengan pengembangan mikroskop adalah botani, terutama dalam studi anatomi. Ilmuwan eksperimental Robert Hooke dan Leeuwenhoek telah dikenal sebagai salah satu orang pertama yang mengamati secara mikroskopis 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 ke-17 ini sebagai pelopor anatomi tumbuhan dan mikrografi botani.

Sejak saat itu, studi anatomi tumbuhan dikembangkan bersama dengan mikroskop. Yang terakhir ini berkembang sesuai dengan kebutuhan pengetahuan manusia.

Mikroskopi saat ini merupakan alat penting dalam studi struktur tumbuhan, yang 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 seluler internal serta studi tentang struktur eksternal.

Di antara struktur yang dievaluasi adalah: daun, batang, kulit kayu, akar, ujung batang dan akar, meristem dan jaringan setelah diferensiasi sel, pengaturan sel dalam organ, antara lain.

Metode dan teknik

Teknik-teknik yang diterapkan untuk mempelajari anatomi tumbuhan sangat bervariasi. Masing-masing akan bergantung pada jaringan atau organ yang sedang dipelajari.

Secara umum, persiapan permanen untuk studi mikroskopis sangat diperlukan sebagai sumber informasi dasar baik dalam penelitian maupun 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 pembuluh darah yang sama. Di dalam jaringan-jaringan ini, cara sel-sel diatur sangat berbeda antara tumbuhan dan, oleh karena itu, metode anatomi untuk memprosesnya juga berbeda.

Secara umum bahan tumbuhan yang akan dipelajari harus memenuhi ciri-ciri tertentu, misalnya strukturnya sehat dan berkembang sempurna. Selain itu, mereka tidak boleh memiliki kerusakan struktural eksternal atau internal dan warnanya khas dari spesies yang diteliti dan spesimen dari mana sampel diambil adalah representatif.

Fiksasi

Proses fiksasi berupaya untuk mempertahankan jaringan dan karakteristik morfologisnya agar semirip mungkin dengan saat jaringan masih hidup. Ini dapat dicapai baik dengan fiksatif fisik atau kimiawi. Yang paling banyak digunakan adalah fiksatif sederhana seperti etanol, metanol atau aseton, yang difiksasi dengan dehidrasi.

Mereka bekerja sangat baik untuk sampel kecil dan bahkan dapat mempertahankan pigmentasi jaringan. Aldehida seperti formaldehida, glutaraldehida, dan akrolein juga dapat digunakan. Fiksatif koagulasi lainnya termasuk etanol, asam pikrat, merkuri klorida, dan kromium trioksida.

Campuran pengikat juga digunakan, yang mana ada lebih dari 2000 formula yang diterbitkan, yang paling sering adalah FAA, fiksatif dengan asam kromat, campuran Farmer dan Carnoy, antara lain.

Selalu selama proses ini, perhatian khusus harus diberikan dengan waktu fiksasi dan suhu saat dilakukan, karena proses seperti autolisis dapat dipercepat.

Oleh karena itu, disarankan untuk melakukannya pada suhu rendah dan pada pH yang mendekati fisiologis jaringan untuk menghindari pembentukan artefak di jaringan yang menyebabkan kesalahan interpretasi anatomis.

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. Agen ini umumnya membuat jaringan menjadi tembus cahaya. Agen yang paling umum adalah xylene dan kloroform. Seri konsentrasi juga digunakan untuk reagen ini.

Infiltrasi / penanaman jaringan dalam parafin

Operasi ini dilakukan untuk mengganti media dehidrasi dengan media infiltrasi / inklusi. Ini memberi jaringan cukup kaku untuk membuat potongan tipis dan tegas, karena jaringan dan rongga yang mengeras sementara. 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 diawetkan setelah pemotongan sedemikian rupa sehingga studi jaringan difasilitasi.

Secara umum, potongannya memiliki ketebalan 1 hingga 30 mikron. Ada beberapa jenis mikrotom yang sering digunakan, antara lain mikrotom meja, pembekuan, cryostat, rotasi geser, dan ultramikrotom. Beberapa di antaranya dengan bilah berlian atau kaca khusus.

Pewarnaan

Bagian histologis diwarnai untuk memudahkan pengamatan dan analisis komponen seluler yang berbeda.

Pewarna dan teknik pewarnaan diterapkan tergantung pada struktur mana yang akan diamati dengan lebih mudah. Pewarna yang paling umum digunakan dalam botani adalah safranin "O", FCF hijau cepat, hematoxylin, Orange G, aniline blue dan toluidine blue. Pemilihan satu pewarna atau lainnya tergantung pada afinitas ionik pewarna dengan struktur yang akan diwarnai.

Noda kontras seperti kombinasi safranin "O" dan FCF hijau cepat juga dapat digunakan. Safranin menodai warna merah, dinding lignifikasi, nukleolus, kromatin dan tanin kental, serta suberin coklat kemerahan. Sementara noda FCF, dinding selulosa terlihat kebiruan dan warna hijau keunguan untuk sitoplasma.

Di sisi lain, kain yang diwarnai dengan warna biru toluidin berkisar dari biru tua / kemerahan hingga biru muda / merah muda.

Tes histokimia

Tes histokimia digunakan untuk mengungkap molekul atau keluarga molekul yang ada dalam jaringan yang dipelajari dan mengevaluasi distribusi jaringannya "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 kimiawi pada jaringan.

Produk akhir dari rangkaian teknik ini diakhiri dengan evaluasi bagian histologis yang disiapkan dengan alat mikroskop. Mikroskop optik atau elektronik dapat digunakan, baik pemindaian atau transmisi. Banyak dari karakter ini sangat kecil (ultrastruktural atau mikromorfologis).

Teknik lain termasuk maserasi jaringan tanaman untuk memisahkan komponennya dan mengamatinya secara individual. Contohnya adalah maserasi jaringan seperti kayu, yang memfasilitasi pengamatan elemen trakea dan struktur lain dan membuat analisis rinci tentangnya.

Referensi

1. Beck, CB (2010). Pengantar struktur dan perkembangan tumbuhan: anatomi tumbuhan untuk abad kedua puluh satu. Cambridge University Press.
2. Blanco, CA (Ed.). (2004). Pisau: morfologi dan anatomi eksternal. Universidad Nac. Del Litoral.
3. 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. 12pp.
4. Osorio, JJ (2003). Mikroskopi diterapkan pada botani. Kursus teori-praktis. Divisi Akademik Ilmu Biologi. Universitas Otonom Juárez Tabasco.
5. Raven, PH, Evert, RF, & Eichhorn, SE (1992). Biologi Tumbuhan (Vol.2). Saya terbalik.
6. Sandoval, E. (2005). Teknik diterapkan pada studi anatomi tumbuhan (Vol. 38). UNAM.