ORGANOGRAFIA ROŚLIN: HISTORIA, CZYM SIĘ ZAJMUJE I GAŁĘZIE - BIOLOGIA - 2025

Roślin organografia jest nauką, która bada różne tkanki i narządy roślin. Jest to dziedzina biologii, która wspiera i uzupełnia badania innych nauk.

Jednak ta dyscyplina jest chyba najmniej znana ze wszystkich. Może to wynikać z faktu, że do jego badania zwykle podchodzi anatomia lub histologia, które bada również organy rośliny.

Ibib flors, źródło Wikimedia Commons

Informacje dostarczane przez organografię roślin mają ogromne znaczenie. Mógłby on zaoferować, między innymi, ogólną wizję ewolucji, jaka zaszła w określonej strukturze rośliny. Może to wyjaśniać różne problemy związane z kiełkowaniem lub kwitnieniem.

Pomaga także zrozumieć czynniki reprodukcyjne i wegetatywne roślin, które są decydującym czynnikiem w taksonomicznej klasyfikacji gatunków roślin.

Obecnie organografia molekularna ma na celu integrację odkryć genetycznych ostatnich lat z danymi oferowanymi przez botanikę morfologiczną i ewolucyjną z poprzednich dziesięcioleci.

Historia

Arystotelesa, wybitnego filozofa, logika i naukowca starożytnej Grecji, można uznać za pierwszego studenta biologii, który dał naukową wizję organografii. Uznał różne części rośliny za „organy” i ustalił relacje między nimi a pełnionymi przez nie funkcjami.

W XVII wieku Joachim Jung, jedna z najbardziej znaczących naukowo postaci tamtego stulecia, wyjaśnił, że rośliny składają się ze struktur zwanych organami. Podkreślił istnienie korzenia, łodygi i liścia, określając w każdym z nich jego kształt, funkcję i położenie.

Postęp w organografii był kontynuowany w XVIII wieku, kiedy Caspar Friedrich Wolff, uważany za ojca embriologii, szczegółowo badał metamorfozę roślin.

Jego badania pozwoliły mu stwierdzić, że początki liści są podobne do części kwiatu i że oba pochodzą z tkanki, która uległa zróżnicowaniu. Stwierdził również, że wszystkie części rośliny, z wyjątkiem łodygi, to liście, które przeszły modyfikacje.

Teoria metamorfozy

W 1790 roku niemiecki dramaturg i naukowiec Johann Wolfgang von Goethe opublikował książkę zatytułowaną Metamorfoza roślin. W swojej teorii utrzymuje, że wszystkie organy kwiatów są wytworem odmian, którym przeszedł pierwotny kształt.

Goethe ujawnia pogląd, że organy rośliny powstały w wyniku modyfikacji liści. Liścienie uważane są za liście niedoskonałe. Z liści wyrastają także, po przeobrażeniu, działki działkowe, płatki, pręciki i słupki.

Te idee dotyczące morfologii roślin były podstawą późniejszych prac badawczych, w tym Karola Darwina.

Powiązane nauki

Fizjologia roślin

Odpowiada za badanie procesów metabolicznych zachodzących w roślinach. Należą do nich oddychanie, kiełkowanie, fotosynteza i kwitnienie.

Morfologia roślin

Obejmuje to cytologię i histologię, ponieważ są one odpowiedzialne za poznanie struktury i mikroskopijnego kształtu rośliny.

Embriologia roślin

Odpowiada za badanie struktury, w której znajdują się zarodniki (zarodnie), gametofity i zarodki rośliny.

Palinology

Ta nauka, będąca gałęzią botaniki, koncentruje się na badaniu pyłków i zarodników, które są częścią struktur reprodukcyjnych gatunków roślin.

Co studiujesz? (przedmiot badań)

Organografia roślin to dział biologii, który rozważa badanie różnych tkanek, układów i narządów tworzących rośliny. Prowadzi to do oceny wewnętrznych struktur komórkowych, a także do szczegółowego zbadania makroskopowych aspektów roślin.

Niektóre z mikroskopijnych aspektów roślin, które mogą być przedmiotem badań organograficznych, to błona komórkowa i niektóre organelle, takie jak mitochondria, rybosomy i chloroplasty. Mogą również badać tkanki, takie jak merystem, miąższ, ksylem i łyko.

Na poziomie makroskopowym aspektami mogą być waga, rozmiar, kształt, kolor, tekstura każdej części rośliny: korzenia, łodygi, liścia, kwiatu, owocu i nasion jako gamety rozmnażającej.

Organografia roślin wykorzystuje informacje uzyskane z tych aspektów i odnosi je do funkcji, jaką pełnią w roślinie. Pozwala to na ustalenie relacji i zróżnicowania między każdym gatunkiem w celu znalezienia podobieństw i cech, które pozwalają zdefiniować każdą grupę.

Narządy życia wegetatywnego

Ta grupa narządów jest odpowiedzialna za utrzymanie życia rośliny. Na ogół pełnią funkcję transportu substancji i składników odżywczych. Wśród tych narządów są:

• Korzeń. Narząd ten pełni funkcję utrwalania i wchłaniania składników odżywczych.
• Trzon. Stanowi podporę dla liści, kwiatów i owoców rośliny. Stanowią również drogę transportu wody i składników odżywczych, które zostały wchłonięte przez korzeń.
• Liść. W narządzie tym zachodzi fotosynteza, w trakcie której wytwarzany jest tlen i glukoza.

Narządy rozrodcze

Tutaj zgrupowano struktury odpowiedzialne za rozmnażanie rośliny. To są:

• Nasionko. Zawierają zarodek, który w miarę rozwoju powoduje rozmnażanie się rośliny.
• Kwiat. Jest to narząd rozrodczy złożony ze zmodyfikowanych liści, w którym znajduje się kielich, korona, androecium i gynoecium. Mogą mieć różne kolory i kształty.
• Owoc. Jest to organ rośliny, który powstaje w wyniku rozwoju zapłodnionego jajnika. Wewnątrz zawiera nasiona.

Metodologia

Rośliny mają zgrupowanie tkanek i narządów, które tworzą funkcjonalną i anatomiczną jednostkę, która pozwala im pełnić swoje życiowe funkcje. Badanie każdego z narządów i podsystemów można przeprowadzić na różne sposoby.

Obserwacje można przeprowadzić bez uwzględniania jakichkolwiek kryteriów przyczynowości, stosując badanie porównawcze. Ta metodologia jest stosowana w morfologii opisowej i porównawczej. Zaczynają się one od idei, że różnorodność form jest odmianami jednego typu prymitywnej struktury.

W zależności od celu dochodzenia i postaci, którą chcesz poznać, może być konieczne zbadanie związku między formą organiczną a przyczyną, która ją wywołuje.

Aby to osiągnąć, można by przeprowadzić eksperymenty z wykorzystaniem zaawansowanego technicznie sprzętu lub instrumentów, a także niektórych skomputeryzowanych procedur.

Obrazowanie 3D

Początkowo, aby obliczyć tempo wzrostu liścia, narysowano tuszem kilka kropek na powierzchni tego organu. Celem było zarysowanie siatki małych prostokątów, które z czasem można by wykorzystać do uzyskania potrzebnych danych.

Obecnie istnieją narzędzia analizujące sekwencję obrazów cyfrowych w trzech wymiarach, które pozwalają na automatyczne śledzenie przemieszczenia zidentyfikowanej cechy.

Te narzędzia technologiczne obejmują różne algorytmy i programy, które pozwalają na uśrednienie wyników, pokazując je w postaci map przestrzennych. Ta technika ma zastosowanie w każdym innym narządzie rośliny.

Prawdziwe studia w organografii

Organografia rozrodcza Bougainvillea spectabilis Willd

W 2015 roku grupa naukowców przeprowadziła badania nad rozwojem kwiatowym Bougainvillea spectabilis Willd, znanej jako bungavilla lub trinitaria. Roślina ta ma ogromne znaczenie w ogrodnictwie, a także w przemyśle farmaceutycznym i środowiskowym.

Badania oparto na strukturze i organografii kwiatowej tego gatunku. Wyniki pokazały kilka specyficznych cech organografii rozrodczej, na przykład to, że w górnym jajniku kwiatu rozwija się tylko podstawna zalążek.

Wszystkie informacje mogą być bardzo przydatne do zrozumienia różnych czynników reprodukcyjnych, w tym ich bezpłodności.

Rodzaj Eugenia (Myrtaceae) w Afryce Południowej: taksometria organografii liści (1982)

W badaniach porównano 6 gatunków z rodzaju Eugenia L., których nazwa zwyczajowa to wiśnia cayenne lub porzeczka. Przeprowadzono analizy numeryczne 20 wymiernych właściwości organografii listowia w celu określenia ich wartości taksonomicznej.

Wyniki dostosowano do aktualnej delimitacji gatunku, wykazując taksonomiczną wartość organografii dolistnej.

Rozkład organograficzny elementów naczyniowych z rodzaju Hibiscus L. (1997)

Badania przeprowadzono na przedstawicielach rodzaju Hibiscus L, znanego jako chińska róża lub cayenne. W tym celu zbadano rozmieszczenie organograficzne i charakterystykę elementów naczyniowych. Intencją było ustanowienie relacji między różnymi członkami tego rodzaju.

Badania wykazały między innymi, że badany gatunek posiadał krótkie naczynia. Posiadają również na swoim końcu poprzecznym proste płytki perforacyjne. Te parametry mają ogromne znaczenie w taksonomicznej klasyfikacji gatunków.

Morfologia i ilościowe monitorowanie wzorców ekspresji genów podczas indukcji i wczesnego rozwoju kwiatów u Dendrocalamus latiflorus (2014)

Dendrocalamus latiflorus to rodzaj bambusa o dużym znaczeniu ekologicznym na obszarach tropikalnych i subtropikalnych. Oceniono jego cechy dotyczące budowy morfologicznej oraz profili genetycznych tej rośliny. Celem jest poznanie indukcji i rozwoju kwiatów.

Badania morfologii pąków i organografii kwiatów uzupełniono specjalistycznymi technikami. Niektóre z nich dotyczyły skaningowego mikroskopu elektronowego.

Testy łączone zapewniają łatwe markery, pozwalające prześledzić przejście między fazą wegetatywną i reprodukcyjną.

Bibliografia

1. Pupuma, RB Bhat (1997). Rozkład organograficzny elementów naczyniowych z rodzaju Hibiscus L. Sience bezpośredni. Odzyskany z sciencedirect.com.
2. Suxia Xuab, Qingyun Huanga, Qingyan Shuc, Chun Chena, Brady A. Vick (2008). Organografia rozrodcza Bougainvillea spectabilis Willd. Science direct. Odzyskany z com.
3. Wikipedia (2018). Organofia. Odzyskany z en.wikipedia.org.
4. Emmerentiadu Plessis, AEvan Wyk (1982). Rodzaj Eugenia (Myrtaceae) w Afryce Południowej: taksometria organografii liści. Science direct. Odzyskany z sciencedirect.com.
5. Lauren Remmler, Anne-Gaëlle, Rolland-Lagan (2012). Obliczeniowa metoda kwantyfikacji wzorców wzrostu na adaksjalnej powierzchni liścia w trzech wymiarach. NCBI. Odzyskany z ncbi.nlm.nih.gov.
6. Wang X, Zhang X, Zhao L, Guo Z (2014). Morfologia i ilościowe monitorowanie wzorców ekspresji genów podczas indukcji kwiatowej i wczesnego rozwoju kwiatów u Dendrocalamus latiflorus. NCBI. Odzyskany z ncbi.nlm.nih.gov.