La anatomía vegetal es el estudio de los tejidos y la estructura celular de los órganos de las plantas, la «estructura interna» de las plantas. El término anatomía, como aplicado a las plantas, generalmente trata con estructuras que son observadas por un microscopio óptico con buena amplificación o con los microscopios electrónicos de transmisión o de barrido, los caracteres tomados bajo los dos últimos muchas veces referidos como «caracteres ultra estructurales» y «caracteres micro morfológicos» respectivamente; se excluyen los caracteres celulares de los órganos reproductivos, que se ubican en los campos de la embriología de las plantas y la palinología.
Esta definición de anatomía difiere de la utilizada en zoología, en la que el término anatomía refiere al estudio de los órganos internos, mientras que es la histología la que se ocupa del estudio de células y tejidos de los animales. La anatomía está fuertemente correlacionada con la fisiología de las plantas, el estudio de los procesos metabólicos de las plantas.
La anatomía como campo se ocupa de los caracteres vegetativos, se incluyen por ejemplo, la estructura de la célula vegetal, los meristemas y la diferenciación en tipos celulares y tejidos hasta la madurez de la célula (p.ej. colénquima, esclerénquima, haces vasculares -xilema y floema-, la dermis -epidermis, peridermis, tricomas, estomas, estructuras secretoras-, bandas de Caspari, los primordios foliares y primordios de la yema, etc. etc.), su disposición en la estela, los cambios durante el crecimiento secundario, la disposición de las células en la lámina foliar, entre otros. De los demás caracteres que requieren normalmente técnicas microscópicas, los caracteres de los esporangios y el desarrollo del polen, del óvulo, y la formación de la semilla se estudian en el campo de la embriología vegetal; las esporas y los granos de polen se estudian en el campo de la palinología.
Los caracteres anatómicos son uno de los «campos de evidencia taxonómica» utilizados en análisis filogenético (otros son morfología, embriología, cromosomas, palinología, metabolitos secundarios, proteínas…). En comparación con los morfológicos, los caracteres anatómicos requieren de una habilidad técnica y tomarlos consume mucho tiempo
embriología vegetal
Los estudios a nivel anatómico normalmente implican diseccionar el órgano idealmente con un micrótomo, teñir las secciones y montarlas en portaobjetos para poder visualizarlas en un microscopio óptico.
Tejidos vegetales
En una planta vascular, existen tejidos diferenciados, de acuerdo con la función que desempeñan:
tejidos de crecimiento:
protectores
fundamentales
de sostén
conductores
Las plantas también presentan estructuras secretoras donde acumulan sustancias metabólicas que no usan directamente.
Tejidos en la imagen microscópica de una sección transversal del tallo de Pinus
El pino cembro, pino cembro o cembro es un árbol de hasta 25 m de altura que se caracteriza por presentar las acículas agrupadas por 5 en su correspondiente braquiblasto
Tejido epidérmico
Experimento de índice de germinación.
La fisiología vegetal es la subdisciplinas de la botánica dedicada al estudio de los procesos metabólicos.
El campo de trabajo de esta disciplina está estrechamente relacionado con la anatomía de las plantas, la ecología (interacciones con el medio ambiente), la fitoquímica (bioquímica de las plantas), la biología celular y la biología molecular.
Los fisiólogos botánicos estudian los procesos fundamentales tales como la fotosíntesis, la respiración, la nutrición vegetal, las funciones de las hormonas vegetales, los tropismos, los movimientos násticos, el fotoperiodismo, la fotomorfogénesis, los ritmos circadianos, la fisiología del estrés medioambiental, la germinación de las semillas, la dormancia, la función de los estomas y la transpiración, siendo estos dos últimos parte de la relación de las plantas con él agua.
La Morfología vegetal, en sentido amplio, se define como el estudio de la estructura y forma de las plantas, e incluye la Citología y la Histología. La primera se ocupa del estudio fino de la constitución de la célula y la segunda del estudio de los tejidos. Citología e Histología, conjuntamente, son necesarias para comprender la anatomía vegetal, o sea, su constitución interna y, además, son un complemento de la organografía, geomorfología o morfología en sentido estricto, que trata de la forma externa de las plantas.
Las plantas nos ofrecen una infinidad de formas particulares y el objetivo de la morfología es descubrir los patrones o regularidades generales en el fondo de tal diversidad, asimismo comprender y describir tal diversidad desde varios puntos de vista. Para alcanzar este fin se pueden seguir dos caminos:
El objetivo principal del trabajo morfológico en botánica, es la interpretación histórica de las estructuras recientes mediante la consideración de su origen filogenético natural, es decir, comparar la diversidad de formas actuales con las formas comunes iniciales simples, que constituyen, respecto a las actuales, el estado básico o el punto de partida. De este modo el tipo abstracto, de aspecto primitivo, se convierte en la forma ancestral, real, de la cual se ha derivado la actual diversidad de diferenciaciones.
El cuerpo de las plantas vasculares está marcadamente polarizado y formado por dos porciones básicas: un vástago orientado hacia la luz, que vive en ambiente aéreo, compuesto por tallo y hojas, y una raíz, órgano de fijación y absorción que vive en el suelo. Este tipo de cuerpo vegetativo se llama cormo y se presenta en las pteridófitas y en las espermatófitas, que por eso se llaman también cormófitos.
Es difícil hacer una distinción entre tallo y hojas, ambos órganos tienen origen común en el meristemas apical caulinar, y están relacionados con estrecha dependencia a lo largo de todo su período de crecimiento. Por eso tallo y hojas se consideran como una unidad que constituye el vástago.
En las espermatofitos la diferenciación entre raíz y vástago aparece ya en el embrión joven. Las partes del embrión son radícula, hipocótilo, cotiledones y plúmula. En algunos casos se distingue también el primer entrenudo, entre el nudo cotiledonar y la plúmula: el epicótilo. Durante la germinación el embrión crece, la radícula formará la raíz primaria y la plúmula formará el vástago.
La embriología vegetal es el estudio del desarrollo de los esporangios, gametofitos, y embriones en las plantas terrestres, las embriofitas. Entre las plantas con semilla, las espermatofitas, los estudios embriológicos abarcan el desarrollo de los microsporangios (dentro de las anteras en las angiospermas), de las micros oras, de los granos de polen, de los óvulos, la megasporas, los gametofitos femeninos, y las semillas. Porque la mayor parte de los datos embriológicos de plantas fueron adquiridos y utilizados en plantas angiospermas, los textos de embriología vegetal -p.ej. Simpson 2005, en general se especializan en la terminología relacionada con las angiospermas.
Como caracteres utilizados en estudios filogenéticos, los datos embriológicos de plantas son en general más útiles en categorías taxonómicas alrededor del rango de familia. Algunos de ellos pueden ser útiles en cualquiera de las demás categorías.
Como en los estudios anatómicos, el estudio de la embriología de las plantas puede involucrar las labores muy consumidoras de tiempo de embeber el órgano en un material, seccionarlo con micrótomo, teñirlo y montarlo en portaobjetos para observarlo al microscopio óptico. Muchas veces es crítico obtener un rango de estadios del desarrollo, y el desarrollo del gametofito femenino ocurre tan rápido que es difícil de establecer
Tejido epidérmico
Experimento de índice de germinación.
La fisiología vegetal es la subdisciplinas de la botánica dedicada al estudio de los procesos metabólicos.
El campo de trabajo de esta disciplina está estrechamente relacionado con la anatomía de las plantas, la ecología (interacciones con el medio ambiente), la fitoquímica (bioquímica de las plantas), la biología celular y la biología molecular.
Los fisiólogos botánicos estudian los procesos fundamentales tales como la fotosíntesis, la respiración, la nutrición vegetal, las funciones de las hormonas vegetales, los tropismos, los movimientos násticos, el fotoperiodismo, la fotomorfogénesis, los ritmos circadianos, la fisiología del estrés medioambiental, la germinación de las semillas, la dormancia, la función de los estomas y la transpiración, siendo estos dos últimos parte de la relación de las plantas con él agua.
La Morfología vegetal, en sentido amplio, se define como el estudio de la estructura y forma de las plantas, e incluye la Citología y la Histología. La primera se ocupa del estudio fino de la constitución de la célula y la segunda del estudio de los tejidos. Citología e Histología, conjuntamente, son necesarias para comprender la anatomía vegetal, o sea, su constitución interna y, además, son un complemento de la organografía, geomorfología o morfología en sentido estricto, que trata de la forma externa de las plantas.
Las plantas nos ofrecen una infinidad de formas particulares y el objetivo de la morfología es descubrir los patrones o regularidades generales en el fondo de tal diversidad, asimismo comprender y describir tal diversidad desde varios puntos de vista. Para alcanzar este fin se pueden seguir dos caminos:
El objetivo principal del trabajo morfológico en botánica, es la interpretación histórica de las estructuras recientes mediante la consideración de su origen filogenético natural, es decir, comparar la diversidad de formas actuales con las formas comunes iniciales simples, que constituyen, respecto a las actuales, el estado básico o el punto de partida. De este modo el tipo abstracto, de aspecto primitivo, se convierte en la forma ancestral, real, de la cual se ha derivado la actual diversidad de diferenciaciones.
El cuerpo de las plantas vasculares está marcadamente polarizado y formado por dos porciones básicas: un vástago orientado hacia la luz, que vive en ambiente aéreo, compuesto por tallo y hojas, y una raíz, órgano de fijación y absorción que vive en el suelo. Este tipo de cuerpo vegetativo se llama cormo y se presenta en las pteridófitas y en las espermatófitas, que por eso se llaman también cormófitos.
Es difícil hacer una distinción entre tallo y hojas, ambos órganos tienen origen común en el meristemas apical caulinar, y están relacionados con estrecha dependencia a lo largo de todo su período de crecimiento. Por eso tallo y hojas se consideran como una unidad que constituye el vástago.
En las espermatofitos la diferenciación entre raíz y vástago aparece ya en el embrión joven. Las partes del embrión son radícula, hipocótilo, cotiledones y plúmula. En algunos casos se distingue también el primer entrenudo, entre el nudo cotiledonar y la plúmula: el epicótilo. Durante la germinación el embrión crece, la radícula formará la raíz primaria y la plúmula formará el vástago.
La embriología vegetal es el estudio del desarrollo de los esporangios, gametofitos, y embriones en las plantas terrestres, las embriofitas. Entre las plantas con semilla, las espermatofitas, los estudios embriológicos abarcan el desarrollo de los microsporangios (dentro de las anteras en las angiospermas), de las micros oras, de los granos de polen, de los óvulos, la megasporas, los gametofitos femeninos, y las semillas. Porque la mayor parte de los datos embriológicos de plantas fueron adquiridos y utilizados en plantas angiospermas, los textos de embriología vegetal -p.ej. Simpson 2005, en general se especializan en la terminología relacionada con las angiospermas.
Como caracteres utilizados en estudios filogenéticos, los datos embriológicos de plantas son en general más útiles en categorías taxonómicas alrededor del rango de familia. Algunos de ellos pueden ser útiles en cualquiera de las demás categorías.
Como en los estudios anatómicos, el estudio de la embriología de las plantas puede involucrar las labores muy consumidoras de tiempo de embeber el órgano en un material, seccionarlo con micrótomo, teñirlo y montarlo en portaobjetos para observarlo al microscopio óptico. Muchas veces es crítico obtener un rango de estadios del desarrollo, y el desarrollo del gametofito femenino ocurre tan rápido que es difícil de establecer.
Palinología
La palinología es una disciplina de la botánica dedicada al estudio del polen y las esporas. Ésta se centra fundamentalmente en el análisis de su morfología externa que presenta patrones estructurales diferentes a tenor de las variaciones en la exina, que es la pared externa de los granos de polen. El estudio y análisis microscópico de su simetría, aperturas en las paredes, contorno, forma, tamaño, etc. tiene un valor taxonómico y permite distinguir taxones diferentes a distintos niveles (familia, géneros, especies). Es en el estudio paleontológico donde alcanza su máxima versatilidad, pues el polen tiene gran resistencia a la putrefacción debido a las características químicas de la exina. Esta área de investigación se denomina «Paleopalinología».
La Paleopalinología se basa en la capacidad de polen y esporas (también denominados pleomorfos) para ser fosilizados. Los pleomorfos pueden ser transportados por el viento, o a través de otros vectores como los animales, y depositados sobre diferentes materiales. Estos microfósiles sedimentados a lo largo del tiempo experimentan procesos de fosilización de su exina de manera que se puede extraer, datar e identificar el polen de un determinado material y deducir así cómo era la vegetación en el pasado.
Este hecho tiene importancia biológica en sí misma dado que de ello se pueden deducir multitud de parámetros como la evolución vegetal, extinciones de especies vegetales y todos aquellos aspectos relacionados con la biogeografía histórica de las plantas (geobotánica o fitogeografía). Además se pueden inferir otras características del paisaje que en conjunción con otras disciplinas (arqueo zoología, paleo antropología, paleobotánica) permite la reconstrucción de ambientes fósiles en distintos planos.
De hecho la paleo climatología emplea la Paleopalinología como herramienta frecuentemente. Este uso se debe a que las especies vegetales mantienen óptimos ambientales bajo distintas circunstancias climáticas. Una simplificación del mecanismo inductivo que se emplea para la reconstrucción climática es el siguiente: si una especie que hoy es típica de ambiente frío y húmedo es hallada depositada en materiales de una determinada época del pasado podemos inferir que el clima durante ese periodo era frío y húmedo. Por supuesto el proceso de interpretación de la ecología de ambientes pasados no es tan simple y se deben considerar numerosos aspectos como la interacción entre las diferentes especies dentro de una comunidad vegetal, la amplitud ecológica de los taxones, etc.
Algunas de las fuentes de polen fósil más frecuentes, especialmente en latitudes medias del planeta, son las turberas, ambientes lacustres o humedales. La conservación del polen pasa por mantener condiciones de anoxia de manera constante, de modo que la preservación óptima del polen se da en ambientes poco expuestos a la erosión y oxigenación. Por ello, las turberas y demás espacios lacustres se muestran especialmente útiles en este aspecto. Por otra parte, en este tipo de cuencas de depósito el material sedimentado lo hace de manera secuencial de modo que se pueden extraer sondeos coherentes en el tiempo, en los que la base sea más antigua que la zona superior. Si se realizan análisis polínicos de muestras consecuentes en un sondeo de estas características y además se realizan dataciones absolutas se pueden obtener curvas de cambio vegetal a lo largo de un periodo concreto y por tanto secuencias de cambio climático a lo largo de dicho periodo.
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