Información para el tríptico.

Una fotografía tomada a través de un microscopio se llama FOTOMICROGRAFÌA.

 La fotomicrografía científica es la técnica fotográfica que se realiza utilizando un microscopio y una cámara fotográfica para observar muestras de material biológico, como organismos, partes de estos, tejidos, células (que pueden teñirse para mejorar el contraste y observarse mejor); y materia inerte, por ejemplo rocas, minerales, compuestos orgánicos e inorgánicos. Todo esto con el fin de obtener imágenes de interés y utilidad en la comunidad científica al mismo tiempo que están al alcance de todos.

La fotomicrografía tiene un carácter científico pero también  busca ser estética para poder atrapar la atención del observador y provocar su interés. Debido a esto se ha convertido en una valiosa herramienta dentro del área de los conocimientos.

El principio de la fotomicrografía data de finales del siglo XVII con los detallados dibujos que elaboraban Antoni Van Leeuwenhoek y Robert Hooke de todo lo que observaban en sus microscopios. Sin embargo no se obtuvo una fotomicrografía como tal hasta 1802 cuando Thomas Wedgewood uso un microscopio solar para obtener fotomicrografías utilizando un papel revestido con cloruro de plata, por desgracia no era posible conservar las tomas debido a que no existía un método para fijar la imagen. Años más tarde, en 1835, William Henry Fox Talbot desarrolló una técnica de fijación con la que experimentó y logró capturar las primeras fotomicrografías de materiales naturales.

Con los avances tecnológicos, la fotomicrografía ha evolucionado y ha conseguido abarcar diversos campos de estudio, desde sus aplicaciones en Medicina y todas las ramas de la Biología hasta su uso en técnicas forenses. Se han incorporado a su técnica cámaras integradas en los microscopios, microscopios conectados a ordenadores, softwares especializados en fotomicrografías y una cantidad enorme de cámaras digitales con accesorios diseñados para trabajar con microscopios.

Técnica para tomar una fotomicrografía.

Para comenzar, se debe preparar la muestra del material que se desea fotografiar, teniendo en cuenta el tipo de microscopio que se usara, ya que de no ser una muestra preparada correctamente la observación será limitada.

 

Siempre se comienza la observación microscópica con el objetivo de menor aumento, luego de lograr el enfoque cambiar de objetivo para ir resaltando los detalles hasta encontrar lo que se desea fotografiar. En muchos casos se requerirá usar uno o varios objetivos para observar todos los detalles de las piezas.

Se debe mantener el cuerpo de la cámara firmemente con una mano y enfocar con la otra mano. Obtener la fotomicrografía a través de uno de los oculares.

Al momento de obtener la fotomicrografía, con la cámara se puede realizar un acercamiento para que los detalles de las características microscópicas se puedan apreciar mejor. Se recomienda que las fotomicrografías se capturen con un aumento de 10x o mayor.

La posición de la muestra y de la iluminación es sumamente importante para lograr una buena toma. El factor más influyente al momento de obtener la fotomicrografía es la iluminación, por esto se requiere la alineación correcta de las fuentes de luz. Puede regular la cantidad de luz con la ayuda del diafragma.

Aplicación de la Fotomicrografía en el género Opuntia.

Entre las plantas más notables que caracterizan el paisaje de las zonas áridas de México se distingue un fascinante grupo vegetal,  la familia Cactácea, el cual está integrado por el grupo de los cactus y el de los nopales.

Esta familia es autóctona del Continente Americano en donde se encuentra distribuida especialmente en las regiones áridas y semiáridas. México, por sus peculiares condiciones de latitud, topografía y climas es el país que alberga, posiblemente, la mayor cantidad de especies.

Los comúnmente llamados nopales pertenecen al género Opuntia, del cual se conocen casi 300 especies. Sin embargo, hay solo 10 o 12 especies hasta ahora utilizadas por el hombre, ya sea para producción de fruta y nopalitos para alimentación humana, forraje o cochinilla para obtención de colorante.

Las plantas del género Opuntia son plantas suculentas, con adaptaciones morfológicas y fisiológicas relacionadas con el árido ambiente donde se encuentran.

La suculencia es una de sus principales características, resultante de la proliferación celular masiva de ciertos tejidos parenquimatosos, asociada a un aumento en el tamaño de las vacuolas y a una disminución de los espacios intercelulares. Este fenómeno permite a los órganos de la planta acumular grandes cantidades de agua en forma muy rápida durante los breves períodos de humedad.

Los tallos suculentos y articulados o cladodios, presentan forma de raqueta ovoide o alongada, su tamaño depende del agua y de los nutrientes disponibles. Sobre ambas caras del cladodio se presentan las yemas, llamadas aréolas, que tienen la capacidad de desarrollar nuevos cladodios, flores y raíces aéreas según las condiciones ambientales.

Las aréolas presentan en su cavidad espinas, que generalmente son de dos tipos: algunas pequeñas, agrupadas en gran número (gloquidios) - comúnmente llamadas aguates- y las grandes que son, según algunos botánicos, hojas modificadas. Los cladodios excretan una sustancia “viscosa” llamada mucílago. El mucílago del nopal es un polisacárido fibroso, altamente ramificado cuya función es retener el agua y participar en el proceso de germinación de las semillas.

 

Las flores son sésiles, hermafroditas y solitarias, se desarrollan normalmente en el borde superior de los cladodios. Presentan corola dialipétala con pigmentación rosácea. Se desarrollan desde las areolas.

Su ovario es ínfero, unilocular, con muchos óvulos que presentan placentación parietal; el estigma se caracteriza por tener muchos lóbulos, de cinco a diez; el androceo posee gran cantidad de estambres con anteras basifijas. La floración tiene lugar en primavera. Una vez efectuada la fecundación, el perianto se marchita y cae, pero a veces permanece adherido al fruto por algún tiempo.

Su fruto, la tuna, es una baya unilocular polisperma, carnosa, de forma ovoide, de tamaño pequeño, de color rojo a  guinda. Con semillas lenticulares, de testa clara, embrión curvo, cotiledones grandes y perisperma bien desarrollado.

Fotomicrografías de la estructura de estomas y anteras en cladodios y flor de Opuntia.

Los estomas son grupos de dos o más células situadas en la epidermis de los tejidos verdes de las plantas, las hojas principalmente (en el caso del género Opuntia se distribuyen en los cladodios), permiten regular el intercambio gaseoso y la transpiración en las plantas. Cada uno está formado por dos células oclusivas que dejan entre sí una abertura llamada ostiolo o poro, debajo del cual se encuentra la cámara subestomática; y dos o más células adyacentes a las oclusivas llamadas células anexas.

El mecanismo de apertura y cierre estomático depende de varios factores, como a luz, el agua disponible, iones (K+ o Na+) o los niveles de CO₂. La apertura de los estomas es la consecuencia del aumento de la turgencia dentro de las células oclusivas, en situaciones de escasez de agua las células oclusivas pierden líquido y por lo tanto su turgencia dando como consecuencia el cierre del ostiolo. Esto significa que cuando el volumen de este líquido es grande las células oclusivas absorben agua aumentando su turgencia, por lo que se separan.  Esto permite el intercambio de gases (CO₂-O₂) en el proceso de fotosíntesis: entra dióxido de carbono y sale oxígeno, también por el ostiolo escapa vapor de agua (transpiración). Cuando la cantidad de agua ha llegado hasta cierto nivel bajo causado por la transpiración las células oclusivas pierden turgencia, disminuyendo su tamaño causando el cierre del ostiolo para evitar más perdida de agua.

Los estomas en Opuntia se caracterizan por ser pequeños, escasos y de tipo Paracítico, es decir que tiene dos células anexas paralelas a las células oclusivas. 

A diferencia de la mayoría de las plantas que abren sus estomas durante el día, los de Opuntia se abren durante la noche para evitar la deshidratación, de modo que la entrada de CO₂ y la pérdida de vapor de agua asociada ocurren en la parte más fresca del ciclo de 24 horas. Este patrón de intercambio de gases es conocido como Metabolismo Ácido de las Crasuláceas (MAC), encargado de almacenar el CO₂ obtenido durante la noche convirtiéndolo en ácido málico hasta la mañana siguiente, cuando la luz solar activará la función clorofílica haciendo a la planta extraer el CO₂ del ácido málico para convertirlo en glucosa.

En la fotomicrografía se observa a detalle la estructura de cuatro estomas de la especie Opuntia donde se distinguen las  células oclusivas cerradas con presencia de cloroplastos en su interior, así como su par de células anexas. También se puede identificar la elaborada arquitectura celular de la epidermis en las líneas curvas que delimitan a sus células. Las estructuras redondeadas que aparecen delimitadas en un tono verde oscuro dispersas entre los estomas son cúmulos de oxalato de calcio.

El oxalato de calcio le ayuda a la planta a disminuir la toxicidad del ácido oxálico precipitándolo y fungir como almacén de nutrientes, en respuesta a la presencia de altos niveles de calcio. Se localizan en la parte externa de los cladodios y su tamaño aumenta en relación a su estado de maduración,  es decir, se encuentra en mayor concentración en pencas de nopal cuya fase de desarrollo es más temprana comparado con las pencas cuya etapa de crecimiento es más tardío.

Las especies de Opuntia tienen un androceo formado por numerosos estambres filamentosos unidos a las anteras de modo basifijo. Las anteras son las que contienen el polen, en este caso, al ser anteras ditecas, consisten en dos compartimentos llamados tecas, cada una conteniendo dos microsporangios, unidas entre sí por tejido conectivo, de la misma manera que las une al filamento. Los microsporangios son los sitios de formación de polen.

Los granos de polen son partículas fecundantes con potencialidad masculina, necesarias para la reproducción de las plantas ya que su misión es fertilizar a los óvulos para dar lugar a la formación de semillas y asegurar, así, la continuidad de la especie.

Los granos de polen en Opuntia presentan las siguientes características generales: granos esferoidales, apolares, radiosimétricos, pantoporados, poros operculados, esculturados con exina semitectada o tectada.

Cuando el polen ha madurado, ocurre un fenómeno llamado dehiscencia: la apertura de las anteras para liberar el polen. En el género Opuntia ocurre de forma longitudinal.

La fotomicrografía muestra un par de anteras de una especie de Opuntia, en el interior de cada una están las tecas donde existe gran cantidad de polen, observado como una aglomeración de cuerpos esféricos. Esto se debe a que la muestra fue tomada de un botón, por lo que las anteras están inmaduras: la dehiscencia no ha ocurrido por lo tanto el polen no se ha liberado.