Növénytan
A hajtásos növények testét olyan, bizonyos testtájakon elhelyezkedő szövetek alakítják ki, amelyek több-kevesebb ideig osztódásra képesek. Ezeket a szöveteket osztódó szöveteknek nevezzük. Ilyenek működnek pl. a gyökér- és a hajtáscsúcsban . Ezek működésének eredménye az említett szervek hosszanti irányú megnyúlása. Az osztódó szövet sejtjei vékony falúak és nagy sejtmagvúak. Sok bennük a plazma és kevés a sejtnedvüreg. Az osztódó szövetek által létrehozott, már tovább nem osztódó sejtek alkotják az állandósult szöveteket. Ilyenek a bőr-, az alap- és a szállítószövet. Ezek sejtjei az utolsó osztódást követően még egy darabig növekednek.
A külső környezet számtalan veszélyt rejteget az élőlények számára. A szárazság, a magas vagy az alacsony hőmérséklet, a kórokozók és a sérülések ellen egyaránt védekezniük kell. Az egysejtű baktériumokat, moszatokat és gombákat a sejthártya és a sejtfal védi a környezet kedvezőtlen hatásaitól. Ezek a külső rétegek azt is lehetővé teszik, hogy a sejt a belső egyensúlyát a környezet változásai ellenére is fenntartsa. A soksejtű növények egyes sejtjeinek a felszínén ugyanezek a védő rétegek megtalálhatók. A hajtásos növényeken ráadásul egy, a többitől eltérő és az egész növényt beborító ellenálló sejtréteg, a bőrszövet is hozzájárul a test védelmének és egyensúlyának biztosításához. Ez a szövet a gyökerektől a virágokig és a termésekig minden növényi szervet betakar. Sejtjei lapítottak és a legtöbb növényben csak színtelen színtesteket tartalmaznak. Ennek következtében a hajtás bőrszövete a fényt átengedi, de a külső oldala vízgőzt és gázokat át nem eresztő kutikula- és viaszrétege megakadályozza az anyagok szabad áramlását. A gyökér bőrszövetét nem borítja ilyen védő réteg.
Az egy- és többsejtű növények sejthártyája és sejtfala, valamint a hajtásos növények bőrszövete a védelmen és a belső egyensúly biztosításán kívül azt is lehetővé teszi, hogy rajta keresztül a szervezet számára szükséges anyagok bejussanak, illetve a felesleges anyagok eltávozzanak. A szerves anyagok képzéséhez pl. a növénynek víz és szén-dioxid felvételére van szüksége, a felesleges oxigénmennyiségtől pedig meg kell szabadulnia. Az egysejtű és a telepes növények minden sejtje a sejthártyáján és a sejtfalán keresztül közvetlenül jut hozzá a számára szükséges anyagokhoz, és a felesleges anyagok szintén ezeken a rétegeken keresztül távoznak. A hajtásos növények elsődleges szűrőrétege azonban már a bőrszövet. Mindenekelőtt a lomblevelek bőrszövetén keresztül zajlik le a gázcsere[3] és a vízgőz párologtatása[4], de más szervek (szár, virág, termés) is kismértékben részt vesznek ezekben a folyamatokban. A gázok és a vízgőz-molekulák különleges, a növény által szabályozható nyílásokon, a gázcserenyílásokon keresztül cserélődnek, illetve távoznak. A vízveszteség csökkentésének érdekében ezek a kis képződmények a szárazföldi növények levelének általában a fonákán helyezkednek el. A gázcserenyílások két zárósejtből és a közöttük levő légrésből állnak.
A szén-dioxid mellett a növényeknek testük felépítéséhez vízre és ásványi tápanyagokra is szükségük van. Amíg a szén-dioxidot a levegőből, a vizet és az ásványi anyagokat a talajból veszik fel. Ez utóbbi anyagok felvétele a gyökér feladata. A gyökér csúcsán egy nyálkás szövetréteg, az ún. gyökérsüveg helyezkedik el, amelynek feladata a gyökér csúcsának védelme és a talajba való behatolásának az elősegítése. A gyökérsüveg fölötti bőrszöveti sejtekből kis, kesztyűujjszerű nyúlványok - gyökérszőrök - nyúlnak ki, amelyek a gyökér más sejtjeivel együtt a víz és az ásványi tápanyagok felvételében működnek közre. A gyökér növekedésével a csúcstól távolabb eső gyökérszőrök elpusztulnak, és helyettük a süveg irányában mindig újak képződnek. Így a víz- és tápanyagfelvételre képes gyökérfelületek mindig új, ezen anyagokban gazdag talajalkotókkal kerülnek kapcsolatba. A gyökér által felszívott anyagok az edénynyalábokon keresztül vándorolnak a szárba és a levelekbe, ahol belőlük szerves anyagok képződnek. A szerves anyagok képzésének a legfőbb helyei a levelek belső szövetei. Itt, a színi és a fonáki bőrszövet között alapszövet helyezkedik el . A színi bőrszövet alatti sejtek oszlopszerűen megnyúltak. Bennük sok zöld színtest van. Mindenekelőtt ezekben zajlik le a napfény energiájának megkötése és a szerves anyagok előállítása, a fotoszintézis folyamata. Ezt a sejtréteget ezért táplálékkészítő alapszövetnek nevezzük. A fonáki bőrszövet alatt szabálytalan alakú sejtek vannak, sok sejtközötti járattal. Ezek biztosítják a gázcserenyílások közreműködésével az oszlop alakú sejtek szén-dioxiddal való ellátását.
A fotoszintézis eredményeképpen a zöld színtestekben tehát vízből és szén-dioxidból szerves anyagok, mindenekelőtt cukrok keletkeznek. A folyamat eredményeképpen oxigén szabadul fel. A cukrok a továbbiakban elhagyják a táplálékkészítő alapszövetet és a raktározó szervekbe vagy felhasználásuk helyére szállítódnak. Itt átalakulhatnak keményítővé vagy más szerves anyagokká. A talajból felvett ásványi tápanyagok is beépülhetnek ezekbe a vegyületekbe. A nitrogén felhasználásával például fehérjék képződnek. A növényeket a gombákkal és az állatokkal ellentétben autotróf szervezeteknek nevezzük, mert önállóan képesek szerves anyagok előállítására. A gombák és az állatok, mint heterotróf szervezetek, a növények által előállított szerves anyagokból élnek.
A víz és az ásványi tápanyagok, illetve a kész szerves anyagok szállítását a felhasználási helyükre a szállítószövetek végzik. A sejteken belül a plazma áramlása lát el hasonló feladatokat. A szállítószövet a harasztok, a nyitva- és a zárvatermők minden testrészében megtalálható. Sejtjei, illetve a sejtek összeolvadásából létrejött elemei a szállítás irányában csőszerűen megnyúltak . Ezekben az elemekben az anyagok szabadon áramolhatnak. A szállítószövet sejtjei és elemei a növény testében kötegekbe, ún. edénynyalábokba tömörülnek . Alkotóik kétféle feladatot látnak el: a talajból fölvett vizet és ásványi tápanyagokat a fotoszintetizáló szövetekhez szállítják, illetve a kész szerves anyagokkal a növény valamennyi élő sejtjét ellátják. A kétirányú szállításnak megfelelően az edénynyalábok két fontos részét különböztetjük meg: a vizet és az ásványi tápanyagokat fölfelé szállító farészt és a szerves anyagokat minden irányba eljuttató háncsrészt. A két rész együtt biztosítja a növény nedvkeringését. A szár edénynyalábjaiban a háncsrész többnyire a külvilág irányában, a farész pedig a tengely irányában helyezkedik el. Az anyagok áramlását az edénynyalábok farészében egyrészt a gázcserenyílások általi párologtatás szívóhatása, másrészt a vízfelvételt végző gyökérsejtek préselő hatása, az ún. gyökérnyomás biztosítja. A vékony kapillárisokat[5] képező edénynyalábokban az összefüggő vízoszlop folyamatosan mozdul el a rá ható erők által megszabott irányba.
A vízpára gázcserenyílásokon keresztüli távozását a növény a légrés nyitásával, illetve zárásával szabályozni képes. A vízzel telt, megduzzadt zárósejtek a légrést kinyitják, míg a vizüket vesztett, petyhüdt zárósejtek azt bezárják. A meleg, a szárazság és a szél fokozza a növény párologtatását.
Egyes növényekben az edénynyalábok fa- és háncsrésze között is működik egy osztódó szövet, amely a szerv folyamatos vastagodását biztosítja . Ezt az osztódó szövetet kambiumnak nevezzük. A kambium a fák törzsében összefüggő gyűrűt képez . A kambiumgyűrű kifelé a háncs-, befelé a fatestet gyarapítja. A fa bőrszövete ezt a nagymértékű gyarapodást nem bírja ki, és szétszakadozik. Helyén, egy újabb kambiumréteg tevékenységének eredményeképpen, héjkéreg fejlődik. Ez a további vastagodás miatt berepedezik, de belülről mindig pótlódik. Ilyen berepedezett héjkérget láthatunk pl. a tölgyfa törzsén .
A növények felesleges anyagaiktól nemcsak a külső környezetbe való kiválasztással (pl. gázcserével, párologtatással), hanem sejtjeiken belüli vagy azok köré történő kiválasztással is megszabadulhatnak. E kiválasztási tevékenységük legfőbb helyei a sejtnedvüregek és a sejtfalak. A sejtnedvüregekben gyakran szilárd kristályok, ún. zárványok halmozódnak fel.
[3] A gázcsere az a fizikai folyamat, amelynek során a szervezet a számára szükséges gázt (a megvilágított növény a szén-dioxidot, a sötétben lévő az oxigént) felveszi, és a felesleges gázoktól (a megvilágított növény az oxigéntől, a sötétben lévő a szén-dioxidtól) megszabadul.
[4] A növények a vízgőz gázcserenyílásokon keresztüli elpárologtatásával hőmérsékletüket szabályozzák és szívóerőt fejtenek ki a gyökerek irányába, amivel azok tápanyagfelvételét elősegítik.
[5] A kapillárisok hajszálvékony csövek.