Φυτό

Ορισμός

Τα φυτά είναι μια από τις δύο ομάδες στις οποίες παραδοσιακά χωρίζονται οι οργανισμοί· η άλλη είναι τα ζώα. Η διαίρεση χρονολογείται τουλάχιστον από τον Αριστοτέλη (384 π.Χ. - 322 π.Χ.), ο οποίος διέκρινε σε φυτά, που γενικά δεν κινούνται, και σε ζώα, τα οποία συχνά κινούνται για να πιάσουν την τροφή τους. Πολύ αργότερα, όταν ο Λινναίος (1707-1778) δημιούργησε τη βάση του σύγχρονου συστήματος επιστημονικής ταξινόμησης, οι δύο αυτές ομάδες έγιναν τα βασίλεια Vegetabilia (αργότερα Metaphyta ή Φυτά) και Animalia (ονομάζονται επίσης Μετάζωα). Από τότε έχει καταστεί σαφές ότι στο φυτικό βασίλειο, όπως είχε αρχικά οριστεί, περιλαμβάνονταν αρκετές άσχετες ομάδες, όπως οι μύκητες και αρκετές ομάδες φυκών, οι οποίες αφαιρέθηκαν και ταξινομήθηκαν σε νέα βασίλεια. Ωστόσο, οι εν λόγω οργανισμοί εξακολουθούν να θεωρούνται συχνά φυτά, κυρίως σε δημοφιλή πλαίσια.
Έξω από τα επίσημα επιστημονικά πλαίσια, ο όρος "φυτό" υπονοεί συσχετισμό με ορισμένα χαρακτηριστικά, όπως το να είναι ο οργανισμός πολυκύτταρος, να διαθέτει κυτταρίνη, και να έχει τη δυνατότητα να πραγματοποιήσει φωτοσύνθεση.

Εξέλιξη

Η εξέλιξη των φυτών έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση των επιπέδων της πολυπλοκότητας, από τα πρώτα φύκια, μέσα από τα βρυόφυτα, τα λυκόποδα, τις φτέρες στα σύνθετα γυμνόσπερμα και αγγειόσπερμα του σήμερα. Οι ομάδες που εμφανίστηκαν νωρίτερα συνεχίζουν να αναπτύσσονται, ιδίως στο περιβάλλον στο οποίο εξελίχθηκαν.
Τα στοιχεία δείχνουν ότι τα πρώτα φύκη σχηματίστηκαν πάνω στη γη 1.200 εκατομμύρια χρόνια πριν, αλλά δεν ήταν μέχρι την Ορδοβίκια περίοδο, περίπου 450 εκατομμύρια χρόνια πριν, που τα χερσαία φυτά εμφανίστηκαν. Ωστόσο, νέα στοιχεία από τη μελέτη των αναλογιών των ισοτόπων του άνθρακα σε βράχους του Προκάμβριου έχει δείξει ότι τα σύνθετα φωτοσυνθετικά φυτά αναπτύχθηκαν πάνω στη γη πριν από 1 δις χρόνια. Αυτά ξεκίνησαν να διαφοροποιούνται προς το τέλος της Σιλούριας περιόδου, περίπου 420 εκατομμύρια χρόνια πριν, και τα αποτελέσματα της διαφοροποίησής τους εμφανίζονται με αξιοσημείωτη λεπτομέρεια σε σύμπλεγμα απολιθωμάτων του πρώιμου Δεβονίου από τον πυριτόλιθο του Rhynie ("Rhynie chert", Rhynie, Σκωτία). Σε αυτόν τον πυριτόλιθο διατηρούνται τα πρώτα φυτά με κυτταρική λεπτομέρεια, απολιθωμένα σε ηφαιστειακές πηγές. Έως τα μέσα της Δεβόνιας Περιόδου τα περισσότερα από τα χαρακτηριστικά που αναγνωρίζονται στα φυτά σήμερα είναι παρόντα, συμπεριλαμβανομένων των ριζών, των φύλλων και του δευτερεύοντος ξύλου, και μέχρι το ύστερο Δεβόνιο είχαν αναπτυχθεί οι σπόροι. Τα φυτά του ύστερου Δεβονίου είχαν έτσι φτάσει έτσι σε ένα βαθμό πολυπλοκότητας που τους επέτρεψε και να σχηματίσουν δάση ψηλών δέντρων. Η εξελικτική καινοτομία συνεχίστηκε και μετά την Δεβόνια περίοδο. Οι περισσότερες ομάδες φυτών ήταν σχετικά αλώβητες από την Πέρμια-Τριασική εξαφάνιση, αν και οι δομές των κοινοτήτων αλλάξαν. Αυτό ίσως να προετοίμασε το σκηνικό για την ανάπτυξη των ανθοφόρων φυτών στο Τριαδικό (~ 200 εκατομμύρια χρόνια πριν), η οποία ανάπτυξη ήταν εκρηκτική στην Κρητιδική περίοδο και το Τριτογενές. Η τελευταία μεγάλη ομάδα φυτών που αναπτύχθηκε ήταν τα χόρτα, τα οποία έγιναν σημαντικά στα μέσα του Τριτογενούς, πριν από περίπου 40 εκατομμύρια χρόνια. Τα χόρτα, καθώς και πολλές άλλες ομάδες, ανέπτυξαν νέους μηχανισμούς μεταβολισμού για να επιβιώσουν των χαμηλών συγκεντρώσεων CO₂ και των θερμών και ξηρών συνθηκών στους τροπικούς τα τελευταία 10 εκατομμύρια χρόνια.

Διάκριση με βάση τη διατροφή

Σχετικά με την ικανότητα της διατροφής τους, τα φυτά διακρίνονται σε αυτότροφα και ετερότροφα. Αυτότροφα είναι τα φυτά εκείνα που χάρη στην παρουσία της χλωροφύλλης που απορροφά την ακτινοβολούμενη ενέργεια του ηλιακού φωτός είναι ικανά να αυξήσουν το σώμα τους, μετατρέποντας τις ανόργανες ουσίες του εδάφους και του αέρα σε οργανικές συνθέσεις. Τα ετερότροφα φυτά είναι εκείνα που είναι ανίκανα για μια αυτόνομη ζωή και ζουν σε βάρος άλλων οργανισμών (παράσιτα) ή αναπτύσσονται πάνω σε οργανικές ουσίες που βρίσκονται σε κατάσταση αποσύνθεσης (σαπρόφυτα).

Διάκριση με βάση τη μορφή

Τα φυτά ανάλογα με τη μορφή τους διακρίνονται σε: ξυλώδη (π.χ. δέντρα), στα οποία ο βλαστός και τα κλαδιά είναι ξυλοποιημένα, σε θαμνώδη, που δεν έχουν πραγματικό κορμό, αλλά ξυλοποιημένα κλαδιά που φυτρώνουν από το έδαφος, σε φρυγανώδη, σε αναρριχώμενα και σε ποώδη. 
Επίσης τα φυτά διακρίνονται σε καλλιεργούμενα, σε άγρια, σε φυτά των τοίχων, σε φυτά φαρμακευτικά, που χρησιμεύουν στην Ιατρική ως φάρμακα, σε δηλητηριώδη κ.ά. Επίσης σε ξηρόφυτα που ζουν σε ξερά περιβάλλοντα, σε υδρόφυτα που προτιμούν ποσότητα νερού, σε θερμόφιλα, σε ψυχρόφιλα κλπ.

Εξωτερική μορφολογία

Στα απλούστερα φυτά το σώμα τους συνίσταται από ένα και μόνο κύτταρο, μέσα στο οποίο και πραγματοποιούνται όλες οι λειτουργίες της ζωής. Σύμφωνα με την εξελικτική θεωρία τα απλά αυτά φυτικά κύτταρα συνενώθηκαν σε αποικίες ως αθροίσματα, αρχικά με χαλαρό δεσμό και αργότερα με σταθερότερο, απ΄ όπου και προέκυψαν τα πολυκύτταρα φυτά. Παράλληλα δε με τον "καταμερισμό της εργασίας" που αρχικά εκδηλώθηκε μεταξύ των διαφόρων μερών του πολυκύτταρου σώματος, βαθμιαία άρχισε και η διαφοροποίηση των μερών αυτών η οποία και οδήγησε τελικά στο πολύπλοκο φυτικό σώμα των ανωτέρων φυτών. Έτσι, ενώ στα κατώτερα φυτά ένα τμήμα μπορεί να εκτελέσει όλες της λειτουργίες, στα ανώτερα φυτά οι διάφορες λειτουργίες γίνονται μέσα σε ίδια όργανα, όπου τα κύτταρα αθροίζονται σε καθορισμένους και ειδικευμένους ιστούς.

Στα κατώτερα φυτά, (θαλλόφυτα), η πολυπλοκότητα της μορφής και της κατασκευής τους εμφανίζει ποικίλες διαβαθμίσεις. Ομάδες των αλγών όπως φαιοφύκη και ερυθροφύκη μοιάζουν συχνά με ανώτερα φυτά ως προς το σχηματισμό και τη διάταξη των μερών του σώματός τους. Στα δε βρυόφυτα η σταδιακή διαφοροποίηση του θαλλού παρουσιάζει ακόμη στενότερη και παράλληλη ανάπτυξη ως προς τα ανώτερα φυτά. Κάποια μάλιστα εξ αυτών έχουν βλαστόμορφα και φυλλόμορφα σωματικά τμήματα που μοιάζουν με όργανα ανωτέρων φυτών. Πάντως ρίζες βλαστοί και φύλλα δεν εμφανίζονται ούτε στα θαλλόφυτα. Αυτά αποτελούν μέρη των ανωτέρων και ανωτάτων φυτών που προέκυψαν σύμφωνα με νεότερες αντιλήψεις βαθμιαία μετά την εξάπλωση στην ξηρά των φυτών που προηγουμένως ζούσαν στη θάλασσα. 
Η φύση των διαφόρων μερών του φυτικού σώματος στα τελειότερα φυτά υπήρξε για μακρό χρόνο βασικό μορφολογικό πρόβλημα. Συγκριτικές μελέτες επ' αυτών απέδειξαν πως τμήματα, αν και φαίνονται διαφορετικά, εντούτοις μπορούν να έχουν όμοια σχέση προς το όλο σώμα του φυτού, δηλαδή να είναι "ομόλογα". Το άνθος για παράδειγμα σε κάποιες περιπτώσεις είναι ομόλογο προς το βλαστό, και τα μέρη του άνθους ομόλογα με τα φύλλα. Αντίθετα, τμήματα διάφορα ως προ τη σχέση τους προς το όλο, μπορεί να είναι όμοια ως προς τη λειτουργία, οπότε αυτά καλούνται "ανάλογα". Έτσι τα πεπλατυσμένα πράσινα στελέχη πολλών φυτών ξηράς αγόνων περιοχών είναι ανάλογα προς τα φύλλα.
Έτσι με την ανάπτυξη των γνώσεων επί της αμοιβαίας σχέσης των διαφόρων μερών του φυτού οι βασικές οργανικές μονάδες του περιορίστηκαν σε τρεις: τη ρίζα, το βλαστό και τα φύλλα. Κατά τελευταίες επίσης παρατηρήσεις σε απολιθωμένα λείψανα παλαιότερων φυτών ξηράς απέδειξαν πως και οι τρεις αυτές κατηγορίες των φυτικών τμημάτων δεν είναι απόλυτες. Διαπιστώθηκε ότι τελικά αυτές προέκυψαν ως αποτέλεσμα της εξελικτικής ανάπτυξης που δεν μπορούν σαφώς να χωριστούν μορφολογικά.

Υποστηρίζεται πως η γενική μορφολογική εικόνα του φυτού πρέπει να είναι ο άξονας ανάπτυξής του. Έτσι υπό αυτή την έννοια δεν υφίστανται θεμελιώδη τμήματα. Ρίζες και φύλλα θεωρούνται δευτερεύουσες εμφανίσεις οι οποίες διαφοροποιήθηκαν σε διαφορετικά όργανα επί ενός πρωτογενούς άξονα του βλαστού, όπου το φύλλο για παράδειγμα προέκυψε είτε ως πλάγια επέκταση του άξονα, είτε ως κλαδικό σύστημα που έγινε επίπεδο και πλατύ για την ανάπτυξη ιστού. 
Η ρίζα είναι το υπόγειο τμήμα του φυτού και απορροφά νερό και ανόργανα στοιχεία του εδάφους. Τα ριζικά κύτταρα δεν εκτείθενται στο φως και ως εκ τούτου δεν φωτοσυνθέτουν. Τις ενεργειακές ανάγκες τους καλύπτουν από ουσίες που προμηθεύονται από τα φύλλα και το βλαστό. Ο βλαστός είναι το επίμηκες –συνήθως κυλινδρικό- όργανο του φυτού που συνδέει όλα τα υπόλοιπα φυτικά μέρη. Πολλές φορές κύτταρά του φωτοσυνθέτουν ή/και αποταμιεύουν ουσίες.
Τα φύλλα είναι τα «φωτοσυνθετικά εργοστάσια», μπορούμε να πούμε, κάθε φυτού. Τις περισσότερες φορές έχουν μεγάλη επιφάνεια, με στόχο να συλλέγουν μεγάλες ποσότητες φωτός και να δουλεύει πιο εντατικά η φωτοσύνθεση.
Τα άνθη χρησιμοποιούνται από τα φυτά για φυλετική αναπαραγωγή. Το τυπικό άνθος αποτελείται από σέπαλα ή κάλυκα, πέταλα ή στεφάνη και στήμονες ή/και ύπερο. Πολλές φορές τα φυτά στα άνθη τους χρησιμοποιούν ελκυστικά χρώματα κι αρώματα για την προσέλκυση εντόμων που βοηθούν στη διάδοση γενετικού υλικού και την επικονίαση. Τα άνθη που χρησιμοποιούνται συνήθως εξελίσσονται σε καρπούς, οι οποίοι περιέχουν έναν ή περισσότερους σπόρους (σπέρματα).

Ιστοί

Τα πιο συνηθισμένα είδη ιστών στα φυτά είναι:
Ο παρεγχυματικός ιστός, που είναι το μεγαλύτερο τμήμα του φυτικού σώματος και οι λειτουργίες που επιτελεί είναι η φωτοσύνθεση, η αποταμίευση ουσιών (άμυλο, έλαια, φαινόλες, αέρια) και η γρήγορη μεταφορά ουσιών (που οφείλεται στη διαμόρφωση του πλασμαλήμματος και του κυτταρικού τοιχώματος). Αυτονόητο είναι πως κάθε παρεγχυματικό κύτταρο μπορεί να εκτελεί όλες ή κάποιες από τις παραπάνω λειτουργίες ανάλογα με τις ανάγκες.
Ο στηρικτικός ιστός έχει σαν ρόλο να προσδίδει συγκεκριμένο σχήμα και κατάλληλη ελαστικότητα στα διάφορα φυτικά μέρη. Χωρίζεται σε κολλέγχυμα και σκληρέγχυμα, με κύρια διαφορά μεταξύ αυτών των δύο την ύπαρξη ή απουσία λιγνίνης στα κυτταρικά τοιχώματα.
Ο επιδερμικός ιστός που «περιβάλλει το πρωτογενές φυτικό σώμα» είναι ρυθμιστής των ουσιών που εισέρχονται ή αποβάλλονται απ’ το φυτό και «προστατεύει το υπέργειο τμήμα από τις υπεριώδεις ακτίνες, τον άνεμο, τα ζώα και τη σκόνη».
Ο εκκριτικός ιστός συναντάται συχνά στις εξωτερικές επιφάνειες και το πλήθος των εκκριτικών κυττάρων συνήθως εργάζεται για την παραγωγή και έκκριση ουσιών όπως ρητίνες, βλέννες, σάκχαρα, άλατα, αρωματικές ουσίες κ.τ.λ.
Ο αγωγός ιστός φροντίζει για τη μαζική μεταφορά ουσιών. Το φλοίωμα μεταφέρει προϊόντα της φωτοσύνθεσης στους ιστούς του βλαστού, της ρίζας και στα μεριστώματα, ενώ το ξύλωμα μεταφέρει νερό και ανόργανα στοιχεία από τη ρίζα στα υπόλοιπα φυτικά μέρη.
Το φυτό απορροφά νερό μέσω των ριζών από τον άμεσο περίγυρό τους, γνωστό ως ριζόσφαιρα. Η απορρόφηση μπορεί να γίνει με την μέθοδο της μαζικής ροής. Το νερό από τη στιγμή που έρχεται σε επαφή τα ριζικά τριχίδια προχωράει προς το εσωτερικό της ρίζας. Το νερό αντλείται αναρροφητικά προς τα φύλλα και η αιτία της αρνητικής πίεσης στην κορυφή των αγγείων είναι η διαπνοή, η οποία είναι υπεύθυνη και για τη μαζική ροή. Σε περίπτωση που σχηματιστούν φυσαλίδες μέσα στα αγγεία, τότε τα βοθρία και οι διάτρητες πλάκες εμποδίζουν την επέκταση του αερίου.
Το νερό απομακρύνεται από το φυτό μέσω της διαπνοής από τα στόματα, τα οποία βρίσκονται στα φύλλα του φυτού. Το φαινόμενο είναι σύνθετο και πραγματοποιείται σε δύο φάσεις. Στην αρχή το νερό από τα κύτταρα του μεσόφυλλου εξατμίζεται προς την εσωτερική ατμόσφαιρα του φυτού, η οποία αποτελείται από κενούς χώρους και τον υποστομάτιο θαλαμίσκο. Η εσωτερική ατμοσφαίρα είναι πάντα πρακτικώς κορεσμένη σε υδρατμούς. Η διαφορά του υδάτινου δυναμικού μεταξύ της εσωτερικής και εξωτερικής ατμόσφαιρας έχει ως αποτέλεσμα την διάχυση του νερού προς την ατμόσφαιρα. Παράγοντες που επηρεάζουν την διαπνοή είναι η αντίσταση του μεσόφυλλου στην διάχυση ουσιών και η αντίσταση των στομάτων, η οποία ρυθμίζεται από το φυτό.
Τα διάφορα μεριστώματα, που είναι συστήματα ταχέως πολλαπλασιαζόμενων κυττάρων και από αυτά θα προκύψουν νέα όργανα του φυτού.
Η συνεργασία όλων αυτών των ιστών στα φυτά δίνει τη δυνατότητα να σχηματιστούν φυτικά όργανα και τελικά να λειτουργούν φυτικοί οργανισμοί. Στα φυτά ξεχωρίζουν η ρίζα, ο βλαστός, τα φύλλα, τα άνθη, οι καρποί και οι σπόροι (σπέρματα).

Ανάπτυξη

Το φυτό αρχίζει να αναπτύσσεται από ένα μικρό σπόρο και μπορεί να γίνει ένα μεγάλο δέντρο. Η ανάπτυξη και οι διαστάσεις που θα πάρει το φυτό εξαρτώνται κατά πρώτο λόγο από την αύξηση του αριθμού των κυττάρων. Το φυτό τρέφεται και οι σχηματιζόμενες, στην περίπτωση αυτή, οργανικές ουσίες μετατρέπονται σε ουσίες του ίδιου του πρωτοπλάσματος. Το κύτταρο αρχίζει να διαιρείται και από το ένα δημιουργούνται δύο.
Η σημασία της ρίζας για το φυτό είναι μεγάλη. Αυτή στερεώνει το φυτό στο έδαφος, προσλαμβάνει από το έδαφος νερό και ορυκτές ουσίες και εφοδιάζει μ' αυτές όλα τα άλλα όργανα του φυτού. Το ριζικό σύστημα στα περισσότερα φυτά μπαίνει σε μεγάλο βάθος μέσα στο έδαφος. Όταν τραβήξουμε το φυτά από τη γη, ολόκληρο σχεδόν το ριζικό σύστημα παραμένει στο έδαφος. Τα ριζικά τριχίδια έχουν για τη ζωή του φυτού τεράστια σημασία. Αυτά προσλαμβάνουν από το έδαφος το νερό και τις θρεπτικές ουσίες. Είναι πολύ τρυφερά, ευπαθή και βραχύβια.

Χρήση

Τα φυτά διακρίνονται σε καλλιεργούμενα, σε άγρια, σε φυτά των τοίχων, σε φυτά φαρμακευτικά, που χρησιμεύουν στην Ιατρική ως φάρμακα, σε δηλητηριώδη κ.ά. Επίσης σε ξηρόφυτα που ζουν σε ξερά περιβάλλοντα, σε υδρόφυτα που προτιμούν ποσότητα νερού, σε θερμόφιλα, σε ψυχρόφιλα κλπ.