keretnélküli|jobb
A növénytan vagy botanika a biológiának növényekkel foglalkozó ága. A botanika szó ógörög eredetű, a βοτάνη (botané) szó legelőt, füvet, takarmányt jelent. A botanikusok érdeklődési körébe mintegy 400 ezer faj tartozik, amelyből 248 ezer virágos növény.
A botanika mint a mérgező és gyógynövények ismerete a legrégebbi tudományágak közé tartozik. Az ókortól kezdve egészen a reneszánszig az orvostudomány egyik mellékágaként oktatták; ebből a célból számos füvészkertet is létesítettek az egyetemeken. A növényfajok tudományos rendszerezésének, katalogizálásának igénye már korán felmerült, a jelenleg is használt kéttagú tudományos elnevezéseket Carl Linné vezette be a 18. században.
A 19. és 20. században jelentős fejlődésen esett át a növényi sejtbiológia, genetika és biokémia. A 20. század végén a molekuláris biológia módszereinek felhasználásával lehetővé vált a növények rendszerezése genetikai kódjuk alapján.
A modern növénytan a kutatások igen széles skáláját foglalja magába, többek között tanulmányozza a növények morfológiáját, élettanát, biokémiáját, egyedfejlődését, ökológiáját, evolúcióját, rendszerezését és a növények betegségeit. A botanikai kutatások gyakorlati alkalmazásából a mezőgazdaság, erdészet, textilipar, gyógyszeripar, építőipar stb. profitálhat; segíthetnek megőrizni a biodiverzitást és enyhíteni a globális felmelegedés hatásait.
Története bélyeg|A parafa sejtjeinek rajza Robert Hooke Micrographia c. művében (1665)
A botanika mint tudomány gyökerei a gyógynövényismerethez nyúlnak vissza.Sumner 2000. 16. o. A legkorábbi növénytani leírások és osztályozások i. e. 1100 előtti indiai,Reed 1942 7–29. o. valamint avesztai nyelven írt irániIyer 2009 117. o. és olyan kínai szövegekből származnak, amelyeket az ország i. e. 221-beli egyesülése előtt írtak.Needham, Lu, Huang 1986
A modern botanika az ókori Görögországban vette kezdetét, elsősorban Arisztotelész tanítványa, Theophrasztosz (kb. i. e. 371–287) által, aki kidolgozta és leírta alapvető elveit és emiatt „a botanika atyjának” is szokták nevezni.Greene 1909 140–142. o. Ebben a témában írt művei, A növények természetrajza és A növények okairól, 1700 évig, egészen a középkorig, a botanika tudományának alapművei voltak.. Rajta kívül nagy befolyást gyakorolt az időszámításunk első évszázadában élt orvos és gyógyszerész, Pedaniosz Dioszkoridész ötkötetes, gyógynövényekről írt enciklopédiája, a De Materia Medica, amelyet szintén legalább 1500 évig forgattak rendszeresen.Mauseth 2003 532. o. A kora középkori iszlám tudomány hozzájárulása a botanikához többek között Ibn Vahsijja Nabateus mezőgazdaság, Abu Hanifa ad-Dinavari (828–896) Növények könyve és Ibn Baszal A talajok osztályozása c. művei. A 13. században Abu al-Abbász al-Nabati és Ibn al-Bajtar (†1248) írt tudományos jellegű növénytani munkákat.Dallal 197. o.Panaino 93. o.Levey 116. o.
A 16. század közepén több itáliai egyetemen botanikus kertet létesítettek; az elsőt a hagyomány szerint Padovában, amely ma is 1545-ben kialakított helyén található. Korábban a kolostorok tartottak fenn praktikus okokból gyógynövénykerteket. Az egyetemi botanikus kertek segítették a tudományág oktatását és gyógyító hatásuk demonstrálását. Észak-Európában csak később terjedtek el, pl. Angliában az első botanikus kertet az Oxfordi Egyetemen hozták létre, 1621-ben. Ekkoriban a botanika még mindig csak az orvostudomány mellékága volt.Hill Németországban Leonhart Fuchs (1501–1566) és Hieronymus Bock orvosok (1498–1554) (utóbbit Hieronymus Tragusként is említik), valamint Otto Brunfels teológus (1489–1534) volt a botanika három német atyjaYaniv & Bachrach 157. o. Fuchs és Brunfels szakított a hagyománnyal, amely az ókori írók másolásán alapult és saját megfigyeléseket is tettek; Bock pedig kidolgozta saját osztályozási rendszerét. A szintén német Valerius Cordus (1515–1544) halála évében adta ki a botanikai és gyógyszerészeti szempontból egyaránt jelentős Historia Plantarumot, két évvel halála utána pedig megjelent a sokáig használatban lévő gyógyszerkönyve, a Dispensatorium.Sprague A kor jelentős botanikusai voltak a svájci Conrad von Gesner (1516–1565), az angol John Gerard (1545–1611) és az olasz Ulisse Aldrovandi (1522–1605). Robert Hooke 1665-ben mikroszkópjával a parafát vizsgálva fedezte fel a sejteket, amelyeket később élő növényi szövetekben is felismert.Waggoner
Az első magyar füveskönyvet Méliusz Juhász Péter (1532-1572) debreceni református lelkész adta ki Herbarium az füveknek nevekről, természetekről és hasznairól címmel. Könyve Adam Lonitzer Herbariumán alapult, és bár kiegészítette magyarországi növényekkel is, ő maga nem volt botanikus. Beythe István (1532–1612) 1583-ban összeírta a növények magyar és latin neveit és Stirpium nomenclator Pannonicus Németújváron adta ki. Fia, a szintén református pap Beythe András (1564-1599) Melius könyvére alapozva szintén írt egy népszerű füveskönyvet.Magyar füveskönyvek, füvészkönyvek Lásd még: A magyar botanika története
bélyeg|bal|Linné birtokának kertjében a rendszertan szerint voltak ültetve a növények
A 18. században Európában kezdték megismerni a távoli kontinensek, gyarmatok növényeit is. Megjelentek az első taxonómiai rendszerek (rend, család stb.) és elkészültek az első választásos kulcs szerinti növényhatározók is. A korai rendszerek sok esetben mesterséges csoportokba osztották be a növényeket. 1753-ban Carl von Linné Species Plantarum címmel megjelentette saját, hierarchikus osztályozási rendszerét, amely máig a növénytaxonómia alapját képezi. Ő vezette be a kéttagú latin tudományos neveket, amelyben az első név a nemzetséget, a második a fajt jelentette.Capon 220–223. o. Linné a porzók száma alapján rendszerezte 24 csoportba a virágos növényeket, és valamennyi virág és porzó nélküli fajt (mohákat, páfrányokat, gombákat) a Cryptogamia csoportba sorolta.Hoek, Mann & Jahns 9. o.
A növényanatómiai, morfológiai és az életciklusokra vonatkozó ismeretek gyarapodásával továbbfejlesztették Linné mesterséges rendszerét. Adanson (1763), De Jussieu (1789) és De Candolle (1819) a virágzaton túl további jellegzetességekkel jellemezte a taxonómiai csoportokat. Ekkoriban az osztályozást pusztán morfológiai alapon végezték, és kényelmi, gyakorlati szempontok vezérelték; miután azonban elterjedt Darwin evolúcióelmélete, a rokon csoportokat egymás tényleges leszármazottainak kezdték tekinteni.Starr 299. o.
Az első modern botanikai mű Matthias Schleiden 1842-ben kiadott Grundzüge der Wissenschaftlichen Botanikja volt.Morton 377. o. Schleiden sokat mikroszkopizált és Theodor Schwann-nal valamint Rudolf Virchowval közösen kidolgozta az élőlények sejtelméletét; továbbá az elsők között ismerte fel a Robert Brown által felfedezett sejtmag jelentőségét.Harris 76–81. o.
Modern növénytan bélyeg|200px|Transzgénikus növények tenyésztése
A 19. század közepén Gregor Mendel (1822-1884) borsóval végzett kísérletekkel bizonyította be a gének létezését. A század végén Eugenius Warming és más tudósok munkája révén kialakultak a növényökológia alapkoncepciói, rájöttek, hogy a növények társulásokat alkotnak. Christen C. Raunkiær elmélete a növények életformáiról a mai napig érvényben van. Henry Chandler Cowles, Arthur Tansley és Frederic Clements rájött, hogy a társulások idővel megváltozhatnak, vagyis felfedezték az ökológiai szukcesszió jelenségét. Clements vezette be a klimax vegetáció fogalmát, amely az adott klimatikus viszonyoknak leginkább megfelelő, legstabilabb társulást jelenti. Alphonse de Candolle korábbi munkáira alapozva, a szovjet Nyikolaj Ivanovics Vavilov lefektette a biogeográfia alapjait, bevezette a haszonnövények eredetcentrumainak fogalmát, és felderítette háziasításuk folyamatának részleteit. A 20. század elején Katherine Esau (1898–1997) adta ki növényanatómiai könyveit, amelyek majdnem egy félszázadig voltak nélkülözhetetlen alapművek.
Az 1960-as évek közepétől fény derült a növényélettan fizikájára, ismertté vált a vízszállítás mechanizmusa, a párologtatás hőmérsékletfüggése és a sztómákon keresztül történő vízpára- és szén-dioxid-diffúzó mikéntje. A Ronald Fisher, Frank Yates és más kutatók által bevezetett statisztikai újítások a botanikában is átalakították a kísérlettervezést és a kapott adatok analízisét. 1948-ban Kenneth V. Thimann felfedezte az első növényi hormont, az auxint, amellyel be lehetett avatkozni a növények fejlődésébe. Frederick Campion Steward kifejlesztette a hormonok által szabályozott növényi szövetkultúra módszerét. A szintetikus auxin (2,4-dikloro-fenoxiecetsav) egyike volt az első kereskedelmi forgalomba kerülő szintetikus herbicideknek.
A szerves kémiai analízis 20. századi fejlődése, az olyan technikák, mint a spektroszkópia, kromatográfia vagy elektroforézis nagyban elősegítették a növényélettan biokémiájának kutatását. Tanulmányozhatóak a növények génjei, az azokról készülő fehérjék, valamint anyagcseréjük részletei. Gottlieb Haberlandt már 1902-ben feltételezte, hogy valamennyi növényi sejt totipotens, vagyis szövetkultúrában egész növénnyé fejleszthető. A jelenség kihasználásával egyszerűen lehet tanulmányozni a gének hatásait, azáltal hogy kikapcsolják őket vagy jelzőmolekulákat (mint pl. a zöld fluoreszcens protein) kötnek hozzájuk. A modern génsebészeti technikákkal előállított növények vagy szövettenyészetek képesek peszticideket, antibiotikumokat vagy egyéb hatóanyagokat termelni. A taxonómia is egyre inkább felhagy a morfológiai tulajdonságok elemzésével és helyette a DNS-szekvencia alapján határozzák meg a fajok rokonsági viszonyait. A nukleinsav-analízis alapján 1998-ban újragondolták a zárvatermők családjainak egymás közötti rokonságát.
A növénytan jelentősége és ágazatai bélyeg|bal|Hölgypáfrány levele növénygyűjteményben
Mivel a növények termelik szinte a teljes állati élet létfenntartásához szükséges oxigént és kémiai energiát, tanulmányozásuk alapvető fontosságú. A soksejtű növényekben és egysejtű algákban (valamint a baktériumokhoz tartozó kékmoszatokban zajlik a fotoszintézis folyamata, amely a napfény energiája, szén-dioxid és víz felhasználásával energiahordozó és a szintetikus folyamatokban felhasználható cukrokat állít elő. A fotoszintézis melléktermékeként oxigén szabadul fel, amelyet (egyes baktériumok kivételével) valamennyi élőlény felhasznál a létfolyamataihoz szükséges kémiai energia előállításához. A növények fontos szerepet játszanak a szén és a víz globális körforgásában, gyökereik megkötik és stabilizálják a talajt, megakadályozva azok erózióját. A növények alapvető fontosságúak az emberiség fennmaradása és jövője szempontjából: élelem, oxigén, gyógyszerek, építőanyag, ruhák, papír és számos más iparcikk forrásai.
A botanikusok a növények biokémiai folyamatait, sejtműködésüket, szöveti felépítésüket, az egyes egyedeket vagy társulásaikat tanulmányozzák. A tudományághoz tartozik a növények osztályozása és törzsfejlődésének tanulmányozása is.
Korábban az élővilágot állatokra és növényekre osztották fel és a növénytanhoz soroltak mindent, ami nem volt állatnak minősíthető, vagyis a gombákat és baktériumokat is. A szó legszigorúbb értelmezésében a „növény” a szárazföldi növényeket vagy embriofitákat jelenti, amely a zárvatermőket (pl. virágos növények), nyitvatermőket (fenyők), harasztokat (páfrányok) és mohákat foglalja magába. Az embriofiták soksejtű algáktól származnak és életciklusokban kisebb-nagyobb mértékben a mai napig megfigyelhető a moszatokban kialakult haploid (gametofiton) és diploid (sporofiton) generációk váltakozása. A fejlettebb növényeknél (nyitva- és zárvatermők) a gametofiton már csak minimális méretű és a sporofitontól csak mikroszkóp alatt lehet elkülöníteni. A baktériumokat ma a mikrobiológia, a gombákat és zuzmókat a mikológia, a nem-zöld algákat a fikológia, a vírusokat a virológia tanulmányozza. Ettől függetlenül a botanikusnak készülő egyetemi hallgatókat többnyire megismertetik a gombákkal és fotoszintetizáló egysejtűekkel is.