Ele alınan bir bitki tohumunun, ilk bakışta cansız olduğu sanılır. Oysa tohumun içinde bir yaşam söz konusudur. Tohumda hiçbir noksanı olmayan her yönü ile olağanüstü bir düzen söz konusudur. Tohumdaki iç düzeninin tam olarak açıklanmasında bugünkü bilgiler yetersiz ve bilim adamları çaresiz kalmaktadır.
Tohum, “Çiçekteki dişi organın döllenmesiyle oluşan embriyoyu ve yedek besinleri bulunan generatif üreme organı” olarak tanımlanabilir. Tohumluk ise bitkilerin üretilmesinde kullanılan generatif ya da vejetatif öğelerin (tohum ya da çelik, yumru, soğan) tümünü kapsayan bir sözcüktür.
Toprağa düşen, cansız görünümdeki küçük bir tohumdan koskoca bir bitki nasıl gelişip oluşur?
Bu büyük ve olağanüstü olguda, bilinmesi ve üzerinde durulması gerekli ilk olay çimlenmedir. Şu halde çimlenme nedir? Biyolojik olarak çimlenme: “Uygun koşulların bulunması halinde tohum embriyosundan, normal bir bitki oluşturma yeteneğine sahip bir yapının, tohum gömleğini aşarak, dışarı çıkması” biçiminde tanımlanabilir. Tüm bitki tohumları, tohum gömleği ile çepeçevre sarılmış bir Embriyona sahiptir. Embriyonun büyüklüğü, yapısı ve görünümü, bitkiden bitkiye önemli farklılıklar gösterir.
Çoğu bitki tohumları, uygun çevre koşulları bulunduğunda çimlenebilir. Örneğin bezelye tohumları, tohum gömleği içerisinde bile kimi zaman çimlenebilirken, kimi narenciye tohumları, meyve içerisinde bile çimlenebilir. Buna karşın bir bölüm bitki tohumları çevre koşulları çimlenmeye uygun olsa bile haftalar, aylar, hatta yıllar geçmeden çimlenemezler. İçsel nedenlerle kimi tohumlarda ortaya çıkan bu olgu, Dormansi, Uyku ya da dinlenme dönemi olarak tanımlanır.
Çimlenmede ilk aşama olarak su absorbe edilir ve tohumun hacmi büyür. Tohum gömleğinde su miktarının artması, oksijen ve karbondioksit geçirgenliğinin olağanüstü yükselmesine neden olur. Kuru tohumlarda bu olgu son derece sınırlıdır. Su alarak tohumun şişmesi sonucu, çoğu kez tohum gömleği çatlar. Ancak kimi tohumlarda, bu çatlama birincil kök oluşuncaya değin görülmez.
Suyun girmesi ile tohum hücrelerindeki enzim aktivitesine bağlı olarak solunum fazlalaşır. Solunumun hızlanmasıyla, alınan oksijen ve havaya verilen karbondioksit miktarlarıyla orantılı olarak artan solunum katsayısı, tohumdan tohuma çok değişir.
Olağan çevre koşulları altında ve uygun bir süre içerisinde çimlenemeyen tohumda, çimlenmeyi sağlayan maddelerin yok olduğuna ya da etkinliklerini yitirdiklerine inanılmıştır. Bu gibi tohumlar ölü tohum olarak bilinir. Sıcaklık ve nem, tohumda yaşamla ilgili işlevleri hızlandırır. Kuru ve soğuk ortam ise yaşam etkinliğini en aza indirir, tohumun uzun süre canlı kalmasını ve içerisindeki yaşamı sürdüren sistemin korunmasını sağlar.
Yaşamın sürdürülmesi için tohumlar özel besin maddeleriyle donatılmıştır. Çoğunlukla bitki tohumlarının kimyasal bileşimleri iyi bilinmektedir. Kimi zaman bitki tohumları, içerdikleri besin maddelerine göre, nişastalı, proteinli ve yağlı tohumlar şeklinde sınıflandırılırlar. Bu sınıflandırma yüzeyseldir. Tohumlarda bulunan besin maddeleri, çeşitli karbonhidrat, protein, yağ ve minerallerin değişik oran ve miktarlarda karışımlarından oluşmuştur. Bu da, tohumların özellik kazanmasına ve bu özelliklerine göre işlem görmelerine neden olur. En büyük tohumların, en küçüklerine oranla milyon kez daha fazla besin maddesi içerdikleri saptanmıştır.
Dünyada insan besini olarak buğday başta gelir ve çeltik bitkisinin tohumu olan pirinç ise ikinci sırayı alır. Dünyanın çeşitli ülkelerinde çavdar, arpa, mısır, sorgum, darı ve yulaf tohumları, insan besini olarak önemli yer tutar. Mısır ve çavdar Amerika ve Avrupa ülkelerinde önceliği alırken, Uzakdoğu ülkelerinde pirinç, Afrika ülkelerinde darı öncelik alır.
Endüstrinin çeşitli ve önemli ürünleri yanında, ilaç ve kozmetik maddelerle, alkollü içkilerin üretimlerinde de bitki tohumlarından geniş ölçüde yararlanılır. Örneğin, hammadde olarak yağlı tohumlar, endüstriyel üretimde öncelikle ve büyük miktarlarda kullanılır.
Bitki tohumları arasında irilik yönünden olduğu kadar, oluşan tohum miktarı yönünden de olağanüstü farklılıklar görülür. Örneğin, bir hindistancevizi ağacı yılda yalnızca birkaç tohum oluştururken, bir horozibiği bitki türü olan Amaranthus graecizans bitkisi 6 milyon, bir kazayağı (Chenopodium) bitkisi 10 milyon, bir tütün bitkisi de 1 milyon civarında tohum oluşturur. Buna bağlı olarak, kimi bitkilerin çevreye tohumla yayılımı çok geniş düzeyde iken, kimilerinde yayılım alanı çok sınırlıdır.