A fa kemény, rostos, lignifikálódott szövet, ami a fás növények – cserjék,fák – szárának farészeiből áll. Szövettani szempontból másodlagos a xilém, a növény szállítószövet-rendszerének része, ugyanakkor tartó funkciója is van: ez teszi lehetővé, hogy a fák magasra nőjenek és ott széles koronát fejlesszenek.
A fa heterogén, higroszkópos, sejtes szerkezetű és anizotróp anyag. 40–50%-ban cellulóz, 15–25%-ban hemicellulóz rostokból áll, melyek közé a lignifikáció során 15–30% lignin rakódik. Tartalmazhat még zsírokat, gyantát, viaszt, olajokat, csersavat, színes és ásványi anyagokat. A frissen vágott fában 20–50%, a levegőn szárítottban 10–20% a víztartalom.
A fát mint nyersanyagot az emberiség ősidők óta sok mindenre használja. Elégeti, hogy hőt termeljen vele vagy világítson, mechanikai tulajdonságait kihasználva eszközöket, járműveket, bútorokat, építményeket, épületeket, műalkotásokat, dísztárgyakat hoz létre belőle, kémiai átalakításokkal cellulózt, gyógyszereket, faszenet és egyéb vegyi anyagokat gyárt belőle. A kitermelt fát sok hagyományos mesterség mellett elsősorban a vegyipar és a faipar hasznosítja.
A fatest szerkezete
Faelemek
A fa sejtjei – eredeti rendeltetésüktől függően – különböző méretűek, alakúak, felépítésűek, a faelemek ezekből és ezek egymásba kapcsolódásaiból keletkeznek. Ezek közül a legfontosabbak:
• Trachea, azaz edény. Egymás után elhelyezkedő megnyúlt, tág üregű sejtekből alakul ki úgy, hogy azok elválasztó falai felszívódnak vagy perforálódnak és a sejtek elhalnak. Az így létrejövő csövecske az élő fában a vizet és a benne oldott ásványi anyagokat szállítja a gyökerektől a levelekig.
• Tracheida, vagyis vízszállító sejt. A végein hosszúkásan kihegyesedő, vízszállítást végző, egyetlen sejtből álló elem. Kialakulása után a sejtplazmája felszívódik, élettelen.
• Faparenchima, a fa szövetrendszerének élő, sejtplazmát tartalmazó, kész tápanyagokat továbbító és raktározó eleme. Vékony falú, nagy üregű sejt: ebben állítja elő a fa a színezőanyagokat, illóanyagokat, olajokat, alkaloidákat, kristályos ásványi anyagokat. Nagy mennyiségű fehérjét tartalmaz, ezért a farontó gombák támadásának fő célpontja.
• Farost, erősen vastagodott falú, szűk üregű, hosszúkás, a végein kihegyesedő faelem. Kialakulása után a sejtplazmája felszívódik. Szilárdító feladata van.
A bélsugarak vékony falú parenchimatikus sejtjei az élő fában sugárirányban szállítják, raktározzák a tápanyagokat. Minden fatestben megtalálhatók.
Sejtek
A kitermelt, felhasználásra kész fa anyagának túlnyomó része a növény elhalt sejtjeinek sejtfalaiból és az ezek közötti üregekből tevődik össze.
E sejtfalak merevségüket, tartósságukat a sejtfalvastagodás során beépülő cellulózrostoknak, keménységüket az ezek közé rakódó ligninnek köszönhetik.
A fonál alakú, hosszú, párhuzamosan futó cellulóz makromolekulák kristályrácsba rendeződve úgynevezett micellumokat alkotnak.
A micellumok a nem kristályos részekkel együtt elemi rostokat, micelláris kötegeket, ezek pedig mikrofibrilláris kötegeket képeznek, melyek szövedékei a sejtfalrostok, fibrillumok. Ez utóbbiak alkotják a sejtfal egyes rétegeit, lamelláit, melyekből a végleges sejtfal áll össze. A sejtfal belsejében illetve a felszínén különböző kémiai anyagok halmozódhatnak föl, az előbbi jelenséget inkrusztációnak, az utóbbit adkrusztációnak nevezzük.
Inkrusztálódó anyag például a lignin, a kova, a festékanyagok, a kalcium-oxalát, a kalcium-karbonát, a mézga és a nyálka. A viasz és a para viszont többnyire adkrusztálódik.
A fa nem homogén anyag.
Különböző funkciójú, formájú de általában a fa hossztengelye irányában megnyúlt sejtekből épül fel, és e sejtek falai is rostos szerkezetűek.
Ez eredményezi a fa anizotróp természetét, vagyis azt, hogy a fizikai hatásokra való reagálása azok irányától is függ.
Makroszkópos szerkezet
A fa makroszkópos (vagyis szabad szemmel látható sajátosságai) nemcsak az anyag szépsége, felhasználhatósága szempontjából lényegesek, de a fafajnak az azonosításában is segítségünkre lehetnek. Ezek a jellegzetességek a fatest különböző irányú metszésfelületein különböző módokon mutatkoznak meg.
Bütü vagy keresztmetszet a rostirányra, tehát a fa hossztengelyére merőleges metszésfelület. A fa középvonalán, belén áthaladó, a rostokkal párhuzamos metszet a sugármetszet. Húrmetszet minden olyan metszet, ami párhuzamos a rostokkal, de nem halad át a fa belén.
A fa anyagának makroszkópos jellegzetességei:
Edények, tracheák vagy pórusok. Ha szemmel látható méretűek, akkor a bütümetszeten apró likacsokként, a sugár- és húrmetszeten finom hosszirányú karcok, árkok formájában jelentkeznek. Az edényeket gyakran színes mézgaanyagok vagy tilliszek töltik ki. Állhatnak egyesével, ikerpórust vagy likacssugarat alkotva. Ha a korai pászta edényei feltűnően nagyobb átmérőjűek, mint a kései pásztáé, akkor likacsgyűrűt alkotnak. Ilyenkor gyűrűs likacsú, ettől ellenkező esetben szórt likacsú fáról beszélünk. Az edények gyakran túl kicsik ahhoz, hogy szabad szemmel megláthassuk őket.
Évgyűrűk. A mérsékelt övi fák mindhárom metszetén jól felismerhetőek, kialakulásukat az évszakok váltakozása okozza. Leginkább a bütümetszeten szembetűnők, mint a bél körüli koncentrikus körök vagy ellipszisek. Az évgyűrűben két pászta különíthető el: a tavaszi vagy korai pászta tavasszal, az intenzívebb tápanyagfelvétel idején képződött, lazásabb szövetekből áll, a nyáron létrejött „őszi” vagy kései pászta ennél jóval tömörebb. A sugármetszeten az évgyűrűk párhuzamos vonalakként, a húrmetszeten parabolikus vagy szabálytalan görbékként látszanak. A trópusi fafajoknak nincsenek évgyűrűik, de a csapadékosabb és szárazabb időszakok váltakozása gyakran azokhoz hasonló növekedési zónákat hoz létre.
Gyantajáratok. A gyanta vízben oldhatatlan, amorf váladékanyag, és általában a sejteken kívüli gyantajáratokban található. A bütümetszeten ezek apró pontok, többnyire a kései pásztában. A gyantatáska több gyantajárat összeolvadásával, a szövetek feloldódásával alakul ki az évgyűrűvel párhuzamosan. Szélessége néhány milliméter, hossza több centiméter is lehet.
Bélsugarak. Ha szemmel látható méretűek, akkor a keresztmetszeten a középpontból sugárszerűen szétágazó finom vonalaknak látjuk őket, a sugármetszeten fényes, vonalas, a rostirányra merőleges csíkos rajzolatokként, kisebb vagy nagyobb bélsugártükrökként, a húrmetszeten orsó alakú rövid vonalkákként. Színük a fa alapszínénél világosabb, vele azonos, vagy akár sötétebb is lehet. Állhatnak egyedül vagy halmozottan, az évgyűrűk határán megvastagodhatnak.
Geszt és szíjács. Az élő fa növekedése során a belül elhelyezkedő évgyűrűk szöveteit fokozatosan kikapcsolja az életműködésből. Ezekbe a szövetekbe tartósító anyagok, fagumi, csersav, lignin, festékanyag, ásványi sók épülnek be, és kizárólag mechanikai, tartó funkciójuk marad meg. A fatestnek ez a része a geszt. Az ezt körülvévő, a kéregig tartó, a fa életfolyamataiban még részt vevő szövetek összessége a szíjács. A geszt sötétebb mint a szíjács. Határvonaluk általában egy évgyűrű, a két rész átmenete lehet éles vagy fokozatos. A geszt kiterjedése az egyes fafajokra jellemző tulajdonság. A kitermelt faanyagban a geszthez hasonlóan nyilván a szíjács is elhal, de mivel ebbe nem épülnek be a gesztet tartóssá tevő anyagok, faanyagként a szíjács illetve a széles szíjácsú fák gyakran gyengébb minőségűek, mint a széles gesztű fák.
Parenchimák. A környező szöveteknél világosabb színükkel különülhetnek el a bütümetszeten. Különböző helyeken, sokféle elrendezésben csoportosulhatnak.