很少有人去思考，为什么植物的枝干往上长，根却往地下扎？人很容易分辨方位，因为人有一套非常复杂的感觉系统，那么，植物靠什么分辨方向呢？植物也有感觉器官吗？科学家希望借助空间科学，揭开植物生长方向的奥秘。
达尔文没找到答案
当花盆中的植物长到一定高度后，把花盆倾斜，植物仍会朝上生长。这一现象引起了科学家的兴趣。
科学家首先想到的是重力，他们从物理学角度认为，地球的引力一定是影响植物生长方向的重要因素。当时，进化论的鼻祖达尔文曾观察到，植物的芽和根在改变生长方向时，各部分细胞的生长速度不同，但这一切又是由谁来决定的呢？达尔文无法作出进一步的解释。
１９２６年，美国植物生理学家弗里茨·温特做了一个实验，他使植物的胚芽鞘一面受光，另一面对着黑暗处。结果胚芽鞘的生长发生了有趣的变化，渐渐朝着有光的方向弯曲。后来，温特从胚芽鞘中分离出一种植物生长素，它具有促使植物生长的功能。当胚芽鞘受到光照时，生长素就聚集到遮荫的一侧，而生长素的积累使遮荫部分生长加快，受光部分则由于缺少生长素而生长较慢，导致植物弯曲生长。于是温特认为，植物茎或叶片的弯曲是由于生长素在组织内的不对称分布造成的。
许多植物的生长都有向光性，但在北半球许多森林中的树木，其主干都是笔直朝上生长的，而太阳从来没有在它们的正上方光顾过，况且有些树木还是从一些被埋在见不到阳光的土壤里萌发出来的。
重力为幕后操纵者
温特发现植物生长素的秘密后，很多科学家又发现植物的根总是朝着地心引力的方向生长。
植物的根总是朝着地心引力的方向生长，通过植物生长素在根细胞里的分布来实现。于是有科学家提出，也许有一种被称为“平衡面”的重力感应物流向根细胞的底部，从而影响生长调节剂在细胞中的分布。可是这种“平衡面”究竟属于何物，又是如何起作用的呢？
还有科学家认为，重力在植物的方向感知方面充当了某种重要角色，并且影响着植物的诸多表现行为，但植物究竟怎样“感觉”重力的牵引，并以何种方式回应重力的牵引尚不清楚。重力的牵引是如何使植物在生长过程中产生生化反应变化的，又成为了科学家感兴趣的研究内容。
无机钙不可忽视的作用
近年来，美国俄亥俄州立大学的植物学家迈克尔·埃文斯及其同事提出了新的理论：无机钙对于植物的生长方向起着举足轻重的作用。他们在研究中发现，植物的弯曲生长过程中，无论是根冠下侧部位还是芽的上侧部位，都存在着高含量的无机钙。
那么，无机钙又是如何使植物辨别方向的呢？埃文斯解释说，因为根冠有着极为丰富的含淀粉体的细胞，在重力的作用下，淀粉体就会把内部的钙送到根冠下侧。这时，如果用特殊的实验手段去阻止钙的移动，植物就不会按正常的方式去生长。同样，植物的芽虽然没有冠部，但也含有丰富的淀粉体，淀粉体也能将其内部的无机钙送到上侧的细胞中。这说明，无机钙对植物生长方向起着不可忽视的重要作用。
航天技术或可揭谜
一些科学家推测，当植物细胞中的流动物质（原生质）在重力的作用下向下流动的时候，细胞壁上的压力会相应地发生变化并产生某种信号，来辨别哪是“上”，哪是“下”。
据悉，美国宇航局计划用航天飞机把植物种子送上天，希望揭开植物生长的奥秘。美国宇航局“生命磁场”实验的主要负责人卡尔·哈森斯坦说：“航天飞机将把亚麻种子送上地球轨道，在那里，将由计算机控制种子萌发时所需要的水与温度。在这种环境中，重力已经变得微乎其微了，同时，植物细胞中的原生质，以及淀粉颗粒的运动也将发生变化。”科学家指出，研究淀粉颗粒在不同环境下的运动状态可能有助于揭开种子萌发方向的秘密。
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