植物的生长方向是由哪些因素影响的？

植物对周围环境的反应，最奇妙的莫过于它的生长方向，比如从一粒小小的植物种子萌发开始，它就知道根应该往地下生长，而茎干则伸向天空。

这是一个极为普通的现象，然而植物为什么要这样呢？它是怎样懂得上和下的概念呢？又是由什么力量促使它选择根朝下，茎朝上的生长方向呢？怎样解释这种生理机制？

重力对植物的影响

科学家们首先想到的是重力，他们从物理学想到，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？达尔文无法作出更进一步的解释。

至1926年，美国植物生理学家温特做了一个这样的实验。他使植物的胚芽鞘一面受光照，另一面对着无光的黑暗处。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化合物，即植物生长素，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，结果导致弯曲发生。

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而形成的。当植物受到重力刺激时，在植物组织下部的生长素含量会大大增加，于是就使植物的根朝下生长，而茎则朝上生长了。

自从温特发现植物生长素的秘密后，很多科学家投入到这一研究领域。他们发现植物根总是朝着地心引力的方向生长，这同样通过生长调节剂在根细胞里不同的分布来实现，于是这些学者们提出，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。