植物从一粒小小的种子萌发开始，它就知道根应该往地下生长，而茎干则伸向天空。这个极为普通的现象其实蕴涵着复杂的科学难题：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? 最普遍的解释是重力因素，地球的引力是影响植物生长方向的重要因素。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，但达尔文无法进一步解释这为何不同。
　　美国植物生理学家弗里茨·温特，从胚芽鞘中分离出植物生长素，它具有促使植物生长的功能。生长速度的不同导致植物生长弯曲。于是温特认为，植物的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。有的学者认为，植物根总是朝着地心引力的方向生长，这同样是通过生长调节剂在根细胞里不同的分布来实现的。美国俄亥俄州立大学的植物学家迈克尔·埃文斯和同事们通过研究认为，无机钙对于植物的生长方向起着举足轻重的作用。美国德克萨斯州立大学的研究人员斯坦利·鲁在研究中发现，由于细胞的极性带动钙的移动，从而导致植物茎干总是向上生长，而根则朝地下生长。植物生长的方向到底取决于什么，目前依然是个科学难题。
　　【责任编辑】李金