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植物對(duì)周圍環(huán)境的反應(yīng)，最奇妙的莫過(guò)于它的生長(zhǎng)方向，比如從一粒小小的植物種子萌發(fā)開(kāi)始，它就知道根應(yīng)該往地下生長(zhǎng)，而莖干則伸向天空。這是一個(gè)極為普通的現(xiàn)象，然而植物為什么要這樣呢？它是怎樣懂得“上”和“下”的概念呢？又是由什么力量促使它選擇根朝下、莖朝上的生長(zhǎng)方向呢？怎樣解釋這種生理機(jī)制？對(duì)此懷著強(qiáng)烈的興趣。
科學(xué)家們首先想到的是重力，他們從物理學(xué)想到，地球的引力一定是影響植物生長(zhǎng)方向的重要因素。當(dāng)時(shí)，進(jìn)化論的鼻祖達(dá)爾文曾觀察到，植物的芽和根在改變生長(zhǎng)方向時(shí)，各部分細(xì)胞的生長(zhǎng)速度不同，但這一切又是由誰(shuí)來(lái)決定的呢？達(dá)爾文無(wú)法做出更進(jìn)一步的解釋。
到１９２６年，美國(guó)植物生理學(xué)家弗里茨·溫特，做了一個(gè)這樣的實(shí)驗(yàn)。他使植物的胚芽鞘一面受光照，另一面對(duì)著無(wú)光的黑暗處；結(jié)果胚芽鞘的生長(zhǎng)發(fā)生了有趣的變化，漸漸朝著有光的方向彎曲。后來(lái)溫特從胚芽鞘中分離出一種化合物——植物生長(zhǎng)素，它具有促使植物生長(zhǎng)的功能。當(dāng)胚芽鞘受到光照時(shí)，生長(zhǎng)素就聚集到遮蔭的一側(cè)，而生長(zhǎng)素的積累使遮蔭部分生長(zhǎng)加快，受光部分則由于缺少生長(zhǎng)素而生長(zhǎng)較慢，結(jié)果導(dǎo)致彎曲發(fā)生。于是溫特認(rèn)為，植物莖或葉片的彎曲是由于生長(zhǎng)素在組織內(nèi)的不對(duì)稱分布而靠成的。當(dāng)植物受到重力刺激時(shí)，在植物組織下部的生長(zhǎng)素含量會(huì)大大增加，于是就使植物的根朝下生長(zhǎng)，而莖則朝上生長(zhǎng)了。
