植物是怎样辨别方向的？

人们在播种时，从来不会去考虑种子在土壤里的状态，不会在意种子萌芽之后，为什么根总是往下长，而茎干却是往上长。我们知道，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，植物怎么分清方向呢？植物也有感觉器官吗？这些问题在很长时期困扰着科学家。植物的枝干为什么往上长，根却往地下扎，或许很少有人去思考。目前，科学家希望借助于空间科学，来揭示植物的生长奥秘。

当植物长到一定的高度后，把花盆倾斜，但植株仍朝上生长。科学家们首先从物理学角度考虑，他们认为，地球的引力一定是影响植物生长方向的重要因素。

美国的植物生理学家做了一个实验，他使植物的胚芽鞘一面受光，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，他从胚芽鞘中分离出一种化合物，也就是植物生长素，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，导致植物生长弯曲。植物生理学家认为，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。

自从发现植物生长素的秘密后，很多科学家都投入到这一研究领域。他们又发现，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不同的分布来实现，于是这些科学家提出，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？

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”到重力的牵引，并以何种方式回应重力的牵引作用，重力的牵引是如何导致植物在生长过程中的生化反应发生变化，成为了科学家的研究内容。

美国的植物学家提出了一个新的理论：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？植物学家解释说，因为根冠有着极为丰富的含淀粉体的细胞，而淀粉体是一种贮存淀粉和大量无机钙的大荚膜，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。

一些科学家认为，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”。

植物在太空中生长已经不是新鲜的实验，但这项实验是植物在“人造重力”环境下生长的实验。它将给植物生长环境提供人造磁场（相当于人造重力的环境），细胞中的原生质将在人造磁场的影响下运动，包括淀粉颗粒也将“感觉”到这种磁力。科学家介绍说，颗粒本身并没有磁性，但它们可以被磁化，如果把磁铁靠近它们，它们会产生一个微弱的磁场，科学家可以籍此来移动淀粉颗粒。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。

人类一直希望用航天飞机把植物种子送上天，让种子在太空中生长，相信空间科学的发展，将有助于人类揭开植物生长的奥秘。