谁在控制植物的生长？为何植物的根总是向下生长，茎向上生长？

一颗种子被种在土壤中，汲取了充足的养分之后，它“破壳而出”开始生长，根部钻进泥土里，不断地向下生长，而茎部钻出泥土，伸向天空。这样的生长现象我们都见过，也不足为奇，那么，你有没有思考过，为什么植物会按特定的生长方向生长？是谁在控制着植物的生长吗？

植物从种子萌发时期就知道自己应该的生长方向，不会把根部和茎部搞混，知道根应该往地下生长，茎应该伸向天空。但就是这个在生活中非常普通的现象让科学家们感到疑惑：植物为什么会这样做呢？它懂得“上”和“下”的概念吗？这种生理机制应该如何进行科学地解释？

植物的生长方向到底是什么在控制？科学家们首先想到的自然是重力，万有引力这个定律是一切事物都遵循的规律。植物的根受重力影响而向下生长，听起来是一个很合理的解释。根据这个道理，科学家们推测，如果将植物的根部平放，在太空中生长，那么它的根就会横向生长。但是在地球上，植物的根永远向下生长的机理并没有完全解决。

我们在播撒种子的时候都是随意播撒，那么植物在萌发长出根部时，必定要寻找“下”的方向，在这个过程中，植物的根会改变方向，弯曲生长，最终找到正确的方向。科学家们发现，植物的根和茎在改变生长方向时，各部分细胞的生长速度是不同的。这显然无法用重力因素来解释。如果说茎部弯曲生长时细胞生长速度不同是因为光照的影响，那为何根部也遵循同样的规律呢？

为了揭开植物的生长方向之谜，美国植物生理学家弗里茨·温特在1926年进行了植物胚芽鞘与光反应的实验，通过实验发现了植物体内与生长密切相关的激素生长素。温特认为，植物的根部和茎部向下、向上以及弯曲生长都是由于生长素在植物的组织内分布不均匀造成的。其实生长素的作用就像人类的生长激素一样，如果人体各部分生长激素分布不均匀，也会造成生长速度的差异。

生长素被发现之后，也引起了许多科学家的兴趣，很多科学家都开始投入植物生长素的机理研究中，期待探索出更多未知的奥秘。然而美国一位植物学家迈克尔·埃文斯提出关于植物生长不同的看法，他认为无机钙对植物的生长方向也起着不可忽视的作用，但具体的控制机理尚不明确。究竟是谁在控制着植物生长的方向？与植物生长方向有关的研究也逐渐深入，是生长素还是无机钙，还是兼而有之？目前依然是未知的秘密。