为什么植物的根朝下生长而茎朝上？

　　【常见问题】为什么植物的根朝下生长而茎朝上？

　　【专家解答】一直以来，科学家们都很好奇：是什么力量促使植物选择根朝下、茎朝上的生长方向呢？

　　直到上世纪20年代，美国植物生理学家弗里茨·温特从一个实验中才找到一丝答案。他将一株植物的胚芽鞘放在一个黑暗的屋子中，然后用一支手电筒给胚芽鞘的一面提供“阳光”，而另一面则完全处于黑暗中。一天一夜后，胚芽鞘的形状弯成了一把弓，而弓隆起的方向，正是手电光照射的方向。也就是说，这株植物的胚牙鞘受到遮阴的部分生长加快，而受到手电光照射的部分则生长明显变慢，从而导致了“弓”的形成。

　　实验表明，是光照给了胚芽鞘刺激，左右了它的生长。于是，弗里茨·温特再对胚芽鞘进行研究，几个月后，从胚芽鞘中分离出一种化合物——“植物生长素”。 弗里茨·温特发现，这种植物生长素具有促使植物生长的功能，由此他认为，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。当植物受到外界的刺激也就是光照的刺激时，植物组织下部也就是根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。

　　后来，美国俄亥俄州立大学的植物学家迈克尔·埃文斯又有一个新发现：无机钙也能影响植物的生长方向。他在研究中发现，在植物的弯曲生长过程中，无论是根的尾部还是芽的尖部，都存在着含量很高的无机钙。因为植物的根冠有着极为丰富的含淀粉体的细胞，而淀粉体就会把其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，植物马上就会表现出不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有着不可忽视的重要作用。

　　那么，既然淀粉体内有许多无机钙，而无机钙又能在植物体内来去自如，除了重力之外，又是哪一种力量使无机钙如此方便地上下移动呢？再后来，美国得克萨斯州立大学的研究人员斯坦利·鲁通过研究发现，这是由于细胞的上端和下端之间的电荷不同，两端电荷的不一致引起细胞极化。结果，为数众多被极化的细胞排列在一起，总电荷就强得足够吸引任何相反电荷的钙原子，驱使它们在体内移动。于是，斯坦利·鲁得出结论，由于细胞的极性带动钙的移动，从而导致植物茎干向上伸展，而根则朝地下延伸。

　　到底是哪一种因素控制了植物的生长方向？目前的科学研究，显然还没有给出一个确定的答案。揭开植物生长方向的秘密，是否会促使一项新技术的诞生，并且让人类从中受益？实则，这也正是让植物学家们最感兴趣的地方。

　　【耕种帮点评】相信很多人在小的时候就会有这样一种疑惑，那就是为什么植物生长会是根朝下茎朝上呢？上文耕种帮耕种帮为您介绍了几位科学家的研究成果以及这个问题的答案，相信看完本文后，大家就能知道为什么了，好了，本文就为您介绍到这了，感谢您的支持！