一顆種子被種在土壤中，汲取了充足的養分之後，它「破殼而出」開始生長，根部鑽進泥土裡，不斷地向下生長，而莖部則鑽出泥土，伸向天空。這樣的生長現象我們都見過，也不足為奇。那麼你有沒有思考過，為什麼植物會按特定的生長方向生長？是誰在控制著植物的生長嗎？
植物從種子萌發時期就知道自己應該的生長方向，不會把根部和莖部搞混，知道根應該往地下生長，莖應該伸向天空。但就是這個在生活中非常普通的現象讓科學家們感到疑惑：植物為什麼會這樣做呢？它懂得「上」和「下」的概念嗎？這種生理機制應該如何進行科學地解釋？
植物的生長方向到底是什麼在控制？科學家們首先想到的自然是重力，萬有引力這個定律是一切事物都遵循的規律。植物的根受重力影響而向下生長，聽起來是一個很合理的解釋。根據這個道理，科學家們推測，如果將植物的根部平放，在太空中生長，那麼它的根就會橫向生長。但是在地球上，植物的根永遠向下生長的機理並沒有完全解決。
我們在播撒種子的時候都是隨意播撒，那麼植物在萌髮長出根部時，必定要尋找「下」的方向，在這個過程中，植物的根會改變方向，彎曲生長，最終找到正確的方向。科學家們發現，植物的根和莖在改變生長方向時，各部分細胞的生長速度是不同的。這顯然無法用重力因素來解釋。如果說莖部彎曲生長時細胞生長速度不同是因為光照的影響，那為何根部也遵循同樣的規律呢？
為了揭開植物的生長方向之謎，美國植物生理學家弗裡茨·溫特在1926年進行了植物胚芽鞘與光反應的實驗，通過實驗發現了植物體內與生長密切相關的激素生長素。溫特認為，植物的根部和莖部向下、向上以及彎曲生長都是由於生長素在植物的組織內分布不均勻造成的。其實生長素的作用就像人類的生長激素一樣，如果人體各部分生長激素分布不均勻，也會造成生長速度的差異。
生長素被發現之後，也引起了許多科學家的興趣，很多科學家都開始投入植物生長素的機理研究中，期待探索出更多未知的奧秘。然而美國一位植物學家麥可·埃文斯提出關於植物生長不同的看法，他認為無機鈣對植物的生長方向也起著不可忽視的作用，但具體的控制機理尚不明確。究竟是誰在控制著植物生長的方向？與植物生長方向有關的研究也逐漸深入，是生長素還是無機鈣，還是兼而有之？目前依然是未知的秘密。