Tại sao rễ thực vật thường đâm xuống còn thân thực vật lại mọc lên?

Hạt cây trồng được rải xuống đất, có hạt đứng thẳng, có hạt đổ nghiêng, có hạt nằm sấp, có hạt lại nằm ngửa, lại có hạt bị chổng ngược, chúng ở mọi tư thế khác nhau, thế nhưng tại sao rễ của thực vật bao giờ cũng đâm xuống, còn thân thực vật lại hướng lên trên?

Điều này vốn là do tác dụng sức hút của tâm Trái Đất. Thực vật sau khi bị kích thích theo một hướng của môi trường bên ngoài, sẽ sản sinh ra sự phản ứng theo một hướng, hiện tượng này gọi là “tính hướng”. Ví dụ, lá cây bị ánh sáng Mặt Trời hướng vào sẽ sinh trưởng theo hướng của ánh sáng Mặt Trời, khiến cho mặt lá cây vuông góc với ánh sáng Mặt Trời. Điều đó được gọi là “tính hướng ánh sáng”. Rễ và thân cây chịu sức hút của tâm Trái Đất sẽ sinh trưởng theo hướng xuống đất hoặc theo hướng ngược lại, gọi là “tính hướng đất”. Nếu ta đặt nằm ngang một cây và để yên bất động thì sau một số ngày, rễ cây sẽ phát triển cong xuống (tính hướng đất dương), còn thân cây sẽ cong hướng lên trên (tính hướng đất âm). Nếu cùng ở tư thế đó, nhưng thường xuyên xoay quanh trục dọc, khiến cho các bộ phận xung quanh đều chịu tác dụng của sức hút Trái Đất, loại bỏ sự kích thích theo một hướng của sức hút thì bạn sẽ thấy cả rễ và thân cây đều mọc theo hướng nằm ngang chứ không cong.

Vậy sức hút của tâm Trái Đất tại sao lại có thể gây ra sự phát triển trái ngược của rễ và thân cây như vậy? Cơ chế của vấn đề này rất phức tạp. Có một cách giải thích như sau: tính hướng đất của rễ và thân cây là kết quả do một phía sinh trưởng tương đối nhanh, một phía lại sinh trưởng tương đối chậm, cong về phía sinh trưởng tương đối chậm, sự sinh trưởng nhanh chậm khác nhau của hai phía có liên quan đến nồng độ khác nhau của chất sinh trưởng; mà sự khác nhau về nồng độ của chất đó lại do tác dụng một chiều của sức hút tâm Trái Đất gây nên.

Chất sinh trưởng là một loại hooc môn thực vật, nồng độ thấp sẽ thúc đẩy sự sinh trưởng, nồng độ cao sẽ ức chế sự sinh trưởng. Sự phát triển của rễ và thân có phản ứng không giống nhau đối với nồng độ chất sinh trưởng, nồng độ chất sinh trưởng thấp sẽ thúc đẩy sự sinh trưởng của rễ, và ức chế sự sinh trưởng của thân, ngược lại nồng độ chất sinh trưởng cao sẽ ức chế rễ sinh trưởng và thúc đẩy thân sinh trưởng mạnh.

Khi cây đặt nằm ngang, do tác động của sức hút Trái Đất, chất sinh trưởng sẽ ngấm xuống phía dưới, nồng độ chất sinh trưởng ở phía dưới phần thân cây sẽ cao, sinh trưởng nhanh hơn phía trên, khiến cho phần đầu của thân cây cong lên trên, phía dưới của rễ nồng độ chất sinh trưởng cao gây tác dụng ức chế sinh trưởng chậm hơn phía trên, nên đầu rễ sẽ cong xuống dưới. Đây chỉ là một sự giải thích thông thường, còn trên thực tế phức tạp hơn nhiều.

Tính hướng của thực vật (tính hướng đất, tính hướng ánh sáng, tính hướng nước...) là một trong những hiện tượng thích nghi trong quá trình tiến hóa của thực vật. Nó đem lại sự thuận lợi rất lớn cho sản xuất nông nghiệp.

Do thân và rễ có tính hướng đất, nên khi gieo hạt ta không cần quan tâm đến vị trí của hạt. Nếu không, con người sẽ phải còng lưng mà gieo từng hạt từng hạt sao cho vuông góc với đất, thật là phiền phức biết bao nhiêu!