Hur vet ett frö åt vilket håll det ska växa?

Du håller ett frö i handen.

Det är litet.

Torrt.

Nästan helt stilla.

Sedan lägger du det i jord och ger det vatten.

Efter ett tag börjar något hända.

En rot kommer ut och växer neråt.

En liten stjälk börjar växa uppåt.

Det verkar självklart.

Men tänk efter.

Fröet ligger under jorden.

Det är mörkt.

Det har inga ögon.

Och du kanske inte ens lade fröet åt “rätt” håll.

Så hur vet det vad som är upp och vad som är ner?

Fröet behöver inte ligga rätt

Om du planterar ett frö med roten åt sidan kommer roten inte bara fortsätta rakt fram.

Den börjar böja sig.

Efter ett tag växer den neråt.

Den unga stjälken gör ungefär motsatsen.

Den söker sig uppåt.

Det betyder att växten inte behöver börja i perfekt position.

Den kan korrigera riktningen medan den växer.

Och för att göra det använder den något som finns överallt omkring oss:

gravitationen.

Växter kan känna riktningen på gravitationen

Växter reagerar på gravitation.

Det kallas gravitropism.

Rötter visar vanligtvis positiv gravitropism: de växer i samma riktning som gravitationen drar.

Alltså neråt.

Skott och stjälkar visar vanligtvis negativ gravitropism: de växer åt motsatt håll.

Alltså uppåt.

Det fungerar även när det är mörkt.

Ljuset blir viktigt senare, särskilt för delar av växten ovanför jorden.

Men en ny rot behöver inte se solen för att börja hitta ner i marken.

Den har en annan kompass.

Små saker som sjunker inne i cellerna

Men hur kan en växt känna gravitation?

Här blir det lite märkligt.

I vissa av växtens celler finns små strukturer som innehåller mycket stärkelse.

De är tyngre än mycket annat inne i cellen.

När plantan ändrar position påverkar gravitationen hur de här strukturerna rör sig och var de hamnar.

Lite som små vikter inne i cellen.

Det hjälper växten att känna vilken sida som nu är nedåt.

I roten finns viktiga gravitationskänsliga celler nära rotspetsen.

Så om roten plötsligt ligger horisontellt kan växten registrera att något har förändrats.

Men att känna riktningen är bara första steget.

Nu måste roten också göra något åt det.

Ena sidan börjar växa annorlunda

För att böja sig behöver en växt inte flytta hela kroppen.

Den kan låta olika sidor växa olika mycket.

Här spelar växthormonet auxin en viktig roll.

När en rot ändrar riktning kan auxin fördelas olika mellan rotens två sidor.

Det påverkar hur mycket cellerna växer.

Om ena sidan växer mindre än den andra börjar roten böja sig.

Till slut pekar rotspetsen neråt igen.

Det är ungefär samma grundidé som när en växt böjer sig mot ett fönster:

inte genom att “vrida sig” som ett djur,

utan genom att växa ojämnt.

Men varför ska roten ner?

En rot som växer neråt får tillgång till något växten behöver:

jord.

Där kan den hitta vatten och mineraler.

Den kan också förankra växten.

Skottet har ett annat problem.

Det måste så småningom komma upp ur jorden där det kan få ljus.

Så redan från början delar den unga plantan upp världen.

En del går ner.

En del går upp.

Samma frö.

Två motsatta riktningar.

Vad händer om man vänder på plantan?

Föreställ dig en ung planta som redan har börjat växa.

Roten pekar neråt.

Stjälken pekar uppåt.

Sedan vänder du hela plantan på sidan.

Nu pekar roten plötsligt åt sidan.

Stjälken också.

Växten behöver inte börja om.

Den känner att riktningen har förändrats och justerar sin tillväxt.

Efter ett tag börjar roten böja sig neråt igen.

Stjälken böjer sig uppåt.

Det här pågår inte bara under de första minuterna av en plantas liv.

Växter fortsätter att använda gravitation som information medan de växer.

Har växten alltså en känsla för balans?

På sätt och vis.

Men ordet “känsla” kan lura oss.

Växten vet inte att den är upp och ner på samma sätt som du vet det.

Den tänker inte:

Oj, någon har vält mig.

Det finns inget litet kontrollrum inne i roten där någon tittar på en karta.

I stället händer många fysiska och kemiska processer.

Små strukturer flyttar sig.

Signaler förändras.

Hormoner fördelas annorlunda.

Celler växer olika mycket.

Och resultatet ser nästan ut som ett beslut.

Ett frö behöver inte veta var världen är

Det är kanske det mest fascinerande.

Fröet behöver ingen bild av världen omkring sig.

Det behöver inte veta att det ligger fem centimeter under marken.

Det behöver inte veta var himlen är.

Det behöver inte ens veta vilket håll du placerade det åt.

Det behöver bara kunna reagera på några enkla signaler:

Här drar gravitationen.

Här finns vatten.

Senare kommer ljuset därifrån.

Och steg för steg växer en riktning fram.

Vi människor orienterar oss ofta genom att först förstå var vi är.

En ung växt gör nästan tvärtom.

Den behöver inte förstå platsen.

Den börjar växa —

och låter världen tala om vart den ska.