マメのなかまの芽生えを、光の当たらない暗い中で横にしておきます。しばらくすると、茎は上へ、根は下へ曲がります。
光の当たらないところでも曲がるので、曲がる向きを決めているのは光ではありません。重力の向きに対して曲がる性質を、重力屈性といいます。
重力と反対の向きへ曲がる茎は負の重力屈性を、重力の向きへ曲がる根は正の重力屈性を示します。
根の先は、根冠という細胞の集まりでおおわれています。根冠は、土の中をのびる根の先を守っています。
横にした根から根冠を切りとると、根はのび続けますが、下へは曲がらなくなります。根冠がふたたびできると、また下へ曲がります。
このことから、根で重力を感じているのは根冠だとわかります。のびるのは根冠より少し上の部分なので、感じるところと曲がるところは別です。
根冠のまん中には、コルメラ細胞という細胞が並んでいます。この細胞には、デンプンの粒をふくむアミロプラストという色素体があります。
アミロプラストは重いので、細胞の中で下のほうへ沈んでいます。根を横にすると、アミロプラストは数分で、新しく下になった側へ沈みます。
どちらに沈んだかで、細胞は重力の向きを感じとります。茎では、維管束のまわりにある内皮の細胞が、同じしくみで重力を感じます。
重力の向きを感じとると、オーキシンが下側へ多く運ばれます。茎でも根でも、横にすると、オーキシンは下側に多くなります。
茎では、オーキシンの多い下側が上側よりよくのびるので、上へ曲がります。光屈性で、かげの側がよくのびたのと同じです。
ところが根では、オーキシンの多い下側ののびがおさえられ、上側のほうがよくのびます。そのため、根は下へ曲がります。
オーキシンは、ちょうどよい濃さのときに細胞をいちばんよくのばし、それより濃いと、反対にのびをおさえます。
根にちょうどよい濃さは、茎にちょうどよい濃さよりずっとうすくなっています。そのため、茎をよくのばす濃さでは、根ののびはおさえられます。
横にした芽生えの下側では、オーキシンが濃くなります。茎の下側はよくのび、根の下側はのびが減るので、茎と根は逆向きに曲がります。