Geotropismi tai gravitropismi ( kasvin fysiologiassa ) - eri kasvielinten kyky sijaita ja kasvaa vain tiettyyn suuntaan suhteessa maapallon keskipisteeseen. Kaikki tietävät, että varsi kasvaa ylös ja juuri alas. Mutta koska käsitteet "ylös" ja "alas" ovat suhteellisia, niin tarkemmin tämä ilmiö tulisi muotoilla seuraavasti: varsi ja juuri kasvavat maan säteen suuntaan . Jo tämän yleisesti havaitun tosiasian perusteella voidaan päätellä, että syy tällaiseen suuntautumiseen on painovoimassa eli painovoimassa.
Thomas Andrew Knightin kokeet vuonna 1806 vahvistivat tämän täysin . Itäessään siemeniä keskipakokoneen nopeasti pyörivällä ympyrällä Knight huomasi, että nuorten kasvien juuret kasvoivat keskipakovoiman suuntaan (keskeltä) ja varret vastakkaiseen suuntaan. Ilmeisesti tässä kokeessa keskipakovoima vaikutti samalla tavalla kuin normaaleissa olosuhteissa, maan painovoima (tarkempi kuvaus kokeista, katso täältä ).
Jos elimet, kuten juuri, kasvavat painovoiman suuntaan, toisin sanoen kohti Maan keskustaa, he sanovat, että niillä on positiivinen geotropismi; vastakkaiseen suuntaan kasvavien elinten, esimerkiksi varren, geotropismia kutsutaan negatiiviseksi.
Geotropismin ilmiöiden poistamiseksi he turvautuvat erityiseen laitteeseen, niin sanottuun klinostaattiin . Klinostaatti koostuu pitkästä metallitangosta , joka pyörii kellomekanismin avulla oman akselinsa ympäri. Tanko voidaan asentaa pysty-, vaakasuoraan tai mihin tahansa kaltevaan asentoon haluttaessa. Tankoon laitetaan ympyrä kasvien sijoittamista varten. Jos sauvaa pyöritetään hitaasti vaaka-asennossa ja ympyrään kiinnitetään itäneet siemenet (tässä tapauksessa korkista), voidaan nähdä, että nuoret kasvit kasvavat siihen suuntaan, joka heille annettiin koe. Tulos on selvä: ympyrän jatkuvalla pyörimisellä jokainen kasvin osa liikkuu ylös ja alas, joten maan painovoima vaikuttaa siihen tasaisin aikavälein vastakkaiseen suuntaan - tästä syystä painovoiman neutralointi.
Jos nuori (vielä kasvava) kasvi asetetaan vaakasuoraan, niin tietyn ajan kuluttua (eri kasveilla erilainen, yleensä useita tunteja) juuren pää taipuu alas ja varren pää taipuu ylös. Tällaisia geotrooppisia mutkia esiintyy vain kasvavan osan (vyöhykkeen) alueella, kun taas kasvun lopettaneet osat eivät taipu; mutkan muoto riippuu myös kasvualueen pituudesta: tyvillä (lyhyellä kasvualueella) mutkat ovat jyrkkiä, varressa (pitkän kasvuvyöhykkeen kohdalla) ne ovat loivan kaaren muotoisia. Viljassa taivutus tapahtuu solmun kohdalla ja varsi nousee ylös katkoviivalla.
Näiden ja monien muiden tietojen perusteella päätellään, että geotropismin ilmiöt ovat kasvuilmiöitä. Kaikki, mikä edistää kasvua, suosii myös geotropismia; kaikki, mikä hidastaa kasvua, hidastaa myös geotropismia.
Toistaiseksi olemme puhuneet päävarren ja pääjuuren geotropismista. Niiden geotropismia kutsutaan vertikaaliseksi ( ortogeotropismiksi ). Muut kasvielimet, esimerkiksi monien kasvien ( Sitnik ( Juncus )) maanalaiset juurakot , joidenkin puiden oksat kasvavat vaakasuunnassa ja tästä asennosta pois otettuna pyrkivät palaamaan siihen uudelleen. Tällaista geotropismia kutsutaan poikittaiseksi tai poikittaiseksi ( diageotropismi ).
Sivuhaarat ja sivujuuret kasvavat yleensä vinossa kulmassa pääakseliin nähden, niiden geotropismi on suhteellisen heikkoa, eivätkä 2., 3. jne. luokan oksat ja juuret enää näytä geotropismia ollenkaan ja kasvavat kaikkiin mahdollisiin suuntiin.
Huolimatta huomattavasta määrästä geotropismin ilmiöiden tutkimiseen omistettuja tutkimuksia, jälkimmäiset ovat edelleen hyvin synkkiä ja salaperäisiä. Miksi sama painovoima saa juuren taipumaan Maan keskustaan ja varren vastakkaiseen suuntaan - vastaus tähän on kaikessa todennäköisyydessään etsittävä näiden elinten rakenteen erosta.
Geotrooppisimpia mutkia syntyy elimen kahden vastakkaisen sivun epätasaisesta pituuden kasvusta. Kun varsi on taipunut, yläpuoli kasvaa vahvemmaksi kuin alempi; kun juuri on taipunut, on totta juuri päinvastoin. Se, että varren negatiivinen geotropismi on aktiivinen, elintärkeä ilmiö, on selvää ja ymmärrettävää. Juuren osalta voidaan olettaa (kuten jotkut ovatkin olettaneet), että sen taivutus on passiivinen, että se taipuu alas vain oman painovoimansa vuoksi.
Julius Sachsin ( saksalainen Julius Sachs ) kokemus osoitti, että tällainen näkemys on epäreilu. Saks kaatoi matalan kerroksen vettä elohopean pinnalle ja kiinnitti sitten nuoret pavunidut niin, että niiden juuret olivat vaakasuorassa tässä vesikerroksessa. Positiivisen geotropismin vaikutuksesta juuri taittui alas ja työnsi kärjensä melko syvälle elohopeaan, jolloin se syrjäytti upotetun kärjen tilavuuden verran elohopeatilavuutta huolimatta siitä, että elohopean ominaispaino on lähes 13,5 kertaa suurempi kuin elohopea . juuren kärjestä.
Se tosiasia, että juuri tunkeutuu tiheään maaperään , on toinen samanlainen todiste tämän elimen geotrooppisen liikkeen aktiivisuudesta. Darwinin mukaan painovoima toimii ärsyttävänä aineena juuren päällä, josta ärsytys siirtyy juuren edelleen kasvavalle alueelle, jossa taivutus tapahtuu. Huipulta leikatut juuret eivät Darwinin mukaan pysty taipumaan geotrooppisesti. Wiesnerin ( saksa: Julius Wiesner ) myöhemmät kokeet eivät kuitenkaan vahvistaneet tätä näkemystä.
Kuvatut ilmiöt ovat erittäin tärkeitä kasvin elämän kannalta. Positiivisen geotropismin alaisena juuri ryntää maaperään, kiinnittää kasvin ja tunkeutuessaan yhä syvemmälle joutuu kosketuksiin uusien ruokatarvikkeiden kanssa. Negatiivisen geotropismin rooli, joka nostaa varren ylöspäin ilmaruoan alueelle, ei ole yhtä selvä. Saman geotropismin ansiosta (tuulen tai sateen) maahan kaatamat viljat kohoavat jälleen ja ottavat tavanomaisen pystysuoran asennon.
Geotropismi eläimissä koostuu myös halusta ottaa tietty asema suhteessa painovoiman suuntaan; se voi olla myös positiivinen ja negatiivinen, eli eläin pyrkii pitämään päänsä ylhäällä (jotkut toukat, leppäkertut - Coccinella, torakat) tai alaspäin (ristihämähäkki - Epeira).