Geotropisme eller gravitropisme (i plantefysiologi ) - forskellige planteorganers evne til kun at blive lokaliseret og vokse i en bestemt retning i forhold til klodens centrum. Alle ved, at stilken vokser op, og roden ned. Men da begreberne "op" og "ned" er relative, så skal dette fænomen mere præcist formuleres som følger: stilken og roden vokser i retning af jordens radius . Allerede på grundlag af dette universelt observerede faktum kan det konkluderes, at årsagen til en sådan orientering ligger i tyngdekraften eller tyngdekraften.
Thomas Andrew Knights eksperimenter i 1806 bekræftede dette fuldt ud . Spirende frø på en hurtigt roterende cirkel af en centrifugalmaskine bemærkede Knight, at rødderne af unge planter voksede i retning af centrifugalkraft (fra midten), og stilkene i den modsatte retning. Det er klart, at centrifugalkraften i dette forsøg virkede på samme måde som under normale forhold, jordens tyngdekraft virker (for en mere detaljeret beskrivelse af forsøgene, se her ).
Hvis organer, såsom en rod, vokser i retning af tyngdekraften, altså mod Jordens centrum, så siger de, at de har positiv geotropisme; geotropismen af organer, der vokser i den modsatte retning, for eksempel en stilk, kaldes negativ.
For at eliminere fænomenerne geotropisme tyer de til hjælp fra en speciel enhed, den såkaldte clinostat . Klinostaten består af en lang metalstang , der roterer rundt om sin egen akse ved hjælp af en urmekanisme. Stangen kan installeres i en lodret, vandret eller en hvilken som helst skrå position efter ønske. En cirkel sættes på stangen til placering af planter. Hvis stangen langsomt roteres i vandret position, og spirede frø er fastgjort til cirklen (i dette tilfælde fra en korkprop), så kan det ses, at unge planter vil vokse i den retning, de blev givet i begyndelsen af eksperiment. Resultatet er klart: med den konstante rotation af cirklen bevæger hver del af planten sig op og ned, derfor virker jordens tyngdekraft på den med lige store tidsintervaller i den modsatte retning - deraf neutraliseringen af tyngdekraften.
Hvis en ung (stadig voksende) plante placeres vandret, så efter en vis periode (forskellig for forskellige planter, normalt flere timer), vil enden af roden bøje sig ned, og enden af stilken vil bøje op. Sådanne geotropiske bøjninger forekommer kun i området for en voksende sektion (zone), mens sektioner, der er ophørt med at vokse, ikke bøjer; bøjningens form afhænger også af vækstområdets længde: ved rødderne (med et kort vækstområde) er bøjningerne stejle, ved stænglerne (med en lang vækstzone) har de form som en blid bue. I korn forekommer bøjningen på stedet for knudepunktet , og stilken stiger op i en brudt linje.
Baseret på disse og mange andre data konkluderes det, at fænomenerne geotropisme er vækstfænomener. Alt, der favoriserer vækst, favoriserer også geotropisme; alt, der hæmmer vækst, hæmmer også geotropisme.
Hidtil har vi talt om hovedstammens og hovedrodens geotropisme. Deres geotropisme kaldes vertikal ( orthogeotropisme ). Andre planteorganer, for eksempel underjordiske jordstængler af mange planter ( Sitnik ( Juncus )), grene af nogle træer , vokser i vandret retning, og når de tages ud af denne position, har de en tendens til at vende tilbage til det igen. Sådan geotropisme kaldes transversal eller transversal ( diageotropisme ).
Sidegrene og siderødder vokser sædvanligvis i en skrå vinkel i forhold til hovedaksen, deres geotropisme er forholdsvis meget svag, og grene og rødder af 2., 3. osv. ordener viser slet ikke længere geotropisme og vokser i alle mulige retninger.
På trods af et betydeligt antal undersøgelser, der er viet til studiet af fænomenerne geotropisme, er sidstnævnte stadig meget mørke og mystiske. Hvorfor den samme tyngdekraft får roden til at vende mod Jordens centrum, og stilken i den modsatte retning - svaret på dette skal efter al sandsynlighed søges i forskellen i disse organers struktur.
De mest geotropiske bøjninger opstår på grund af den ujævne vækst i længden af de to modsatte sider af organet. Naar Stængelen bøjes, bliver Oversiden stærkere end den nederste; når roden er bøjet, er det lige det modsatte. At stammens negative geotropisme er et aktivt, livsvigtigt fænomen er klart og forståeligt. Hvad roden angår, kan det antages (som nogle faktisk har antaget), at dens bøjning er passiv, at den kun bøjer ned på grund af sin egen tyngdekraft.
Erfaringerne fra Julius Sachs ( tyske Julius Sachs ) viste, at en sådan opfattelse er uretfærdig. Saks hældte et lavt lag vand på overfladen af kviksølvet og påsatte derefter unge bønnespirer , så deres rod lå vandret i dette vandlag. Under påvirkning af positiv geotropisme bøjede roden sig ned og stak sin spids ret dybt ind i kviksølvet og fortrængte således et volumen af kviksølv svarende til volumenet af den nedsænkede spids, på trods af at kviksølvs vægtfylde er næsten 13,5 gange så stor som af rodspidsen.
Det faktum, at roden trænger ind i tæt jord , er et andet lignende bevis på aktiviteten af den geotropiske bevægelse af dette organ. Tyngdekraften virker ifølge Darwin som et irritationsmiddel på toppen af roden, hvorfra irritationen overføres til en yderligere vækstzone af roden, hvor bøjningen opstår. Rødder, der er skåret af i toppen, er ifølge Darwin ikke i stand til at bøje geotropisk. De senere eksperimenter af Wiesner ( tysk : Julius Wiesner ) bekræftede dog ikke denne opfattelse.
De beskrevne fænomener har stor betydning for plantens liv. Udsat for positiv geotropisme, styrter roden ind i jorden, fikserer planten og trænger dybere og dybere ind i kontakt med nye fødevareforsyninger. Rollen af negativ geotropisme, som hæver stilken opad i luftfødeområdet, er ikke mindre klar. Takket være den samme geotropisme stiger korn, der er blevet slået ned (af vind eller regn) til jorden, igen og indtager deres sædvanlige lodrette position.
Geotropisme hos dyr består også i ønsket om at indtage en bestemt position i forhold til tyngdekraftens retning; det kan også være positivt og negativt, det vil sige, at dyret har en tendens til at holde hovedet oppe (nogle larver, mariehøns - Coccinella, kakerlakker) eller nede (krydsedderkop - Epeira).