planter, som dyr og andre organismer, må tilpasse seg sine miljøer som stadig er i endring. Samtidig som dyr kan flytte fra sted til sted når miljøforholdene blir ugunstige og planter ikke kan gjøre det samme. Planter må være stilige (ikke i stand til å bevege seg), og må finne andre måter å håndtere ugunstige miljøforhold på. Plantetropismer er mekanismer som planter tilpasser seg miljøendringer. En tropisme er en vekst mot eller bort fra en stimulans. Vanlige stimuli som påvirker planteveksten inkluderer lys, tyngdekraft, vann og berøring. Plantetropismer avviker fra andre stimulusgenererte bevegelser, som nastiske bevegelser, ved at responsenes retning avhenger av stimulansretningen. Nastiske bevegelser, for eksempel bladbevegelse i kjøttetende planter, initieres av en stimulus, men stimulusens retning er ikke en faktor i responsen.
Plantetropismer er resultatet av differensialvekst. Denne typen vekst oppstår når cellene i ett område av et planteorgan, for eksempel en stamme eller rot, vokser raskere enn cellene i motsatt område. Cellens differensielle vekst styrer veksten av organet (stilk, rot, etc.) og bestemmer retningsveksten til hele planten. Plantehormoner, som
auxins, antas å bidra til å regulere differensialveksten til et planteorgan, noe som får planten til å krumme eller bøye seg som svar på en stimulus. Vekst i retning av en stimulus er kjent som positiv tropisme, mens vekst vekk fra en stimulus er kjent som en negativ tropisme. Vanlige tropiske responser i planter inkluderer fototropisme, gravitropisme, tigmotropisme, hydrotropisme, termotropisme og kjemotropisme.fototropisme er den retningsbestemte veksten av en organisme som respons på lys. Vekst mot lys, eller positiv tropisme er påvist i mange karplanter, som angiosperms, gymnospermer og bregner. Stengler i disse plantene viser positiv fototropisme og vokser i retning av en lyskilde. fotoreseptorene i planteceller oppdage lys, og plantehormoner, for eksempel auxiner, blir rettet mot siden av stammen som er lengst fra lyset. Opphopningen av auxiner på den skyggelagte siden av stammen gjør at cellene i dette området forlenger seg med en større hastighet enn de på motsatt side av stammen. Som et resultat kurver stammen seg i retningen bort fra siden av de akkumulerte auxinene og mot lysets retning. Plantestengler og blader demonstrere positiv fototropisme, mens røtter (mest påvirket av tyngdekraften) har en tendens til å demonstrere negativ fototropisme. Siden fotosyntese ledende organeller, kjent som kloroplaster, er mest konsentrert i blader, er det viktig at disse strukturene har tilgang til sollys. Motsatt fungerer røtter til å absorbere vann og mineralnæringsstoffer, som det er mer sannsynlig å få i undergrunnen. Et plantes respons på lys er med på å sikre at livskrevende ressurser oppnås.
heliotropism er en type fototropisme der visse plantestrukturer, typisk stengler og blomster, følger solens vei fra øst til vest når den beveger seg over himmelen. Noen helotropiske planter kan også snu blomstene sine mot øst om natten for å sikre at de vender mot solens retning når den står opp. Denne evnen til å spore solens bevegelse blir observert i unge solsikkeplanter. Når de blir modne, mister disse plantene sin heliotropiske evne og forblir i en retning østover. Heliotropisme fremmer plantevekst og øker temperaturen på østvendte blomster. Dette gjør heliotropiske planter mer attraktive for pollinatorer.
Thigmotropism beskriver plantevekst som svar på berøring eller kontakt med en solid gjenstand. Positiv tigmostropisme demonstreres av klatreplanter eller vinstokker, som har spesialiserte strukturer kalt tentakler. En grad er en gjenglignende vedheng som brukes til tvilling rundt solide strukturer. Et modifisert planteblad, stengel eller petiole kan være en rank. Når en kvør vokser, gjør den det i et roterende mønster. Spissen bøyer seg i forskjellige retninger og danner spiraler og uregelmessige sirkler. Bevegelsen til den voksende kvisten ser nesten ut som om planten søker etter kontakt. Når stikket kommer i kontakt med en gjenstand, stimuleres sensoriske epidermale celler på overflaten av stikket. Disse cellene signaliserer at strekket skal spole rundt objektet.
Tendril spiral er et resultat av differensiell vekst ettersom celler som ikke er i kontakt med stimulansen forlenger seg raskere enn cellene som tar kontakt med stimulansen. Som med fototropismen, er auxiner involvert i den differensielle veksten av kvistene. En større konsentrasjon av hormonet akkumuleres på siden av ranken som ikke er i kontakt med gjenstanden. Snoringen av møret fester planten til gjenstanden som gir støtte for planten. Aktiviteten til klatreplanter gir bedre lyseksponering for fotosyntesen og øker også synligheten av blomstene deres for pollinatorer.
Mens kviser viser positiv tigmotropisme, kan røtter vise seg negativ tigmotropisme til tider. Når røtter strekker seg ned i bakken, vokser de ofte i retning bort fra en gjenstand. Rotveksten påvirkes først og fremst av tyngdekraften og røttene har en tendens til å vokse under bakken og vekk fra overflaten. Når røtter tar kontakt med et objekt, endrer de ofte sin nedadgående retning som svar på kontaktstimuleringen. Unngå gjenstander gjør at røtter kan vokse uhindret gjennom jorden og øker sjansene deres for å få næringsstoffer.
Gravitropism eller geotropism er vekst som svar på tyngdekraften. Gravitropisme er veldig viktig i planter, da den retter rotvekst mot tyngdekraften (positiv gravitropisme) og stengelveksten i motsatt retning (negativ gravitropisme). Orienteringen av en plantes rot- og skuddsystem til tyngdekraften kan observeres i stadiene med spiring i en frøplanting. Når den embryonale roten kommer ut av frøet, vokser den nedover i tyngderetningen. Skulle frøet bli snudd på en slik måte at roten peker oppover fra jorda, vil roten bøye seg og orientere seg tilbake mot gravitasjonstrekkets retning. Motsatt orienterer utviklingsskuddet seg mot tyngdekraften for vekst oppover.
Rothetten er det som orienterer rotspissen mot tyngdekraften. Spesialiserte celler i rothetten heter statocytes antas å være ansvarlig for tyngdekraften. Statocytter finnes også i plantestammer, og de inneholder organeller kalt amyloplasts. Amyloplasts fungerer som stivelseshus. De tette stivelseskornene får amyloplaster til å sedimentere i planterøttene som respons på tyngdekraften. Amyloplast sedimentasjon induserer rothetten til å sende signaler til et område av roten som kalles forlengelsessone. Celler i forlengelsessonen er ansvarlig for rotvekst. Aktivitet i dette området fører til forskjellig vekst og krumning i roten som leder veksten nedover mot tyngdekraften. Skulle en rot bli flyttet på en slik måte at den endrer orienteringen til statocyttene, vil amyloplastene flytte seg til cellens laveste punkt. Endringer i posisjonen til amyloplaster blir registrert av statocytter, som deretter signaliserer forlengelsessonen til roten for å justere krumningsretningen.
Auxins spiller også en rolle i plantevekstveksten som respons på tyngdekraften. Opphopningen av auxiner i røttene bremser veksten. Hvis en plante er plassert horisontalt på sin side uten eksponering for lys, vil auxiner samle seg på den nedre siden av røttene resulterer i tregere vekst på den siden og nedadgående krumning av rot. Under disse samme forhold vil plantestammen utvise negativ gravitropisme. Tyngdekraften vil føre til at auxiner samler seg på undersiden av stammen, noe som vil føre til at cellene på den siden forlenger seg raskere enn cellene på motsatt side. Som et resultat vil skuddet bøye seg oppover.
Hydrotropism er retningsvekst som respons på vannkonsentrasjoner. Denne tropismen er viktig i planter for beskyttelse mot tørkeforhold gjennom positiv hydrotropisme og mot overmetning av vann gjennom negativ hydrotropisme. Det er spesielt viktig for planter i tørre biomer å kunne svare på vannkonsentrasjoner. Fuktighetsgradienter blir registrert i planterøtter. De celler på siden av roten nærmest vannkilden opplever langsommere vekst enn de på motsatt side. Plantehormonet abscisinsyre (ABA) spiller en viktig rolle i å indusere differensiell vekst i rotforlengingssonen. Denne differensielle veksten får røtter til å vokse mot vannretningen.
Før planterøtter kan utvise hydrotropisme, må de overvinne gravitrofiske tendenser. Dette betyr at røttene må bli mindre følsomme for tyngdekraften. Studier utført på samspillet mellom gravitropisme og hydrotropisme i planter indikerer det eksponering for en vanngradient eller mangel på vann kan indusere røtter til å utvise hydrotropisme over gravitropism. Under disse forholdene minsker amyloplaster i rotstatocytter. Færre amyloplaster betyr at røttene ikke blir så påvirket av amyloplast sedimentasjon. Amyloplastreduksjon i rotkapsler hjelper deg med å gjøre det mulig for røtter å overvinne tyngdekraften og bevege seg som respons på fuktighet. Røtter i godt hydratisert jord har mer amyloplaster i rothettene og har en mye større respons på tyngdekraften enn på vann.
To andre typer plantetropismer inkluderer termotropisme og kjemotropisme. Thermotropism er vekst eller bevegelse som respons på varme- eller temperaturendringer, mens chemotropism er vekst som respons på kjemikalier. Planterøtter kan ha positiv termotropisme i ett temperaturområde og negativ termotropisme i et annet temperaturområde.
Planterøtter er også meget kjemotrope organer, da de kan reagere enten positivt eller negativt på tilstedeværelsen av visse kjemikalier i jorden. Rotkjemotropisme hjelper en plante med tilgang til næringsrik jord for å styrke vekst og utvikling. Pollinering i blomstrende planter er et annet eksempel på positiv cellegift. Når en pollen korn lander på den kvinnelige reproduksjonsstrukturen kalt stigma, pollenkornet spirer og danner et pollenrør. Veksten av pollenrøret rettes mot eggstokken ved frigjøring av kjemiske signaler fra eggstokken.