Sỏi thăng bằng và tính hướng trọng lực Sỏi thăng bằng

Tính hướng trọng lực bao gồm bốn bước tuần tự sau: cảm nhận những tương tác hấp dẫn, phát đi những tín hiệu cảm nhận trọng lực khắp tế bào, truyền lại tín hiệu trong và giữa những tế bào, và sau cùng là hệ quả. Theo như các giả định thịnh hành hiện nay, những sỏi thăng bằng chính là những cảm biến trọng lực. Sự tồn tại của loại bào quan này được đề xuất bởi nhà khoa học người Áo Gottlieb Haberlandt và B. Nermec, Tiệp Khắc cũ, vào đầu thế kỉ XX. Họ ghi chú rằng khi cắt đi phần đỉnh rễ, rễ sẽ mất khả năng phản ứng với trường trọng lực. Từ lâu họ đã nghĩ có thể có sự hiện diện của một loại tế bào đặc biệt trong thân và chóp rễ. Những tế bào bên trong hoặc chính giữa chóp rễ có diện mạo tương tự như những túi thăng bằng tìm thấy ở nhiều loài động vật (như động vật thân mềm). Giống như cấu trúc túi thăng bằng, những tế bào này cũng chứa những hạt sỏi thăng bằng có thể di chuyển theo định hướng trọng lực. Ở loài sứa, sỏi thăng bằng của chúng chính là những hạt muối canxi.[6]

Vào những năm 1970, người ta đã quan sát thấy những tế bào ở phần giữa chóp rễ chứa những sỏi thăng bằng giống với bào quan lạp bột, loại lạp thể mang tinh bột. Một số đột biến ở cây hai lá mầm Arabidopsis thaliana khiến chúng không thể tổng hợp được tinh bột, và cũng không thể đáp ứng lại những tương tác hấp dẫn. Điều này gợi ý việc tích lũy tinh bột trong những cấu trúc trên là tối cần thiết để đảm bảo hoạt tính hướng trọng lực. Khi rễ mọc thẳng đứng, những lạp bột tập trung xung quanh tại phần thành thấp hơn ở giữa tế bào. Tuy nhiên, nếu rễ bị đặt theo hướng nằm ngang, các lạp bột lại trượt xuống và xếp đặt bao quanh thành tế bào. Chỉ sau ít phút, hệ rễ bắt đầu uốn cong xuống và những lạp bột lại dần trở về vị trí ban đầu. Loại rễ đã tiêu bỏ lạp bột thì không thể phản ứng được với trọng lực, cho thấy sự chuyển động của lạp bột là thực sự quan trọng. Vỏ rễ, nội bì có thể là nơi nhận biết các kích thích.[6]