Кроме воды и минеральных веществ, поглощаемых из почвы, и образующихся в процессе фотосинтеза углеводов, необходимых в качестве источника энергии и строительных блоков протоплазмы, растительная клетка для оптимального роста нуждается еще и в некоторых других химических веществах. К ним относятся, в частности, органические соединения, называемые гормонами. Потребность растения в гормонах обычно чрезвычайно мала, и в большинстве случаев гормоны синтезируются в достаточных количествах самим растением. Однако с помощью соответствующих экспериментальных методов можно истощить гормональные запасы в целом растении, органе или ткани, а затем, продемонстрировав, что гормоны действительно существуют и функционируют, сделать заключение о природе и специфике их действия.

Любой гормон представляет собой вещество, образуемое в малых количествах в одной части организма и транспортируемое затем в другую часть растения, где он производит специфический эффект. Расстояние, на которое транспортируется гормон, может быть относительно большим, например от листа до почки, но оно может быть и меньше—от апикальной меристемы до лежащих ниже клеток — или даже совсем незначительным — от одной органеллы до другой в пределах одной клетки. Решающим критерием является миграция гормона из зоны синтеза к месту его действия, где он выступает в качестве «химического курьера». Было установлено, что в высших растениях содержится несколько важных классов регулирующих рост гормонов: ауксин, гиббереллины, цитокинины, абсцизовая кислота и этилен, которые мы сейчас и рассмотрим. Гиббереллины и цитокинины встречаются в виде групп родственных, сходно действующих молекул, тогда как каждый из трех остальных классов в природе представлен только одним соединением. Из-за сложных химических и физиологических различий между гормонами мы будем рассматривать их так, как будто бы они действуют на клеточные процессы по отдельности. Но это разграничение искусственное. В любой данный момент в клетке или ткани присутствуют несколько или даже все из этих ростовых веществ. Следовательно, рост или развитие той или иной ткани обусловлено присутствием и взаимодействием всех этих соединений.

КАК ВСЕ ЭТО НАЧИНАЛОСЬ

Гормоны и их синтетические аналоги нашли в сельском хозяйстве широкое применение в качестве регуляторов цветения, плодоношения, созревания, покоя и опадения органов, а также как стимуляторы корнеобразования и гербициды избирательного действия. Парадоксально, что такие важные практические открытия явились результатом ряда исследований, в которых не преследовалось никаких практических целей. Данные о существовании ростовых гормонов в [растениях были впервые получены примерно в 1880 г. в опытах Чарлза Дарвина и его сына Фрэнсиса, которые изучали изгибы проростков злака в сторону света. Поместив маленькие светонепроницаемые цилиндрические стеклянные экраны на колеоптили этих проростков, исследователи смогли показать, что, хотя только самая верхушка этого органа способна воспринимать слабый свет, вызывающий ее изгиб, изгибается также зона, расположенная .на несколько миллиметров ниже верхушки. Дарвин в своей книге «О способности растений к движению», опубликованной в 1881 г., предположил, что какой-то раздражитель проходит от верхушки до растущей зоны и вызывает там специфический ростовой эффект. Эта идея побудила многих исследователей продолжить начатые Дарвином опыты, и через 50 лет датскому аспиранту Фрицу Венту удалось подтвердить, что верхушки колеоптилей злаков действительно образуют значительные количества способного к диффузии вещества, контролирующего рост нижележащих зон. Это вещество, названное ауксином, стало прототипом растительных гормонов  и создало основу для современного химического сельского хозяйства.

История открытия ауксина свидетельствует, что исследования, совершенно не связанные с производством и направленные только на поиск новых знаний, могут иногда давать весьма важные в экономическом отношении результаты. Если бы Дарвину было приказано создать средство борьбы с сорняками, то он, несомненно, не поставил бы свои опыты по изучению восприятия растениями света, приведшие к открытию ауксина. Поэтому при организации научных исследований и их финансировании необходимо создавать условия, способствующие свободному творчеству ученых.