這種變化是由於植物生長素和地球引力決定的。

根的尖端可以產生生長素，生長素有一個重要的特性，低濃度促進生長而高濃度抑制生長。

　　對於根尖來說，根尖產生的生長素受重力作用由遠地端向近地端運輸，造成近地端生長素濃度過高，抑制近地端根尖以下部分的生長，而遠地端由於生長素的濃度較低，適宜尖端下部的生長，所以就造成近在端和遠地端生長的不均勻，結果使根尖向地生長。

植物生長素由具分裂和增大活性的細胞區產生的調控植物生長方向的激素。其化學本質是吲哚乙酸。主要作用是使植物細胞壁鬆弛，從而使細胞增長，在許多植物中還能增加RNA和蛋白質的合成。調節植物生長，尤其能刺激莖內細胞縱向生長並抑制根內細胞橫向生長的一類激素。它可影響莖的向光性和背地性生長。

莖的背地生長和根的向地生長是由地球的引力引起的，原因是地球引力導致生長素分佈的不均勻，在莖的近地側分佈多，背地側分佈少。由於莖的生長素最適濃度很高，莖的近地側生長素多了一些對其有促進作用，所以近地側生長快於背地側，保持莖的向上生長；對根而言，由於根的生長素最適濃度很低，近地側多了一些反而對根細胞的生長具有抑制作用，所以近地側生長就比背地側生長慢，保持根的向地性生長，若沒有地球引力，根就可能不會往下長了。又由於植株形態學上的極性運輸和地球引力，產生的頂端優勢使尖端生長素濃度較低，促進頂芽生長；但因極性運輸導致側芽分佈的生長素濃度較高抑制側芽生長，若去除頂芽可解除抑制。