O crescimento e o florescimento das plantas são governados pela interação de ritmos biológicos intrínsecos e pelas variações dos fatores ambientais.
Assim, estes ritmos são muito importantes para a agricultura. O florescimento é determinado, principalmente, pelos períodos de luz e escuridão em certos estágios do crescimento das plantas.
O conhecimento destes fatores nos ajuda a selecionar plantas adequadas para as várias latitudes e condições climáticas e para compreender a reprodução das plantas. Foram feitas várias tentativas para alterar os ritmos biológicos das plantas. Flores são exportadas de Israel para a Europa.
Portanto, é desejável que o florescimento ocorra quando a demanda é maior. Sujeitando as plantas à combinação adequada de temperaturas variadas, o tempo do florescimento pode ser alterado. Assim, a estrela de Belém (Ornithogalum arabicum) que floresce normalmente em março, pode ser forçada a florescer em dezembro.
As funções biológicas com periodicidade circadiana são variadas. Por exemplo, três espécies de fungos luminosos aumentam e diminuem a emissão de luz, tanto na claridade contínua quanto no escuro, num período de 24 horas. Uma pequena alga marinha unicelular, Gonyaulax, também demonstra variações diárias nas emissões de luz. Nas plantas superiores, os ritmos diários de vários processos metabólicos, como a fotossíntese e a respiração, são comuns. As mudas de limão exibem uma periodicidade de transpiração de 24 horas. Os movimentos diários das folhas e a abertura e fechamento de flores são especialmente notáveis.
Hormônios vegetais, compostos orgânicos não nutrientes produzidos por plantas, geralmente em um local diferente daquele onde são usados. Tais hormônios, em baixas concentrações, regulam o crescimento e as reações fisiológicas das plantas.
Recentemente, uma grande quantidade de hormônios vegetais foi sintetizada e alguns são usados comercialmente para matar ervas daninhas ou cultivar frutas.
As plantas são altamente organizadas tanto em termos de forma, quanto de função. São os hormônios vegetais que coordenam e integram os processos de crescimento das plantas e que provocam esse nível de organização. O aspecto do controle do crescimento das plantas fica particularmente evidente no estudo de tecidos vegetais. Por exemplo, se as células vivas que não perderam a capacidade de se dividir forem removidas de uma planta, retomarão o crescimento ativo se receberem nutrientes essenciais e hormônios de crescimento. Entretanto, se o equilíbrio entre os diferentes hormônios não for extremamente preciso, o resultado será o crescimento de massas tumorais de células vegetais, que parecerão ter perdido completamente o controle do seu poder de organização e de estruturação.
Por outro lado, ao alterar o equilíbrio e a concentração de hormônios de plantas no meio de cultura, os cientistas podem desenvolver plantas completas com raiz e copa e todas as suas características típicas a partir de uma única célula. Muitas das chamadas "plantas de proveta" são produzidas dessa forma.
Ainda não se conhece muito bem o funcionamento dos hormônios vegetais em termos da química celular das plantas. Entretanto, atualmente, acredita-se que um local de atuação dos hormônios vegetais seja próximo ao gene, onde promovem a formação de moléculas específicas de ARN-mensageiro. Essas moléculas, por sua vez, são as mediadoras da síntese de enzimas específicas, isto é, moléculas protéicas que controlam a bioquímica e a fisiologia do organismo. Ver Ácidos nucléicos; Biologia molecular.
Visto que os hormônios vegetais só foram descobertos na década de 1920, o conhecimento de sua natureza e ação é bastante recente. Entretanto, a existência de hormônios vegetais foi postulada por Julius von Sachs e Charles Darwin em torno de 1880. Após ter estudado os efeitos da exposição à luz sobre o crescimento de plantas, Darwin escreveu no seu livro The Power of Movement in Plants: "Quando os brotos são expostos livremente à luz lateral, há alguma transmissão de influência da parte superior à inferior, o que faz com que a última se curve." Ao observar os efeitos da gravidade sobre raízes das plantas, anotou: "É somente o topo que recebe a ação, e esta parte exerce alguma influência sobre as partes adjacentes, fazendo com que se curvem para baixo."
Durante as décadas de 1920 e 1930, o hormônio intermediador das reações que Darwin havia percebido foi isolado e identificado como ácido indolil-3 acético, ou AIA. Esse trabalho foi realizado por Fritz W. Went, F. Kogl e A. J. Hagen-Smit, na Holanda. Mais ou menos na mesma época, o cientista japonês E. Kurosawa estudava substâncias isoladas de um fungo que ataca o arroz e que provocam aumentos marcantes no crescimento dos brotos.
Essas substâncias são hoje conhecidas como giberelinas; uma delas é o ácido giberélico. Mais tarde, outros pesquisadores, ao tentar criar tecidos e órgãos vegetais em condições assépticas, descobriram que, quando se adicionavam pequenas quantidades de leite de coco às culturas de tecido vegetal, provocava-se um aumento do crescimento da planta. A busca pelo fator que induz esse crescimento aumentado levou à descoberta dos hormônios conhecidos como citoquininas.