水压如何代替肌肉收缩
动物靠肌肉收缩牵动骨骼来运动。植物没有肌肉，却有一种类似的驱动力：膨压，也就是植物细胞内部水的静水压力[1][4]。植物细胞吸水膨胀时，会向外挤压坚硬的细胞壁；失水时，压力随之下降。通过控制水和离子进出细胞，植物能让组织协调地膨胀或收缩，从而在没有收缩纤维的情况下产生运动[1]。
研究得最清楚的例子是气孔的开合。气孔是叶片上调节气体交换的微小孔洞，其运动由包围每个孔洞的保卫细胞的膨压变化驱动，这一过程中负责离子运输的许多基因已被鉴定出来[1]。同样的基本机制——由水驱动的膨胀与收缩——也存在于叶枕中。叶枕是叶柄基部的运动器官，许多植物每天的睡眠运动就由它产生[1]。
有些植物如何突破水分运输的限制实现快速运动
水在植物组织中流动相对较慢，这限制了植物某一部分改变形状的速度：运动的部位越大，限制就越明显[1]。对于气孔开放或叶片每日调整这类缓慢运动来说，这不成问题。但有些植物，比如食虫植物的捕虫器，运动非常迅速，速度可与动物相当。它们借助自身三维结构的力学特性来突破水分运输的限制[1]。在这些情况下，组织中储存的弹性力会突然释放，很像折断的树枝或松开的弹簧，而不是单纯依赖水分移动的速度[1]。
多细胞的快速运动还需要一种能迅速协调细胞的方式。许多植物物种中都发现了类似动物动作电位的电活动，它们很可能是快速运动中细胞间快速信号传递的候选机制，不过这些电信号的分子身份仍不清楚[1]。这意味着，虽然有人提出电信号参与其中，但这一点尚未被完全理解。
激素和生物钟决定植物运动的时机
许多植物运动并不只是对即时刺激的反射性反应，还与体内的昼夜节律有关。一类名为膨压素的植物激素已被认定为高等植物昼夜节律的内源性调节物质，控制着不依赖肌肉的运动[4]。这些激素帮助植物预判环境中的规律性变化，比如昼夜交替，并据此调整运动。
植物运动的时间维度是一个活跃的研究领域。利用运动学分析的研究正开始描述植物如何在时间上组织自己的运动，从生长和适应速率到行为策略和交流[3]。这项工作提出了植物如何感知时间流逝、如何协调生理过程等问题，但尚未给出植物如何绕过肌肉的详细机制[3]。
从早期关于植物神经的设想到人造的类植物肌肉
植物可能具有某种类似神经系统的想法并不新鲜。早在1926年，Bose就研究了不涉及肌肉的植物响应和反应，探索植物在没有肌肉的情况下如何协调运动与敏感性[2]。尽管当时分子细节尚不清楚，这项早期工作提出了一个问题：植物没有类似动物的神经或肌肉，如何实现协调的反应。
现代工程学从植物运动中获得了灵感。研究人员用分层图案、螺旋缠绕的纱线制成人造肌肉，模仿螺旋植物的向水性和向温性，也就是它们通过运动对水分和温度作出反应的能力[5]。这些合成驱动器在微纤维层面复制了类似植物的微观结构记忆，能在潮湿气候中自动关闭窗户，表明植物运动的原理可以被用于完全不含生物肌肉的材料中[5]。
本文引用的文献
植物的快速运动
植物的快速运动往往利用膨压和弹性力，而不是肌肉；气孔运动是研究得较清楚的模型，电信号则是细胞间快速通讯的候选机制。
植物的神经机制
早期工作研究了不涉及肌肉的植物响应和反应，提示植物可能存在神经机制。
有神经系统与无神经系统下的时间动态：植物生理、交流与运动
该综述利用运动学分析讨论了植物运动和交流的时间动态，但没有详细说明植物如何在没有肌肉的情况下运动。
膨压素：高等组织化植物内源昼夜节律的激素——检测、分离、结构、合成与活性
植物通过膨压变化而非肌肉收缩来运动，膨压素则作为调节内源昼夜节律的激素发挥作用。
人造肌肉中的类植物向性
由螺旋缠绕纱线制成的人造肌肉模仿植物的向性，在没有生物肌肉的情况下实现快速运动，展示了类植物的驱动原理。