Исследование клеточных и молекулярных механизмов реакции живых систем на воздействие окружающей среды в условиях измененной силы тяжести является приоритетным направлением гравитационной биологии. Помимо теоретического значения, результаты этих исследований представляют определенный практический интерес для космической медицины, биологии и биотехнологии. Нами были проведены исследования на различных типах клеток и клеточных ассоциаций: культурах одноклеточных организмов (in vivo), культурах клеток и тканей (in vitro) и клетках, функционирующих в составе единого многоклеточного организма животных и растений (in situ) Эксперименты были выполнены как в лабораторных условиях при моделировании эффектов измененной силы тяжести (гипо- и гипергравитация) с помощью клиностата и центрифуги, так и в условиях реального космического полета на борту биоспутников "БИОН" (микрогравитация). Анализ экспериментального материала позволяет сформулировать ряд гипотез и предположений о механизме восприятия и реализации гравитационного стимула в клетках в соответствии с их эколого-физиологическим статусом и поведенческими характеристиками. Этот механизм предусматривает реорганизацию цитоскелета и пространственное перераспределение основных внутриклеточных органелл. Перечисленные параметры являются энергозависимыми, и их изменение требует дополнительных энергозатрат, что связано с перестройкой метаболизма клетки. Прямое воздействие силы тяжести на клетку как биомеханическую конструкцию осуществляется путем активации механорецепторов, расположенных на поверхности мембраны и трансформации гравитационного импульса во внутриклеточный континуум при помощи систем внутриклеточной сигнализации и межклеточных контактов. Данный механизм, с нашей точки зрения, преимущественно реализуется в клетках, развивающихся в культуре (in vitro) на твердом субстрате. Опосредованное влияние силы тяжести реализуется в ассоциациях индивидуальных клеток или одноклеточных организмов через изменение физико-химических параметров среды обитания (концентрационных и химических градиентов высокомолекулярных соединений и поверхностных соотношений фаз: газ-жидкость). В клетках единого многоклеточного организма животных или растений при изменении величины или направления вектора силы тяжести, очевидно, имеет место комплексный эффект прямого и опосредованного воздействия, осуществляемый под контролем высших регуляторных механизмов: нервных и гуморальных.