Рослинні клітини мають справу зі змінним, іноді шкідливим, світлом, тому вони повинні збалансувати захоплення енергії із захистом від надмірного випромінювання. У той час як листя може обертатися протягом декількох хвилин або годин, хлоропласти в кожній клітині рухаються набагато швидше, щоб пристосуватися до змін світла.
Вчені вивчаютьЕлодея густавиявив, що хлоропласти не рухаються безладно. Натомість вони дотримуються певних фізичних правил, подібно до того, як об’єкти поєднуються в математичних задачах. При слабкому освітленні хлоропласти розповзаються, щоб поглинати більше світла. Коли світло стає сильнішим, вони збираються в затінених місцях, щоб уникнути надмірного впливу під час роботи. Це свідчить про те, що система налаштована на вловлювання та уникнення світла.
Дослідження 2025 року в Proceedings of the National Academy of Sciences, проведене біофізиками Мазі Джалалом і Ніко Шраммою, показало, що хлоропласти, здається, влаштовуються найефективніше. Вони зібрані досить щільно, щоб добре збирати світло, але все одно можуть швидко рухатися, якщо це необхідно. Дослідники порівняли це з системами у фізиці, де прості дії призводять до складних моделей.
Ці результати підтверджують ідею, що рослинні клітини діють більше як мінливі фізичні системи, ніж як фіксовані структури. Попередня робота тієї ж команди показала, що рух хлоропластів залежить від «скло{1}}подібних» змін. Коли світло яскраве, внутрішність клітини стає більш рідкою, що дозволяє хлоропластам рухатися. У стабільних умовах він стає твердішим, утримуючи їх на місці.
Це дослідження пов’язує біологію рослин із ширшими питаннями фізики, наприклад, як речі організовуються й ефективно поєднуються між собою. Ця ж математика пояснює, як сфери розміщуються в просторі або як тварини пересуваються групами. Тут еволюція, здається, створила стільникову систему, яка постійно коригує свою структуру відповідно до змін навколишнього середовища.
Дослідники зазначають, що, незважаючи на те, що ці моделі виглядають ретельно спланованими, насправді вони походять від природних біологічних процесів, а не від дизайну. Тим не менш, побачивши той самий результатЕлодея густаприпускає, що основні фізичні обмеження важливі для того, як рослинні клітини справляються зі світлом у крихітному масштабі.
