Augalų ląstelės susiduria su besikeičiančia, kartais kenksminga šviesa, todėl jos turi subalansuoti energijos paėmimą ir apsisaugojimą nuo per didelės spinduliuotės. Nors lapai gali virsti minutes ar valandas, kiekvienos ląstelės viduje esantys chloroplastai juda daug greičiau, kad prisitaikytų prie šviesos pokyčių.
Mokslininkai studijuojaElodea densanustatė, kad chloroplastai nejuda atsitiktinai. Vietoj to, jie laikosi tam tikrų fizinių taisyklių, panašiai kaip objektai dera matematikos uždaviniuose. Esant silpnam apšvietimui, chloroplastai pasklinda, kad sugertų daugiau šviesos. Kai šviesa stiprėja, jie susirenka šešėlinėse vietose, kad būtų išvengta per didelio poveikio dar dirbant. Tai rodo, kad sistema nustatyta taip, kad gautų šviesą ir išvengtų šviesos.
Biofizikų Mazi Jalaal ir Nico Schramma 2025 m. atliktas tyrimas Proceedings of the National Academy of Sciences parodė, kad chloroplastai, atrodo, išsidėsto veiksmingiausiu būdu. Jie supakuoti pakankamai arti, kad gerai surinktų šviesą, bet vis tiek gali greitai judėti, jei reikia. Tyrėjai palygino tai su fizikos sistemomis, kur paprasti veiksmai lemia sudėtingus modelius.
Šie rezultatai patvirtina idėją, kad augalų ląstelės veikia labiau kaip kintančios fizinės sistemos nei fiksuotos struktūros. Ankstesnis tos pačios komandos darbas rodo, kad chloroplastų judėjimas priklauso nuo „stiklinio{1}} pokyčio. Kai šviesa yra ryški, ląstelės vidus tampa skystesnis, todėl chloroplastai gali judėti. Esant pastovioms sąlygoms, jis tampa tvirtesnis, išlaikydamas jas savo vietoje.
Šis tyrimas sieja augalų biologiją su platesniais fizikos klausimais, pavyzdžiui, kaip viskas organizuojasi savaime ir efektyviai dera tarpusavyje. Ta pati matematika paaiškina, kaip sferos telpa erdvėje arba kaip gyvūnai juda grupėmis. Atrodo, kad čia evoliucija sukūrė ląstelių sistemą, kuri, keičiantis aplinkai, nuolat koreguoja savo išdėstymą.
Tyrėjai pabrėžia, kad nors šie modeliai atrodo kaip kruopščiai suplanuoti, jie iš tikrųjų atsiranda dėl natūralių biologinių procesų, o ne dėl dizaino. Vis dėlto, matant tuos pačius rezultatusElodea densarodo, kad pagrindinės fizinės ribos yra svarbios, kaip augalų ląstelės apdoroja šviesą nedideliu mastu.
