Augu šūnas tiek galā ar mainīgu, dažreiz kaitīgu gaismu, tāpēc tām jāsabalansē enerģijas uztveršana ar aizsardzību pret pārmērīgu starojumu. Lai gan lapas var pārvērsties dažu minūšu vai stundu laikā, hloroplasti katrā šūnā pārvietojas daudz ātrāk, lai pielāgotos gaismas izmaiņām.
Zinātnieki studēElodea densaatklāja, ka hloroplasti nepārvietojas nejauši. Tā vietā viņi ievēro noteiktus fiziskus noteikumus, līdzīgi kā objekti sader kopā matemātikas uzdevumos. Vājā apgaismojumā hloroplasti izplatās, lai absorbētu vairāk gaismas. Kad gaisma kļūst stiprāka, tie pulcējas ēnainās vietās, lai darba laikā izvairītos no pārmērīgas iedarbības. Tas parāda, ka sistēma ir iestatīta gan uztveršanai, gan izvairīšanās no gaismas.
Biofiziķu Mazi Džalāls un Niko Šrammas 2025. gada pētījums žurnālā Proceedings of the National Academy of Sciences parādīja, ka hloroplasti, šķiet, izkārtojas visefektīvākajā veidā. Tie ir pietiekami cieši iesaiņoti, lai labi savāktu gaismu, taču vajadzības gadījumā joprojām var ātri pārvietoties. Pētnieki to salīdzināja ar fizikas sistēmām, kur vienkāršas darbības noved pie sarežģītiem modeļiem.
Šie rezultāti apstiprina domu, ka augu šūnas darbojas vairāk kā fiziskas sistēmas, nevis fiksētas struktūras. Tās pašas komandas iepriekšējais darbs liecināja, ka hloroplastu kustība ir atkarīga no izmaiņām, kas līdzīgas stiklam. Kad gaisma ir spilgta, šūnas iekšpuse kļūst šķidrāka, ļaujot hloroplastiem pārvietoties. Vienmērīgos apstākļos tas kļūst cietāks, noturot tos vietā.
Šis pētījums saista augu bioloģiju ar plašākiem fizikas jautājumiem, piemēram, kā lietas organizējas un efektīvi sader kopā. Tā pati matemātika izskaidro, kā sfēras iederas telpā vai kā dzīvnieki pārvietojas grupās. Šķiet, ka šeit evolūcija ir radījusi šūnu sistēmu, kas, mainoties videi, nepārtraukti pielāgo savu izkārtojumu.
Pētnieki norāda, ka, lai gan izskatās, ka šie modeļi ir rūpīgi izplānoti, patiesībā tie nāk no dabiskiem bioloģiskiem procesiem, nevis dizaina. Tomēr, redzot tos pašus rezultātusElodea densaliecina, ka pamata fiziskās robežas ir svarīgas tam, kā augu šūnas niecīgā mērogā apstrādā gaismu.
