植物是活跃的生命形式，直至其最微小的细胞。在暴露于光线下几秒钟内，一些植物的叶绿体——将光转化为能量的细胞器官——将开始四处移动，然后在光线变暗时再次凝结成扁平层。
阿姆斯特丹大学的物理学家尼科·施拉玛说：“它们创造了这种引人入胜、美好的构建行为。”在一项新的研究中，他和他的同事发现，当叶绿体在弱光下挤在一起靠着细胞壁时，实际上会变成一种“玻璃”。研究结果有助于解释叶绿体如何在刚性固体和流动液体之间来回转换，以最好地吸收阳光。
对于物理学家来说，玻璃是固体物质的一个广泛类别。硬糖可以是玻璃。塑料也是如此——甚至在某些衡量标准下，可涂抹的蛋黄酱也是如此。与冰等晶体结构不同，冰等晶体结构由于其粒子的有序性而呈固态，而液体的无序粒子在被紧密地挤压在一起以至于几乎无法移动时，会转变为玻璃态。
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施拉玛的团队发现叶绿体可以经历类似的过程。物理学家追踪了水生植物Egeria densa在不同光照条件下的叶绿体，以构建其运动模型，他们很快在数据中识别出玻璃态系统的特征。最近发表在《美国国家科学院院刊》USA上的结果表明，叶绿体不是在弱光下减速，而是聚集在一起并相互捕获。
锡拉丘兹大学的生物物理学家丽莎·曼宁说，这些发现是“玻璃化转变的非常有力的证据”，她没有参与这项工作。研究人员表示，认识到这个过程将使物理学家能够将叶绿体的复杂动力学作为一种熟悉的系统类型来研究。
研究结果还揭示了与其他玻璃态生命系统的隐藏相似之处。这些玻璃化转变具有重要的目的：灵活性。例如，发育中的胚胎在流体和刚性之间移动。而坚硬的肿瘤通过表现得像液体一样在全身扩散。
在光线稀缺的情况下，叶绿体的玻璃态使它们能够形成一个扁平层以尽可能多地吸收光线，就像阳光下的猫一样。但过多的光照是有害的，因此在强光条件下，叶绿体会编织和躲避以最大限度地减少暴露。“我们常常认为植物不是很动态，但在细胞水平上，它们与其他任何生物一样动态，”印第安纳大学布卢明顿分校的植物生物学家罗杰·汉加特说，他没有参与这项研究。
汉加特质疑在E. densa中进行的研究是否可以推广到其他植物，其他植物的叶绿体形状、大小和运动各不相同。作者计划在未来的研究中与分子生物学家合作，将该水平的生物学细节整合到他们受物理学启发的模型中。