La naturaleza no necesita saber que resuelve un problema para resolverlo.
Dentro de cada célula de una hoja hay entre diez y cien organelas llamadas cloroplastos. Son los sitios donde ocurre la fotosíntesis: capturan la energía de la luz y la convierten en azúcares que la planta usa para vivir. Lo que se sabía desde hace tiempo es que los cloroplastos se mueven dentro de la célula. Lo que la investigación de los últimos años viene documentando con creciente precisión es por qué se mueven, y la respuesta es más elegante de lo esperado.
El problema que los cloroplastos resuelven es un problema de empaquetamiento con restricción: cómo distribuirse dentro del espacio de la célula para maximizar la captación de luz sin que unos tapen a otros ni sin que ninguno reciba tanta luz que se dañe. Cuando la luz es tenue, se apiñan en la cara de la célula expuesta al sol para capturarla toda. Cuando la luz es intensa, migran hacia los bordes de la célula, perpendiculares a los rayos, reduciendo su perfil expuesto. El movimiento es continuo y reversible, y responde a cambios de intensidad en cuestión de minutos.
Lo que el equipo de biofísicos de la Universidad de Amsterdam documentó en PNAS es que el comportamiento colectivo de los cloroplastos dentro de la célula sigue las mismas ecuaciones que describen ciertos sistemas de partículas activas en física: agentes que se mueven de acuerdo con reglas locales simples y producen patrones globales complejos sin coordinación central. No hay un cloroplasto que dirija a los demás. No hay una señal que diga cuándo moverse ni hacia dónde. El patrón óptimo emerge de las interacciones entre ellos y con la luz disponible.
Los matemáticos llevan décadas trabajando en problemas de cobertura y empaquetamiento eficiente bajo condiciones variables. Las plantas los resuelven hace varios cientos de millones de años. Eso no significa que las plantas sean más inteligentes que los matemáticos, sino que la evolución es un optimizador con mucho tiempo y muchos intentos, y que a veces llega a soluciones que el pensamiento formal tarda en formalizar. La naturaleza no necesita saber que resuelve un problema para resolverlo.
Fuente: Schramma N. et al., «Chloroplasts in plant cells show active glassy behavior under low-light conditions», PNAS, 2023. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2216497120