闪闪发光的花朵在自然界中很常见。它们闪闪发光的を吸引蜜蜂的注意，诱使它们前来为花朵授粉。但为什么叶子会闪闪发光呢？这是布里斯托大学的植物科学家Heather Whitney在研究闪闪发光的花朵时提出的问题。
“这对我来说非常奇怪，”Whitney告诉《热门科学》。“总的来说，你不想吸引昆虫（食草动物）到叶子上。”此外，她注意到这些闪闪发光的叶子总是出现在阴生植物上。这似乎有些反常，因为人们会认为在阴影中生长的植物会尽可能地搜集所有可用的光。然而，闪闪发光会反射掉一些光。
秋海棠属的植物，以其闪闪发光的叶子而成为室内植物爱好者的宠儿，在弱光下茁壮成长。今天发表在《自然-植物》上的一篇论文表明，一些秋海棠物种展示出的耀眼的光泽实际上可能是它们在深邃阴影中增强光合作用的一种方式。
Whitney和她的同事与物理学家和工程师合作，探索了这个问题。他们的发现可能会改变我们对植物光合作用场所——叶绿体的看法。这些细胞器赋予植物叶子标志性的绿色，捕捉太阳能量，将水和二氧化碳转化为植物生长和生存所需的糖。
但这些阴生秋海棠的叶绿体有所不同。这些高度结构化的细胞器——Whitney和她的同事称之为“光致变色体”——不仅能捕获光，还能作为光子晶体结构，增强植物捕获特定波长光的能力。由于树冠上部的叶子在光到达森林地面时已经吸收了大部分可用波长，所以阴生植物已经适应了利用这些稀少的资源。
“能够在弱光水平下收获光，而普通叶绿体无法做到，这意味着秋海棠可以在其他植物根本无法进行光合作用的弱光条件下进行光合作用并生存下来，”Whitney说。“光致变色体可以在弱光条件下‘搜集’光，更有效地利用光。”
这种搜集的关键在于叶绿体中类囊体组织的极度有序性。通常，叶绿体中被称为基粒的膜堆叠只会吸收阳光。但在光致变色体中，基粒被构建成光子晶体，能够改变入射光，使其更容易被光合作用利用。它们通过以与它们吸收的光波长相对应的间隔排列来实现这一点。光波形的波峰与堆叠的基粒匹配，从而有效地降低了光的传播速度，使叶绿体能够更有效地吸收它。
研究人员推测，这些高度有序的类囊体膜可能会降低与光合作用相关的电子传递效率，这使得光致变色体在更明亮的光照条件下效率低下。但秋海棠也含有正常的叶绿体，因此它们能够很好地适应各种环境。
Whitney对这项研究如何加深我们对光合作用捕光机制的理解感到乐观。由于叶绿体可以在不同光照条件下重排自身，Whitney想知道科学家是否能发现更多能够克服结构限制、在各种条件下生存的植物。“有多少其他植物可能正在利用光子学的某些方面来增强光合作用？”
