211service.com
Den kvantebiologiske gåde
Et af de største spørgsmål inden for biologi er, om livets processer er i stand til at udnytte kvanteeffekter til at forbedre deres tilstand.
Ingen stiller spørgsmålstegn ved, om levende ting i sidste ende er kvante på et eller andet niveau - vi er alle lavet af kvanteobjekter kaldet atomer og limet sammen af kvantekræfter. Hvis du ser nøje nok på en biologisk proces, vil du se kvantemekanikken på arbejde.
Spørgsmålet er, om naturen udnytter kvantemekanikken til at opnå ting, som ikke er mulige i den almindelige, klassiske verden.
Der er en voksende debat om dette emne. På den ene side er der begyndt at blive beviser for, at kvantemekanik kan spille en rolle i processer som fotosyntese, fuglenavigation og lugtesansen. På den anden side siger kritikere, at dette bevis er langt fra afgørende og måske blot viser, at virkeligheden altid forekommer kvante i naturen, hvis man ser nøje nok efter.
I dag giver Neill Lambert ved det japanske forskningsinstitut RIKEN i Saitama og et par venner en tiltrængt gennemgang af beviserne på dette område, med særligt fokus på fotosyntese og fuglenavigation.
Disse fyre påpeger, at bestræbelserne på at finde beviser for kvanteeffekter i fotosyntese i høj grad er fokuseret på, at energi på en eller anden måde krydser store proteinmolekyler med en effektivitet tæt på 100 procent. Det er svært at forklare klassisk.
Beviserne for kvanteeffekter i fuglenavigation er lidt mere spekulative, men giver mindre plads til en klassisk forklaring. Det er baseret på ideen om, at et svagt magnetfelt kan påvirke udfaldet af en bestemt type kemisk reaktion i fugles nethinder, der involverer radikale ionpar.
Detaljerne giver interessant læsning.
Det er et område, der har fået stor opmærksomhed de seneste år. Løftet er selvfølgelig, at hvis naturen har fundet måder at udnytte kvantemekanikken på, så burde det være muligt for os at kopiere disse teknikker. Tænk kunstig fotosyntese, robotnæser og navigationssystemer, måske endda kunstigt liv.
Men alternativet er lige så interessant. Hvis naturen ikke har fundet en måde at udnytte kvantemekanikken på, er et lige så vigtigt spørgsmål: hvorfor ikke? Er det blot en forglemmelse fra evolutionens side, eller er der en anden dybere grund til, at evolutionen ikke kan udnytte kvantemekanikken?
Vigtige spørgsmål. Og for svar er et godt sted at starte med et omfattende overblik over forskningen.
Ref: arxiv.org/abs/1205.0883 : Funktionel kvantebiologi i fotosyntese og magnetoreception