211service.com
Het raadsel van de kwantumbiologie
Een van de grootste vragen in de biologie is of de levensprocessen in staat zijn om kwantumeffecten te benutten om hun lot te verbeteren.
Niemand vraagt zich af of levende wezens uiteindelijk op een bepaald niveau kwantum zijn - we zijn allemaal gemaakt van kwantumobjecten die atomen worden genoemd en aan elkaar gelijmd door kwantumkrachten. Als je goed naar een biologisch proces kijkt, zie je de kwantummechanica aan het werk.
De vraag is of de natuur de kwantummechanica uitbuit om dingen te bereiken die in de gewone, klassieke wereld niet mogelijk zijn.
Er is een groeiende discussie over dit onderwerp. Enerzijds begint het bewijs te groeien dat de kwantummechanica een rol kan spelen bij processen als fotosynthese, vogelnavigatie en het reukvermogen. Aan de andere kant zeggen critici dat dit bewijs verre van overtuigend is en eenvoudig kan aantonen dat de realiteit altijd kwantum van aard lijkt, als je goed genoeg kijkt.
Tegenwoordig geven Neill Lambert van het Japanse onderzoeksinstituut RIKEN in Saitama en een paar vrienden een broodnodig overzicht van het bewijsmateriaal op dit gebied, met bijzondere aandacht voor fotosynthese en vogelnavigatie.
Deze jongens wijzen erop dat de inspanningen om bewijs te vinden voor kwantumeffecten bij fotosynthese grotendeels gericht zijn op het feit dat energie op de een of andere manier grote eiwitmoleculen kruist met een efficiëntie van bijna 100 procent. Dat is klassiek moeilijk uit te leggen.
Het bewijs voor kwantumeffecten in de vogelnavigatie is iets meer speculatief, maar laat minder ruimte voor een klassieke verklaring. Het is gebaseerd op het idee dat een zwak magnetisch veld de uitkomst kan beïnvloeden van een bepaald type chemische reactie in het netvlies van vogels waarbij radicale ionenparen betrokken zijn.
De details zorgen voor interessante lectuur.
Dit is een gebied dat de laatste jaren veel aandacht heeft gekregen. De belofte is natuurlijk dat als de natuur manieren heeft gevonden om de kwantummechanica te exploiteren, het voor ons mogelijk moet zijn om die technieken te kopiëren. Denk aan kunstmatige fotosynthese, robotneuzen en navigatiesystemen, misschien zelfs kunstmatig leven.
Maar het alternatief is net zo interessant. Als de natuur geen manier heeft gevonden om de kwantummechanica te exploiteren, is een even belangrijke vraag: waarom niet? Is het slechts een vergissing van de kant van de evolutie of is er een andere diepere reden waarom evolutie de kwantummechanica niet kan benutten?
Belangrijke vragen. En voor antwoorden kun je goed beginnen met een uitgebreid overzicht van het onderzoek.
Referentie: arxiv.org/abs/1205.0883 : Functionele kwantumbiologie bij fotosynthese en magnetoreceptie