Das Rätsel der Quantenbiologie

Eine der größten Fragen in der Biologie ist, ob die Prozesse des Lebens Quanteneffekte nutzen können, um ihr Schicksal zu verbessern.

Niemand stellt in Frage, ob Lebewesen auf einer bestimmten Ebene letztendlich quantenhaft sind – wir alle bestehen aus Quantenobjekten, die Atome genannt werden und durch Quantenkräfte zusammengeklebt werden. Wenn Sie sich einen biologischen Prozess genau genug ansehen, werden Sie die Quantenmechanik am Werk sehen.

Die Frage ist, ob die Natur die Quantenmechanik nutzt, um Dinge zu erreichen, die in der gewöhnlichen, klassischen Welt nicht möglich sind.



Zu diesem Thema gibt es eine wachsende Debatte. Einerseits mehren sich Hinweise darauf, dass die Quantenmechanik bei Prozessen wie der Photosynthese, der Vogelnavigation und dem Geruchssinn eine Rolle spielen könnte. Auf der anderen Seite sagen Kritiker, dass diese Beweise alles andere als schlüssig sind und einfach zeigen könnten, dass die Realität in der Natur immer quantenhaft erscheint, wenn man genau hinsieht.

Heute bieten Neill Lambert vom japanischen Forschungsinstitut RIKEN in Saitama und einige Freunde einen dringend benötigten Überblick über die Beweise in diesem Bereich, wobei er sich insbesondere auf die Photosynthese und die Vogelnavigation konzentriert.

Diese Jungs weisen darauf hin, dass die Bemühungen, Beweise für Quanteneffekte in der Photosynthese zu finden, größtenteils darauf ausgerichtet sind, dass Energie irgendwie große Proteinmoleküle mit einer Effizienz von fast 100 Prozent durchquert. Das ist klassisch schwer zu erklären.

Die Beweise für Quanteneffekte in der Vogelnavigation sind etwas spekulativer, lassen aber weniger Raum für eine klassische Erklärung. Es basiert auf der Idee, dass ein schwaches Magnetfeld den Ausgang einer bestimmten Art chemischer Reaktion in der Vogelnetzhaut mit Radikalionenpaaren beeinflussen kann.

Die Details sorgen für eine interessante Lektüre.

Dies ist ein Bereich, der in den letzten Jahren große Aufmerksamkeit erregt hat. Das Versprechen lautet natürlich, dass es uns möglich sein sollte, diese Techniken zu kopieren, wenn die Natur Wege gefunden hat, die Quantenmechanik zu nutzen. Denken Sie an künstliche Photosynthese, Roboternasen und Navigationssysteme, vielleicht sogar an künstliches Leben.

Aber die Alternative ist genauso interessant. Wenn die Natur keinen Weg gefunden hat, die Quantenmechanik zu nutzen, lautet eine ebenso wichtige Frage: Warum nicht? Ist es nur ein Versehen der Evolution oder gibt es einen anderen tieferen Grund, warum die Evolution die Quantenmechanik nicht nutzen kann?

Wichtige Fragen. Und für Antworten ist ein umfassender Überblick über die Forschung ein guter Ausgangspunkt.

Ref: arxiv.org/abs/1205.0883 : Funktionelle Quantenbiologie in Photosynthese und Magnetorezeption

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