Biologia quàntica
La Biologia quàntica és la branca de la Biologia que estudia processos que tenen lloc en sers vius i que es basen en efectes característics de la Física quàntica tals com la superposició d'estats, la coherència quàntica o l'efecte túnel. En certa forma, la biologia quàntica es referix específicament a l'influència dels fenomens quàntics no trivials,presents en biologia.
Història
[editar | editar còdic]
Els primers pioners de la física quàntica varen vore aplicacions de la mecànica quàntica en problemes biològics. Erwin Schrödinger en la seua publicació de 1944 «¿Qué és la vida?» va reflexionar sobre les possibles aplicacions de la mecànica quàntica en la biologia.[1] Schrödinger també va introduir l'idea d'un «cuasicristal» que podria contindre informació genètica en la seua configuració d'enllaços químics covalente. Ademés, va sugerir que les mutacions s'introduïxen per mig de "bots quàntics". Atres pioners Niels Bohr, Pascual Jordan i Max Delbruck varen argumentar que l'idea quàntica de la complementarietat era fonamental per a les ciències de la vida.[2] En 1963 Per-Olov Löwdin va publicar una investigació que senyalava que l'efecte túnel del protó seria un mecanisme possible en mutació de el ADN. En el seu artícul, va afirmar que existiria un nou camp d'estudi cridat «biologia quàntica».[3]
Possibles aplicacions
[editar | editar còdic]Visió
[editar | editar còdic]La visió es basa en energia cuantizada per a convertir les senyals lluminoses en un potencial d'acció en un procés cridat fototransducción. En la fototransducción, un fotó interactua en un cromóforo en un receptor celular de llum. El cromóforo absorbix el fotó i sofrix una fotoisomerización. Este canvi en l'estructura induïx un canvi en l'estructura del receptor de llum i les vies de transducción de senyal resultants conduïxen a una senyal elèctrica nerviosa. No obstant, la reacció de fotoisomerización es produïx a una velocitat molt ràpida, <200 fs, en alt rendiment. Els models sugerixen l'us d'efectes quàntics en la conformació de l'estat fonamental i dels potencials d'estat excitats per a conseguir esta eficiència.
Magnetorrecepción en aus
[editar | editar còdic]
L'orientació en aus migratòries és un fenomen complex que implica la combinació de tot tipo de pistes sensorials. Un dels recursos disponibles per a les aus és la detecció del camp magnètic (magnetorrecepción). El mecanisme d'este fenomen encara no està completament descrit, pero els resultats experimentals avalen dos possibilitats no excloents:[4]
- la detecció magnètica, per mig de menuts cristals de magnetita
- la detecció fotoquímica, en la que participa un radical per mig d'un mecanisme que implica coherència quàntica d'un espin electrònic.
Este segon mecanisme és precisament el candidat sobre el que existix més consens en la comunitat científica sobre la seua naturalea de biologia quàntica. És dir: les aus migran recolzant-se, entre atres ajudes, en una reacció química en la que participa la llum i en la que l'efecte que els permet orientar-se seria impossible d'explicar sense tindre en conte efectes de la mecànica quàntica.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ What Is Life?, Berkeley: University of Califòrnia Press, p. 1.
- ↑ “Quàntum Explorers: Bohr, Jordan, and Delbruck Venturing into Biology” . Physics in Perspective 17 (3): 236–250. doi:. Bibcode: 2015PhP....17..236J.
- ↑ Lowdin, P.O. (1965) Quàntum genetics and the aperiodic solid. Some aspects on the Biological problems of heredity, mutations, aging and tumours in view of the quàntum theory of the DNA molecule. Advances in Quàntum Chemistry. Volume 2. pp. 213-360. Academic Press
- ↑ Henrik Mouritsen, Magnetoreception in Birds and Its Use for Long-Distance Migration, DOI: 10.1007/978-3-642-10,769-6_20 en el llibre Sturkie's Avian Physiology, Edition: Sixth Edition, editorial: Associated Press, editor: Colin G. Scanes, pp.113-133
- Este artícul conté una traducció derivada de «Biología cuántica» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.