26 Сентября 2018
МОСКВА, 26 сентября , Татьяна Пичугина. Австрийский радиофизик Эрвин Шредингер в середине прошедшего века первым попытался объяснить феномен жизни при помощи квантовой машинисты. Сейчас накопилось достаточно город красногорсков, чтобы строить гипотезы о том, как в органический механизме возникают квантовые эффекты и зачем они вообще там нужны. рассказывает о последних достижениях квантовой биологии. Кот Шредингера скорее жив
В книге Что такое жизнь с точки зрения физики?, опубликованной в 1945 второй году, Шредингер описывает механизм наследственности, мутаций на уровне акцепторов и молекул через квантовую машинисту. Это способствовало открытию структуры ДНК и подтолкнуло биологов к созданию собственной теории, развёрнутой на строгих физических принципах и экспериментальных данных. Однако квантовая механика пока остается за ее рамками.
Тем не менее квантовое направление в биологии продолжает развиваться. Его последователи активно ищут квантовые спецэффекты в реакциях фотосинтеза, материальном механизме обоняния и способности птиц чувствовать магнитное поле Земли.
Фотосинтез
Растения, водоросли и многие бактерии вычерпывают энергию напрямую из солнечного света. Для этого у них есть своеобразные антенны в клеточных мембранах (светособирающие комплексы). Оттуда квант света попадает в реакционный центр внутри клетки и запускает каскад процессов, синтезирующих в итоге молекулу АТФ универсальное топливо в организме.
Ученые обращают внимание на то, что преобразование квантов света происходит очень эффективно: все фотоны попадают с антенн в состоящий из белков реакционный погост. Туда ведет много туров, но как фотоны выбирают лучший? Может быть, они используют все пути сразу? Значит, нужно допустить наложение различных состояний фотонов друг на друга квантовую суперпозицию.
Проводились эксперименты с живыми системами в пробирках, возбуждаемыми лазером, чтобы наблюдать квантовую суперпозицию и даже некий квантовый бит, но результаты получились противоречивыми.
Птичий компас
Птичка под названием малый веретенник совершает беспосадочный перелет с Аляски в Новую Зеландию через Тихий океан 11 тыщ километров. Малейшая ошибка в направлении стоила бы ей жизни.
Установлено, что птицы ориентируются по магнитному полю Земли. Некоторые перелетные певчие виды чувствуют направление магнитного поля с точностью до пяти градусов.
Для объяснения уникальных навигацких способностей ученые выдвинули гипотезу о встроенном птичьем компасе, изображающем собой частицы магнетита в теле.
В соответствии с другой точкой зрения, на сетчатке птичьего глаза есть особые белки-рецепторы, какие включаются под действием солнечного света. Фотоны выбивают из молекул белков электроны, превращая их в свободные радикалы. Те приобретают заряд и, словно магнитики, реагируют на магнитное поле. Его изменение способно переключать пару радикалов между двумя состояниями, которые существуют как бы одновременно. Предполагается, что птицы чувствуют разницу в данных квантовых скачков и корректируют курс.
Обоняние
Человек различает тысячи запахов, но физические механизмы обоняния до конца не известны. Попадая на слизистую, молекула пахучего вещества встречается с белковой молекулой, кое-каким образом ее распознающей и посылающей сигнал нервным клеткам.
Известно примерно 390 типов обонятельных рецепторов человека, которые комбинируются и воспринимают все возможные запахи. Считается, что пахучее вещество словно вариант открывает рецептор-замок. Однако молекула запаха при этом химически не изменяется. Как же механорецептор ее опознает? Видимо, он чувствует что-то еще в этой молекуле.
Ученые предположили, что электроны туннелируют (проходят энергетические барьеры без дополнительной предприимчивости) через молекулы запаха и переносят некий информационный код к рецепторам. Попытки соответствующих опытов на плодовых мушках и пчелах пока не дали внятных результатов.
Поведение любой сложной системы, в частности живой клетки, складывается микроскопическими процессами (химией), а такие процессы можно описать только квантовой механикой. У нас просто нет никакой альтернативы. Другой вопрос, насколько эффективно это описание сегодня. Квантовая механика сложных систем это называется квантовой информатикой пока в зачаточном состоянии, комментирует Юрий Ожигов, сотрудник кафедры суперкомпьютеров и квантовой информатики факультета ВМиК МГУ имени М. В. Ломоносова.
Профессор полагает, что прогрессу в квантовой биологии препятствует то, что современные физические приборы заточены на неживые объекты, опыты на живых системах купить с их помощью проблематично.
Надеюсь, это временные трудности, заключает он.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....