L'enigma della biologia quantistica

Una delle domande più grandi in biologia è se i processi della vita siano in grado di sfruttare gli effetti quantistici per migliorare il loro destino.

Nessuno si chiede se gli esseri viventi siano in definitiva quantistici a un certo livello: siamo tutti fatti di oggetti quantistici chiamati atomi e incollati insieme da forze quantistiche. Se osservi abbastanza da vicino qualsiasi processo biologico, vedrai la meccanica quantistica all'opera.

La domanda è se la natura sfrutti la meccanica quantistica per ottenere cose che non sono possibili nel mondo ordinario e classico.

C'è un crescente dibattito su questo argomento. Da un lato, hanno iniziato a crescere le prove che la meccanica quantistica può svolgere un ruolo in processi come la fotosintesi, la navigazione degli uccelli e l'olfatto. Dall'altro, i critici affermano che questa prova è tutt'altro che conclusiva e potrebbe semplicemente mostrare che la realtà appare sempre di natura quantistica, se si guarda abbastanza da vicino.

Oggi, Neill Lambert presso l'istituto di ricerca giapponese RIKEN a Saitama e alcuni amici, forniscono una revisione tanto necessaria delle prove in questo settore, concentrandosi in particolare sulla fotosintesi e sulla navigazione degli uccelli.

Questi ragazzi sottolineano che gli sforzi per trovare prove degli effetti quantistici nella fotosintesi sono in gran parte concentrati sul fatto che l'energia attraversa in qualche modo grandi molecole proteiche con un'efficienza vicina al 100%. È difficile da spiegare in modo classico.

L'evidenza degli effetti quantistici nella navigazione degli uccelli è un po' più speculativa, ma lascia meno spazio a una spiegazione classica. Si basa sull'idea che un debole campo magnetico può influenzare l'esito di un certo tipo di reazione chimica nelle retine degli uccelli che coinvolgono coppie di ioni radicali.

I dettagli rendono interessante la lettura.

Questa è una zona che ha riscosso grande attenzione negli ultimi anni. La promessa, ovviamente, è che se la natura ha trovato il modo di sfruttare la meccanica quantistica, allora dovrebbe essere possibile per noi copiare quelle tecniche. Pensa alla fotosintesi artificiale, ai nasi robotici e ai sistemi di navigazione, forse anche alla vita artificiale.

Ma l'alternativa è altrettanto interessante. Se la natura non ha trovato un modo per sfruttare la meccanica quantistica, una domanda altrettanto importante è: perché no? È semplicemente una svista da parte dell'evoluzione o c'è qualche altra ragione più profonda per cui l'evoluzione non può sfruttare la meccanica quantistica?

Domande importanti. E per le risposte, un buon punto di partenza è con una panoramica completa della ricerca.

Rif: arxiv.org/abs/1205.0883 : Biologia quantistica funzionale nella fotosintesi e nella magnetorecezione

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