Квантовая биология: водоросли эволюционировали, чтобы включать и выключать квантовую когерентность

Функция водорослей этого квантового эффекта, известного как когерентность, остается загадкой, но считается, что он может помочь им гораздо более эффективно собирать энергию солнца. Выявление его роли в живом организме может привести к технологическим достижениям, таким как создание более совершенных органических солнечных батарей и квантовых электронных устройств.Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Это часть развивающейся области, называемой квантовой биологией, в которой растет количество доказательств того, что квантовые явления действуют в природе, а не только в лаборатории, и могут даже объяснять, как птицы могут перемещаться с помощью магнитного поля Земли.«Мы изучали крошечные одноклеточные водоросли, называемые криптофитами, которые процветают на дне водоемов или под толстым льдом, где до них доходит очень мало света», — говорит старший автор, профессор Пол Курми из Школы физики UNSW.

«У большинства криптофитов есть светособирающая система, в которой присутствует квантовая когерентность. Но мы обнаружили класс криптофитов, где она отключена из-за генетической мутации, которая изменяет форму светособирающего белка.«Это очень захватывающая находка.

Это означает, что мы сможем раскрыть роль квантовой когерентности в фотосинтезе, сравнивая организмы с двумя разными типами белков».В странном мире квантовой физики когерентная система, в которой все квантовые волны синхронизированы друг с другом, может существовать одновременно во многих различных состояниях, и этот эффект известен как суперпозиция. Это явление обычно наблюдается только в строго контролируемых лабораторных условиях.

Таким образом, команда, в которую входит профессор Грегори Скоулз из Университета Торонто в Канаде, была удивлена, обнаружив в 2010 году, что передача энергии между молекулами в системах сбора света от двух разных видов криптофитов была согласованной.Такой же эффект был обнаружен у зеленых серных бактерий, которые также выживают при очень слабом освещении.«Предполагается, что это может повысить эффективность фотосинтеза, позволяя водорослям и бактериям существовать практически без света», — говорит профессор Курми.

«Как только светособирающий белок захватил солнечный свет, ему необходимо как можно быстрее доставить эту захваченную энергию в реакционный центр в клетке, где энергия преобразуется в химическую энергию для организма.«Предполагалось, что энергия попадает в реакционный центр случайным образом, как пьяный, пошатываясь, домой. Но квантовая когерентность позволит энергии проверить все возможные пути одновременно, прежде чем отправиться по самому быстрому маршруту».

В новом исследовании команда использовала рентгеновскую кристаллографию для определения кристаллической структуры светособирающих комплексов трех разных видов криптофитов.Они обнаружили, что у двух видов генетическая мутация привела к вставке дополнительной аминокислоты, которая изменяет структуру белкового комплекса, нарушая согласованность.«Это показывает, что криптофиты развили элегантный, но мощный генетический переключатель для контроля согласованности и изменения механизмов, используемых для сбора света», — говорит профессор Курми.

Следующим шагом будет сравнение биологии разных криптофитов, например, населяют ли они разные экологические ниши, чтобы выяснить, помогает ли эффект квантовой когерентности их выживанию.


9 комментариев к “Квантовая биология: водоросли эволюционировали, чтобы включать и выключать квантовую когерентность”

  1. Братцев Константин

    Бог знает правду, нет сторон, есть только война, спровоцированная теми, кто ненавидит простого человека, любящего свою страну, свой народ, человека который жертвует свою жизнь ради любви к своей родине. Бог есть, просто они думают что его нет, они ошибаются, и кара Божья тоже будет.

  2. Демидов Юрий

    Да, я сейчас вижу у соседей, как БАБА НДС ДВД на себя работает, они навес строят над гаражом)))))))

  3. РФ опасна своей непредсказуемостью, эта страна как бугай, который не может определиться какую корову ипать, хочет все, но на все не хватает сил, хочет бежать направо, но душа тянет налево, хочет и демократией быть, потому что цивилизованно и солидно, но душа со скрижалями тянет в диктатуру. РФ нужна общегосударственная концепция — национальная идея, и для русских это европейская экономически мощная и прогрессивная страна, уважающая соседей, для которой украинцы есть братьями, но для этого Россия должна протрезветь от путино-коррупционной псевдо-совковой шизофрении. Страна должна подняться и сказать Путину четко и конкретно — нет коррупции, правовому беспределу и сырьевой модели экономики.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *