Řasy, které získávají energii pomocí kvantové koherence
Před několika lety vědci objevili, že bez kvantových jevů lze jen těžko plně vysvětlit některé energetické procesy v rostlinách a nižších organismech. Nedávno ovšem mezinárodní tým kvantových biologů zjistil, že řasy skrytěnky (Cryptophyta) dokonce mají v genech nastaveno, zda se u nich během procesu získávání a předávání energie projeví tzv. kvantová koherence.
Mezinárodní tým vědců z Austrálie, Kanady, Německa a Itálie se věnoval podrobnému zkoumání procesu fotosyntézy u řas na molekulární úrovni. Některé řasy ze skupiny Cryptophyta, skrytěnky, projevují velmi zajímavé adaptační schopnosti – dokážou přežít po určitou dobu i v prostředí, kde panuje velký nedostatek světla. Žijí totiž většinou na dně vodních nádrží nebo pod tlustým ledem.
Kvantová koherence znamená jistý stupeň sladění vlnových funkcí dvou či více mikroskopických objektů, v tomto případě fotosyntetických čili světlo sbírajících proteinů. Příslušné vlny se pak shodují ve své frekvenci, fázi a směru kmitání a zesilují se. Ve světě přístrojů produkují podobně koherentní světelné vlny například lasery. Vědci zjistili, že většina řas této skupiny má v rámci světlo sbírajících proteinů funkci kvantové koherence “zapnutou”, tedy aktivní. Proto se u těchto proteinů udrží dlouhotrvající dvourozměrné oscilace, což pomáhá řasám při efektivním využití nasbírané energie. Následný energetický přenos navíc probíhá velmi uspořádaně a efektivně.
Na druhou stranu našli vědci i některé řasy z této skupiny, které měly tuto funkci jakoby vypnutou a lišily se navíc pouhou jednou aminokyselinou v proteinovém řetězci. Měly také v DNA zapsanou odlišnou genetickou informaci.
V minulosti byly podobné kvantově koherentní jevy objeveny i při přenosu energie uvnitř jiných mikroorganismů, například u zelených sirných baktérií, které jsou také schopny přežívat při velmi nízké intenzitě světla. Dá se tedy říct, že vlastnost “zapnutí kvantové koherence” byla u různých organismů evolučně vyselektována na úrovni genů, protože organismy bez této schopnosti měly horší šance na přežití. Nehledě na toto vysvětlení je ale přítomnost funkce kvantové koherence u živých organismů pozoruhodná. Lidé umějí vyvolat makroskopicky pozorovatelný koherentní přenos energie pouze za pečlivě kontrolovaných podmínek v laboratoři.
Zdroje: Phys.Org, Wikipedia - Koherence, Wikipedia - Skrytěnky, PNAS
Více z pořadu
E-shop Českého rozhlasu
Vždycky jsem si přál ocitnout se v románu Julese Verna. Teď se mi to splnilo.
Václav Žmolík, moderátor
Tajuplný ostrov
Lincolnův ostrov nikdo nikdy na mapě nenašel, a přece ho znají lidé na celém světě. Už déle než sto třicet let na něm prožívají dobrodružství s pěticí trosečníků, kteří na něm našli útočiště, a hlavně nejedno tajemství.
