211service.com
Pirmie pierādījumi par sapīšanu fotosintēzē
Fiziķus aizrauj sapīšanās, dīvaina kvantu parādība, kurā atsevišķiem objektiem ir viena un tā pati eksistence neatkarīgi no attāluma starp tiem. Taču fiziķi, cenšoties izpētīt un izmantot sapīšanās informācijas apstrādei, ir atklājuši, ka tā ir trausla un viegli iznīcināma. Šķiet, ka šis trauslums būtiski ierobežo sapīšanās izmantošanu.
Taču no cita veida eksperimentiem sāk parādīties jauna, spēcīgāka sapīšanās seja. Piemēram, fiziķi nesen ir atraduši sapīšanās pazīmes beztaras materiālu termiskajos stāvokļos zemā temperatūrā. Tam ir milzīga ietekme uz bioloģiskajām sistēmām: ja sapīšanās ir spēcīgāka, nekā mēs domājām, kāda loma tai varētu būt dzīvās būtnēs?
Tagad mēs sākam to noskaidrot. Pirmajā stingrajā sapīšanās bioloģiskajā sistēmā kvantitatīvā noteikšanā sāk parādīties atbilde. Pētnieki no dažādām institūcijām Bērklijā Kalifornijā ir pierādījuši, ka molekulas, kas piedalās fotosintēzē, var palikt sapinušās pat parastā atmosfēras temperatūrā.
Pierādījumi iegūti, detalizēti izpētot gaismas jutīgās molekulas, ko sauc par hromoforiem, kas iegūst gaismu fotosintēzes laikā.
Dažādi pētījumi ir parādījuši, ka gaismas savākšanas kompleksos hromoforiem var būt saskaņoti delokalizēti elektroniskie stāvokļi. K. Birgita Vailija Bērklija Kvantu informācijas un skaitļošanas centrā un draugi saka, ka tas var notikt tikai tad, ja hromofori ir sapinušies.
Viņi norāda, ka šīs molekulas, šķiet, neizmanto sapīšanos. Tā vietā tā klātbūtne ir tikai elektroniskās saskaņotības sekas.
Šis ir liels apgalvojums, kas nedaudz balstās uz netiešiem pierādījumiem. Ir svarīgi iegūt apstiprinājumu šīm idejām, pirms tās var kļūt par plaši izplatītām.
Tomēr, ja tas ir pareizi, atklājumam ir milzīgas sekas. Sākumā biologi varētu izmantot šo samezglojumu, lai daudz precīzāk izmērītu to, kas notiek molekulās fotosintēzes laikā, izmantojot dažādas kvantu metroloģijas metodes, ko fiziķi ir izstrādājuši.
Vēl aizraujošāka ir iespēja, ka šīs molekulas varētu izmantot kvantu informācijas apstrādei istabas temperatūrā. Iedomājieties fotosintētiskos kvantu datorus!
Un tālāk ir jautājums, no kura Vailijs un citi izvairās. Ja sapīšanās spēlē lomu fotosintēzē, tad kāpēc ne arī citos svarīgos bioloģiskos orgānos? Vai kāds domā par orgānu, kur sapīšana varētu būt noderīga?
Atsauce: arxiv.org/abs/0905.3787 : kvantu sapīšanās fotosintētiskās gaismas ieguves kompleksos