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Biología Cuántica: ¿Puede la Vida Controlar las Fuerzas Cuán

Biología Cuántica: ¿Puede la Vida Controlar las Fuerzas Cuánticas?



La Biología Cuántica es justo lo que parece ser. Es el análisis de las funciones biológicas a nivel cuántico. Esto va más allá de la química simple y en su lugar se centra en la capacidad de la vida de controlar efectivamente las fuerzas cuánticas. Del mismo modo en que la vida evolucionó para manipular las macro fuerzas, permitiéndonos la movilidad en nuestro entorno y su manipulación, también podría haber evolucionado para manipular la escala cuántica. La ciencia emergente de la biología cuántica estudia este proceso, y han realizado un avance increíble.

Conoce a las criptofitas (cryptophyta). Son un tipo de organismos unicelulares, más comúnmente conocido por el público en general como “algas”. A esta alga en particular le gusta vivir en el fondo de grandes masas de agua o debajo de hielo. Lo importante es que estas algas viven en lugares que no reciben mucha luz solar.

Las cosas verdes como las algas utilizan la fotosíntesis para realizar sus actividades vitales. Pero antes de continuar con la fotosíntesis, es probable que debamos hablar antes de la mecánica cuántica.



Imagen ilustrativa de la superposición cuántica. Crédito: Edward Elrick (Wikimedia Commons).

Específicamente, este experimento aborda la coherencia cuántica. La coherencia cuántica es el concepto fundamental para que la superposición cuántica suceda. Un sistema cuántico es coherente cuando todas las ondas están “de paso” o “en sincronía” con las demás. Un sistema que es coherente es capaz de existir en diferentes estados simultáneamente, y a esto generalmente le llamamos superposiciones. Normalmente, los investigadores sólo ven este comportamiento en el laboratorio, pero eso nos lleva de nuevo a las algas.


Los científicos encontraron un par de algas que son capaces de encender y apagar la coherencia, lo que les permite cosechar luz y operar con una eficiencia mucho mayor. El profesor Paul Curmi, el autor principal del artículo, afirma en un comunicado de prensa, “La mayoría de criptofitas tienen un sistema captador de luz, donde la coherencia cuántica está presente. Pero hemos encontrado una clase de criptofitas donde se ha desactivado debido a una mutación genética que altera la forma de una proteína captadora de luz. Este es un hallazgo muy emocionante. Esto significa que seremos capaces de descubrir el papel de la coherencia cuántica en la fotosíntesis mediante la comparación de los organismos con los dos tipos diferentes de proteínas”.

¿Cómo esto mejora la eficiencia? Cuando la luz llega a una planta, los fotones son capturados por las proteínas captadoras de luz. En este punto la proteína necesita dirigir esa energía hacia el centro de reacción de modo que se pueda utilizar. Este proceso no es muy preciso y es, de hecho, de tipo aleatorio. Tener rebotes de energía al azar mientras esta se tambalea hacia el centro de reacción no es muy eficaz. Si la planta es capaz de utilizar la coherencia cuántica, puede capturar energía que es capaz de probar simultáneamente cada camino posible hacia el centro de reacción, y consecuentemente, la proteína es capaz de enviar la energía por el camino más eficiente.

¿Podemos hacer una pausa por un momento para comprender lo genial que es esto?

Con todo, si el organismo es capaz de cosechar la luz de manera más eficiente, puede vivir en condiciones que son mucho más oscuras. Por eso es que esta loca hazaña de la biología es útil.

Como se mencionó antes, la biología cuántica es un campo emergente de la ciencia que estudia las formas en que la biología usa inteligentemente y manipula la mecánica cuántica en favor suyo. Muchos investigadores creen que este campo tiene mucho que enseñarnos. Tal vez sea la próxima revolución en la biología, así como lo fue en su tiempo la biología a nivel microscópico.


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