Narzędzia osobiste
Jesteś w: Start Fotosynteza i mechanika kwantowa: Tylko projekt

Fotosynteza i mechanika kwantowa: Tylko projekt

Organizmy do mistrzostwa opanowały sztukę wykorzystywania praw fizyki. Zdaniem wielu naukowców aż prosi się, by imitować w naszej technologii projekty odkrywane w żywych systemach. Poniżej szczególnie spektakularny przykład: fotosynteza.


Nature z lutego 2010 roku donosi, że rośliny wykorzystują efekty kwantowe w procesie fotosyntezy. [1] Fotosyntetyczny aparat pewnego gatunku glonów z grupy kryptofitów jest zaskakująco zbuowany - jego pigment jest znacznie bardziej oddalony od siebie aby - zgodnie z oczekiwaniami - efektywnie funkcjonować. Badania wyjaśniające dlaczego aparat ten pracuje tak dobrze ukazują jednak w grze efekty kwantowe. Grondelle i Novoderezhkin, komentując te odkrycia konkludują:

"Znane jest powszechnie, że rośliny, glony i niektóre bakterie używają procesu fotosyntezy do konwersji energi słonecznej w jej inną formę, która może być używana przez te organizmu do przeżycia i reprodukcji. Co jest jednak mniej znane to, że wydajność procesu fotosyntezy może zależeć po części od mechaniki kwantowej. Na stronie 644 tego wydania Collini ze współpracownikami opisuje świadectwa sugerujące, że proces zwany koherencją fal 'wiąże' razem odległe cząsteczki w wychwytującym światło systemie u kryptofitycznych glonów. To pierwszy raz, gdy fenomen ten zaobserwowano w fotosyntetycznym białku w temperaturze pokojowej, a nie w znacznie niższej, co wzmacnia ideę, że koherencja fal wpływa na wychwytywanie światła in vivo". [2]

Nawet Collini ze współpracownikami wydają się być zaskoczeni wynikami swoich badań: "Co intrygujące, ostatnie prace udokumantowały, że światłoczułe molekuły w niektórych fotosyntetycznych białkach wychwytują i przekazują energię zgodnie z probabilistycznymi prawami mechaniki kwantowej, a nie klasycznej fizyki w temperaturze aż do 180 stopni Kelvina (-93 C). Kontrastuje to z długo utrzymywanym poglądem, że długodystansowa koherencja kwantowa pomiędzy molekułami nie może być utrzymywana w biologicznych systemach, nawet w niskich temperaturach". Zdolność roślin do użycia tego - jak stwierdzają badacze - "nieintuicyjnego projektu" opiera się na wykorzystaniu kwantowych efektów, które zwielokratniają wydajność wychwytywania światła.

Nie trzeba dodawać, że cały proces fotosyntezy nieporównywalnie przekracza cokolwiek, co dotychczas udało się nam stworzyć w dziedzinie inżynierii fotochemicznej.

Kontynuując temat fotosyntezy, David Kramer z Washington State University opisuje jak rośliny i inne organizmy wykorzystujące fotosyntezę stosują inteligentne przetwarzanie sieciowe w celu rozpraszania nadmairu energii słonecznej. [3] Jak zauważa Kramer, fototrofy rozwinęły system inteligentnego gridu, który balansuje poziom dostarczanej energii do dwóch fotosyntetycznych systemów - pierwszego i drugiego. Ma to na celu niedopuszczenie do 'przegrzania' tych systemów. Jak wyjaśnia Kramer: "Podobnie jak ludzkie elektryczne systemy inżynieryjne fotonowy inteligentny grid może regulować transfer energii na wielu poziomach. Inaczej jednak niż w inżynierii, gdzie nasze systemy opierają się na kontrolowanych siłowniach, fototrofy nie mogą zmniejszać promieniowania Słońca. Zamiast tego, kiedy ilość światła przekracza przetwarzające możliwości systemu, musi ono zostać albo rozproszone, albo odpowiednio przekierowane tak, aby uniknąć uszkodzeń. Chloroplasty radzą sobie z tym problemem poprzez regulację właściwości fotosyntetycznej anteny, kiedy natężenie światła niebezpiecznie wzrasta".

Zauważ, że w omawianych artykułach badacze bez ceregieli używają zarówno badawczej metodologii bazującej na projekcie (inżynieria), jak i języka zakorzenionego w projekcie. Grondelle i Novoderezhkin zatytułowali nawet swój artykuł "Fotosynteza: Kwantowy projekt pułapki na swiatło". Niektórzy darwiniści ostrzegają przed takimi praktykami - nadawanie takim otwartym kodem może sprawić, że projekt w systemach żywych będzie naturalnie widoczny. Zamiast tego proponują maskować przesłanie tego typu prac przez użycie nowomowy w rodzaju "projektoidy" czy "ewolucyjne adaptacje". Jak jednak widać nie wszyscy badacze zawracają sobie głowę tego typu radami i często nadają otwartym kodem. Nie znaczy to, że naukowcy ci są zwolennikami teorii inteligentnego projektu. Znaczy to natomiast, że użycie metodologii bazującej na projekcie jest koniecznym warunkiem sensownego uprawiania biologii, nawet dla tych, którzy sami w projekt w przyrodzie nie wierzą.


Michał Ostrowski

---------------------------------------------------

Przypisy:

[1] Collini et al., "Coherently wired light-harvesting in photosynthetic marine algae at ambient temperature". Nature, 4 February 2010, vol. 463, s. 644-647.

[2] Grondelle and Novoderezhkin, "Photosynthesis: Quantum design for a light trap". Nature, 4 February 2010 vol. 463, s. 614-615.

[3] Kramer, "The photonic 'smart grid' of the chloroplast in action". Proceedings of the National Academy of Sciences, 5 February 2010, vol. 107, no. 7, s. 2729-2730.

Akcje Dokumentu
« Marzec 2017 »
Marzec
PnWtŚrCzPtSbNd
12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031