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Investigadores que olham a maneira algas usam a mecânica quântica na fotossíntese ter encontrado um interruptor genético que transforma "coerência quântica" dos bichos ligado ou desligado.
É sabido há algum tempo que a fotossíntese aproveita da mecânica quântica para melhorar a coleta de luz. Como este IOP Ciência artigo explica com alguma profundidade, coerência ajuda excitons transportar energia de forma eficiente para o centro da reação das células realizam fotossíntese.
Os próprios excitons são os pares elétron-buraco criado quando a luz atinge o organismo.
É o tipo de fenômeno que chama a atenção de muitos campos além da biologia. Por exemplo, a colheita de luz eficiente é de grande interesse para os pesquisadores de energia solar, e como o autor IOP Ciência Seth Lloyd explica, parece que a fotossíntese se manifesta como uma espécie de computação quântica chamado de "caminhada quântica" *.
Criptofíceas têm uma mutação genética que transforma mecânica quântica fenômeno ligado ou desligado. Imagem: CSIRO
A mais recente pesquisa, publicada na PNAS (resumo aqui ) transforma-se outra característica interessante da mecânica quântica biológicos. Em uma variedade de algas chamadas criptofíceas, que vivem no fundo dos lagos ou mesmo sob as camadas de gelo, há um gatilho genético para a coerência ou não existe em um indivíduo em particular.
Sobre a Universidade de NSW o professor pesquisador Paul Curmi, que liderou a pesquisa: "A maioria criptofíceas ter um sistema de luz-colheita, onde coerência quântica está presente. Mas nós encontramos uma classe de criptofíceas onde é desligado por causa de uma mutação genética que altera a forma de uma proteína light-colheita ", diz ele no comunicado de imprensa da universidade.
Como resumo do documento explica, a mutação insere um aminoácido nas proteínas que atuam como receptores de luz (complexos de proteína pigmento), alterando sua configuração e interrompendo "o forte acoplamento excitônicas entre dois cromóforos centrais".
Neste ponto, Curmi diz, o papel de coerência na cryptophyte fotossíntese não é totalmente determinada. Tem, no entanto, foi observado nas bactérias verde enxofre, onde é também acredita ter evoluído para melhorar a eficiência da fotossíntese.
O mais recente trabalho também incluiu pesquisadores das Universidades de Toronto, British Columbia, Colônia, Pádua, e da Universidade de Macquarie. ®
* Bootnote: "caminhada Quantum" refere-se a um tipo de solução mecânica quântica para o problema "caixeiro viajante". Em vez de um teste iterativo caminho-a-caminho dos possíveis caminhos através de uma rede, o quantum "walker" existe como uma superposição de estados através de muitos muitos caminhos. Esses estados podem convergir rapidamente no caminho ótimo.
No caso da fotossíntese, os excitons estão buscando o caminho ideal para o centro de reação, eo papel Seth Lloyd explica que isso acontece em escala de picossegundos.
Pense que, por meio de novo: embora seja uma forma muito simples, single-solucionador de problemas, as algas parecem ter evoluído de um computador quântico funcionando. ®
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