Emekleme Evresinde Bir Bilim: Kuantum Biyolojisi

Bu yazının içerik özgünlüğü henüz kategorize edilmemiştir. Eğer merak ediyorsanız ve/veya belirtilmesini istiyorsanız, gözden geçirmemiz ve içerik özgünlüğünü belirlememiz için [email protected] üzerinden bize ulaşabilirsiniz.

Bir yerde kaybolup başka bir yerde belirmek... Aynı anda iki yerde bulunabilmek... Işıktan daha hızlı iletişim kurabilmek...

Bu tarz davranışlar karanlıkta kalan olgular olsa da, bu konuların fizikteki karşılığı olan kuantum mekaniği laboratuvarlarda kapsamlı olarak çalışılıyor. Ama bunun taze çiçeklerle, göçmen kuşlarla ve ya çürük yumurtanın kokusuyla ne ilgisi var?

Kuantum biyolojisinin sınırlarına hoş geldiniz.

Hala belirsiz, hatta eğitimi teorik olarak yapılabiliyor ama bilim insanlarının emekleme evresindeki bu bilimden öğrendiği şey ilaçların, parfümlerin ya da bilgisayarların geliştirilmesinde devrim niteliğinde fikirler ortaya çıkabilecek olması – hatta kansere karşı savaşta bile! 

Yakın zamana kadar, kuantum mekaniği ile öngörülen maddenin hassas halleri çok itinalı araştırmalarla elde edildi: uzayın derinliklerini temsil eden, düşük basınç veya sıcaklıklarda izole edilen parçacıklar...

Ortalama bir fizikçiye göre inanılmaz derecede ılık, ıslak ve karmaşık olan biyolojinin bu gibi durumlara ev sahibi yapması gerektiği düşüncesi neredeyse her çevre tarafından yaygın olarak kabul edilen doktrinlere karşıydı.

Yunanistan’daki Fleming Enstitüsü'nden Luca Turin'in elde ettiği birkaç kanıt parçası fikri biraz daha yaygın hale getirmeye başladı. Dr. Turin BBC'ye şunları söyledi:

“Açıkça kuantum sınırlarında olan üç bölge var. Bu üç şey… kuantum mekaniğinin biyoloji hakkında bir şey söyleyemeyeceği fikrini çürütüyor.”

Bu üçünün en belirgin olanı fotosentez, yani bitkilerin ve bazı bakterilerin gün ışığından faydalanarak ihtiyaçları olan besinleri ürettiği, son derece kullanışlı olan işlem. Fotosentezde "süper-pozisyon" denen durumu, yani aynı anda birden fazla yerde bulunabilmek durumuyla karşılaşılmakta. İşleme yakından bakıldığında birçok küçük enerji paketlerinin aynı anda mümkün olan tüm yollardan geçerek en kazançlı olanında karar kıldıkları görülüyor.

“Biyoloji bu sinsi yöntemleri ılık ve ıslak bir ortamda kullanıp hala süper pozisyonu koruyabiliyor. Nasıl yaptığını ise hala bilemiyoruz.” diyor Glasgow Üniversitesinden Richard Codgell BBC’ye.

Sürprizler bitkilerle sınırlı kalmayabilir; hayvanların da bu tarz hilelere başvurduğuna dair sağlam ipuçları var: ülkeleri, kıtaları geçen ve hatta kutuptan kutba uçan kuşların yön bulma yetenekleri de merak uyandırıcı bir davranış modeli sunuyor.

Deneyler Avrupa Kızılgerdanları'nın göç yönlerini ışığın belli renklerine göre belirlediğini ve çok zayıf radyo dalgalarının bu yön duygusunu bozabileceğini gösterdi. Biyologların kuşların hücrelerinde taşıdıklarına inandıkları biyolojik pusulayı hiçbirinin bozamaması gerekirdi.

Dolanımın kuantum etkisi ise daha da mantıklı. Kuantum kuralları altında, “dolanık” çift parçacıkların birbirinden ne kadar uzağa düşmüş olurlarsa olsunlar, birbirlerinin ne yaptığını "biliyorlar" ve hatta birbirlerine ışıktan daha hızlı bilgi aktarımı yapabiliyorlar.

Deneyler kuşların gözlerindeki her bir molekülde bu durumun gözlendiğini gösteriyor ve Londra Üniversitesinden John Morton kuşların bunu nasıl algıladığının hala garip olduğunu söylüyor.

“Bunu…  pilotların da kullandığı ‘uyarı göstergesi’ olarak düşünebilirsiniz, gördükleri manyetik alanın görüntüsüyle çevrelerinin görüntüsünü birleştiriyorlar” diyor.

Bu fikir hala tartışmalı; tıpkı burnunuzun da birazcık kuantum biyolojisi kullanıyor olması fikrinin tartışmalı olması gibi. Çoğu koku araştırmacısı koku alma duyumuzun yalnızca koku moleküllerinin burnumuzdaki reseptörlere uyumluluğu ile çalıştığını söylüyor. Ama Dr. Turin koku moleküllerinin titreşim ve salınımlarının etkili olduğunu düşünüyor – tünelleme olarak bilinen bir kuantum etkisi.

u fikir elektronların burunlarımızdaki reseptörlerin bir yanlarından kaybolup diğer yanlarında belirdiğini ve bu işlem sırasında geride bir parça enerji bıraktığını söylüyor.

PLoS One’da yayınlanan bir makaleye göre insanların titreşimleri farklı ama şekilleri aynı olan iki molekülü ayırt edebiliyorlar; yani molekül şekli koku almada etkili olan tek faktör değil. Araştırmacıları bu projeye çeken şey ise doğada bilmediğimiz ne kadar kuantum hilesi olabileceği.

“Bu üç alan buzdağının görünen kısmı mı yoksa devamı yok mu?” diyor Dr. Turin. “Henüz bilmiyoruz ve araştırana dek de bilemeyeceğiz.”

 

"Son Derecede Önemli"

Bu soru küresel bir araştırmayı ateşledi. 2012'de Avrupa Bilim Vakfı, kuantum biyolojisinin büyük bir rol oyandığı bir Avrupa çapında bir araştırma iskeleti oluşturmak amacıyla Farguest Programını yayımladı.

Amerika Savunma Araştırmaları Ajansı, DARPA, 2010'dan beri ülke çapında bir kuantum biyolojisi araştırma ağı yürütmekte. Konuyla ilgili bölümler Almanya’dan Hindistan’a dek uzanan bir skalada ülkelere sıçramaktadır.

Kokuyu daha iyi kavramak yeni ve güzel kokuların üretiminin şansa bağlı olmasındansa daha amaca yönelik olmasını sağlayabilir ve doğanın hilelerini öğrenmek yeni nesil kuantum bilgisayarların üretilmesinde yardımcı olabilir.

Ancak kuantum biyologlarının buldukları, sandığımızdan da önemli olabilir.

Simon Gane, Kraliyet Ulusal Kulak, Burun, Boğaz Hastanesinde bir araştırmacı ve PLoS One gazetesinde başyazar, burnumuzdaki küçük reseptörler aslında G-proteinine bağlı reseptörler olduğunu söylüyor.

“Bedenimizdeki her hücrede bulunan reseptörlerin, ki bunların çoğu ilaç geliştirme araştırmasında hedef olan reseptörlerdir, alt ailesine mensuplar. Ama – ve bu çok büyük bir ama- ya çok önemli bir reseptör-ilaç etkileşimi varsa ve biz kuantum etkisine bakmadığımız için gözden kaçırıyorsak? Bunun ilaç keşfinde, düzenlenmesinde ve geliştirilmesinde çok büyük etkileri olurdu.”

Surrey Üniversitesinden Jim Al-Khalili kanser araştırmalarıyla ya da hayatın evrimi ile ilgili olabilecek bir soruyu - tünellemenin DNAlarımızdaki mutasyonlar sırasında olup olmadığını araştırıyor.

“Eğer kuantum tünelleme mutasyonlarda önemli bir mekanizma ise kuantum mekanikleri hücrelerin kanserleşmesi ile ilgili soruların birkaçına cevap verebilecek mi?” diyor Jim Al-Khalili BBC’ye. “Ve aniden ‘Vay!’ diyorsunuz. Kuantum mekanikleri delice bir yan etki ya da bazı insanların acayip fikirler aradığı bir sınır alanı değil. Eğer bilimdeki büyük soruların birazına cevap verecekse, kuantum mekanikleri son derece önemli.”

 

Kaynak: BBC News

Yüzyılın Dahisinden 10 Yaşam Dersi...

Çocuklarınıza İyi Davranın...

Katkı Sağlayanlar

Çağrı Mert Bakırcı

Çağrı Mert Bakırcı

Editör

Evrim Ağacı'nın kurucusu ve idari sorumlusudur. Popüler bilim yazarı ve anlatıcısıdır. Doktorasını Texas Tech Üniversitesi'nden almıştır. Araştırma konuları evrimsel robotik, yapay zeka ve teorik/matematiksel evrimdir.

Konuyla Alakalı İçerikler

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

Göster

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close
Geri Bildirim