مصدر الصورة :
Shutterstock/ileana_bt
“لا أقول أن كل هذا صحيح”، يقول كريستوف سيمون، الفيزيائي في جامعة كالغاري في كندا. “أنا فقط أقول أنه ليس من الجنون البحث عنه.” يتحدث هنا عن إمكانية أن تكون الحياة قد وجدت طرقًا للاستفادة من التأثيرات الكمومية في مجموعة من الظواهر الأساسية، من التمثيل الضوئي وقدرات الملاحة لدى الطيور إلى الوعي.
لطالما كانت هذه الفكرة تُعتبر هامشية، بناءً على الافتراض أن هذه التأثيرات الهشة يجب أن تختفي بسرعة في البيئة الدافئة والرطبة للخلايا. تميل الخصائص الكمومية إلى الازدهار في الأنظمة الباردة جدًا والمعزولة بعناية، بدلاً من أن تكون جزءًا من خليط دافئ مليء بالنشاطات الأخرى.
ولكن هذا بدأ يتغير، مع وجود أدلة متزايدة على السلوكيات الكمومية في آليات الخلايا وتلميحات بأن البيولوجيا الكمومية قد لا تتبع القواعد التقليدية التي تحكم العالم تحت الذري، مما يثير أسئلة جديدة حول الحدود بين العالم الكلاسيكي والكمومي.
“يمكنك القول، ‘حسنًا، جميع الجزيئات هي ميكانيكا كمومية، لذلك كل شيء في البيولوجيا هو ميكانيكا كمومية'”، يقول غريغ شولز، الكيميائي في جامعة برينستون. ولكن فكرة البيولوجيا الكمومية تصبح مثيرة للاهتمام فقط مع إمكانية أنها تفسر السلوكيات الماكروسكوبية الناشئة التي لا يمكن التنبؤ بها باستخدام القوانين الكلاسيكية.
البحث عن الأدلة
للعثور على مثل هذا السلوك، يتطلب البحث عن أدلة على الخصائص الكمومية النموذجية مثل التراكب، حيث يظهر النظام في حالات متعددة في وقت واحد قبل أن يفقد ما يسمى بالتماسك الكمومي وينهار إلى حالة واحدة أو أخرى – وهي عملية تُعرف باسم الانهيار الكمومي.
أحد المجالات التي تشهد تقدمًا في هذا السياق هو التمثيل الضوئي. هناك دلائل تشير إلى أن الجزيئات المشاركة في عملية التمثيل الضوئي قد تستفيد من التراكب الكمومي لتحسين كفاءة نقل الطاقة. هذا النوع من السلوك يمكن أن يوفر تفسيرًا لكيفية تحقيق النباتات لمستويات عالية من الكفاءة في استخدام الضوء.
تأثير البيولوجيا الكمومية
التأثير المحتمل للبيولوجيا الكمومية يمتد إلى ما هو أبعد من التمثيل الضوئي. هناك أبحاث تشير إلى أن الطيور قد تستخدم التأثيرات الكمومية في نظام الملاحة الخاص بها، معتمدين على الجسيمات المتشابكة لتحديد الاتجاهات المغناطيسية.
بالإضافة إلى ذلك، هناك نظريات تثير احتمال أن العمليات الكمومية قد تلعب دورًا في الوعي نفسه. هذه النظريات، رغم أنها مثيرة للجدل، تدفع العلماء إلى إعادة التفكير في الحدود بين الكلاسيكي والكمومي في الكائنات الحية.
الاستنتاج
في النهاية، قد يكون البحث في البيولوجيا الكمومية هو المفتاح لفهم أعمق لكيفية استفادة الحياة من المبادئ الفيزيائية الغريبة لتحقيق وظائفها الحيوية. مع استمرار الأبحاث والتجارب، قد نجد أن الحياة أكثر غرابة مما كنا نظن، وأن الفيزياء الكمومية تلعب دورًا أساسيًا في الكائنات الحية.
4
