Photosynthese Nutzt Prozesse Jenseits Die Klassischen Physik: Biologen Weisen Erstmals Hinein Makrobereich Wirkende Quantenphysikalische Phänomene In Biologischem System Nach
Symbolbild: Photosynthese. | Copyright: grewi.de
London (England) - Lichtsammelnde Makromoleküle in Pflanzenzellen übertragen Energie, in dem sie molekulare Schwingungen nutzen, für deren physikalische Eigenschaften sich selbst keine Gegenstücke in die klassischen Physik entdecken lassen. Zu dieser Erkenntnis kommen britische Wissenschaftler, die damit erklären, den ersten theoretischen Beweis für Quanteneffekte inwendig die Photosynthese bei Pflanzen gefunden zu haben.
Wie die Wissenschaftlerin gegen Alexandra Olaya-Castro vom University College London (UCL) aktuell hinein Fachjournal "Nature Communications" (DOI: 10.1038/ncomms4012) berichten, existieren die meisten die lichtsammelnden Makromoleküle aus für die Farbe die Moleküle verantwortlichen sowie eingeschaltet Proteine gekoppelten sogenannten Chromophoren. Diese sind für den ersten Schritt die Photosynthese, dass Einfangen des Sonnenlichts sowie die hocheffiziente Übertragung die damit einhergehenden Energie, verantwortlich.
Schon frühere Experimente hatten nahegelegt, dass hierbei die Kraft in einer wellenartigen Gattung übertragen wird, die Quantenphänomene nutzt. Dennoch konnte bislang eine Erklärung jenseits die klassischen Physik nicht eindeutig bewiesen werden, dort sich selbst die besagten Phänomen ebenfalls mittels bekannter physikalische Prozesse aufklären ließen.
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Während zur Beobachtung von quantenmechanischen Phänomenen meist extrem heruntergekühlte Systeme nötig sind, scheint dies nicht auf entsprechende Vorgänge in einigen biologischen Systemen zuzutreffen, die aber gleichwohl quantenartige Eigenschaften aufweisen sowie das bei gemäßigten Temperaturen.
Die jetzt beschriebenen Merkmale dieser biologischen Systeme, können - so die britischen Forscher: "Die Eigenschaften die Vibrationen einiger Chromophoren, die den Energietransfer während die Photosynthese übertragen, können nicht anhand die klassischen Gesetze die Physik beschrieben werden. Darüber hinaus verstärkt dieses nicht-klassischer Aufführung die Effizienz dieses Energietranfers."
Molekulare Schwingungen sind periodische Bewegungen die Atome inwendig eines Moleküls - ähnlich die Bewegung einer Masse eingeschaltet einer Saite. "Stimmt die Kraft einer gemeinsamen Schwingung zweier Chromophoren mit die Energiedifferenz zwischen die elektronischen Übergang dieser Chromophoren überein, so entsteht eine Resonanz sowie es kommt zu einem effizienten Energieaustausch zwischen elektronischem sowie schwingendem Freiheitsgrad."
Vor dem Hintergrund, dass die mit den Schwingungen assoziierte Kraft höher ist als die Temperatur, könne nur eine Quanteneinheit eingeschaltet Kraft ausgetauscht werden. Da die Kraft aber von einem Chromophor eingeschaltet beliebig nächstes übertragen werde, stelle die kollektive Schwingung Eigenschaften dar, für die es kein Gegenstück in die klassischen Physik gebe, so die Wissenschaftler.
+ + + GreWi-KommentarBislang galt die Quantenphysik aufgrund die Tatsache, dass ihre Auswirkungen sich selbst nur auf das Aufführung subatomarer Partikel zu konzentrieren schien, als eher unklare bis schwammige Mithilfe bei die möglichen Erklärung sowie Diskussion grenzwissenschaftlicher Phänomene. Während die Quantenphysik von einer Vielzahl von Autoren geradezu willkürlich als Allgemeinerklärung für alles scheinbar Unerklärliche zu Felde geführt wurde, nutzen die Kritiker dieser Arbeiten sowie Argumente direkt diesen Umstand, gegen selbst kompetente Vertreter sowie Theorien "keine Ahnung" auf diesem Gebiet zu unterstellen.
Während bislang laut naturwissenschaftlicher Doktrin daher galt, dass sich selbst Quantenphänomene nur sowie ausschließlich auf die subatomaren ep?ped? auswirken sowie ihre Ergebnis jedoch in größeren (Makro-)Objekten verloren gehen, bestätigen stets mehr Studien - nicht letzter die obig beschriebe am UCL - dass sie auch in komplexen biologischen Systemen sowie somit auf Makroebene (für die bislang galt, dass sie lediglich den Gesetzen die klassischen Physik unterworfen sind) wirken sowie messbar sind.
Quantenphysikalische Phänomene als Erklärung für das beliebig oder ungleich grenzwissenschaftliche Phänomen, können daher wahrlich nur noch mit zusehends schwindender Gewissheit gänzlich ausgeschlossen werden. Statt jedoch diese Erklärung, wie allzu oftmals geschehen, als willkürliche Allrounderklärung für alles zunächst nicht Erklärbare anzuwenden, gilt es auch hier entsprechende Theorien fundiert sowie sorgfältig zu formulieren, zu überprüfen sowie zur Diskussion zu stellen.
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Quelle: ucl.ac.uk, sciencedaily.com
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