Oko jako makroskopowy instrument obserwacji świata nie wystarcza, by poznać prawa, jakie rządzą światem na poziomie kwantowym. Aby zrozumieć w pełni biologię, nie można obejść się bez znajomości fizyki, dlatego wyłania się tu hierarchia dziedzin nauki- na miejscu pierwszym fizyka, na kolejnym chemia, a na końcu biologia.
Książka w bardzo ciekawy i niezwykły sposób przedstawia zagadnienia biologiczne z różnych zakresów, naświetlając problemy związane z próbą wyjaśnienia, co dzieje się z cząstkami elementarnymi, cząsteczkami o prostej budowie po bardziej złożone, że stanowią dobrze funkcjonującą maszynerię napędzającą metabolizm i życie komórek, tkanek, narządów, organizmów. Cała wiedza podręcznikowa oparta jest na prawdopodobieństwie, że domysły i wnioski płynące z ogromu przeprowadzonych badań są słuszne. Nie możemy jednak mieć 100% pewności, ponieważ nawet najdokładniejsze urządzenia o zaawansowanej rozdzielczości nie umożliwiają nam oglądać reakcji molekuł jak przedstawienia w teatrze albo filmu w kinie.
Dlatego nauka zachwyca i pochłania czasem całe życie, by czegokolwiek dowieść.
Książkę warto przeczytać, by zaznajomić się z wiedzą, jakiej w szkole i nawet na studiach nam nie przekazują, być może też z braku świadomości o istnieniu takowych informacji. Sposób przekazu, treść bardzo mnie zainteresowała, że przeczytałam ją jednym tchem.

Oko jako makroskopowy instrument obserwacji świata nie wystarcza, by poznać prawa, jakie rządzą światem na poziomie kwantowym. Aby zrozumieć w pełni biologię, nie można obejść się bez znajomości fizyki, dlatego wyłania się tu hierarchia dziedzin nauki- na miejscu pierwszym fizyka, na kolejnym chemia, a na końcu biologia.
Książka w bardzo ciekawy i niezwykły sposób...

Z obawami sięgałem po ten tytuł. Przymiotnik „kwantowy” wywołuje u mnie nieprzyjemne drgawki. Z jednej strony wykorzystują go liczni oszuści i szarlatani do ogłupiania ludzi i wyciągania pieniędzy. Niedawno jakaś panienka telefonicznie zapraszała mnie do darmowych badań metodą rezonansu kwantowego, co miało by wykryć u mnie wszelkie schorzenia – przeszłe, obecne i przyszłe - i jedyne, czego by te badania nie potrafiły, to przewidzieć numerów Lotto ;-) . Z drugiej strony mechanika kwantowa to coś, co – jak sami autorzy przyznają – jest tak mocno nieintuicyjne, że nawet wielu fizyków ma problemy z jej zrozumieniem. A co dopiero biolodzy.
Tymczasem tutaj fizycy zajmujący się tą nieintuicyjną dziedziną próbują czytelnika przekonać, że zjawiska kwantowe w świecie ożywionym nie tylko występują, ale również mają dla tego życia istotne znaczenie. Czy udało się im mnie przekonać? Niezupełnie. Organizmy żywe, podobnie jak przyroda nieożywiona są zbudowane z tych samych cegiełek. Z atomów różnych pierwiastków budujących przeróżne układy cząsteczkowe. Dziwnym było by więc twierdzić, że w komórkach na poziomie atomowym czy subatomowym nie istnieją zjawiska kwantowe. Inną jednak kwestią jest jednak to, czy dane zjawiska kwantowe mają kluczowe znaczenie dla istnienia nie tylko pewnych zjawisk w żywych komórkach, ale dla samego życia jako takiego. To pytanie ociera się nieco o kwestię, co było na początku, jajko czy kura. Czy fakt zaobserwowania w pewnych warunkach w układach żywych takich zjawisk jak tzw. kwantowe dudnienie jest podstawą danego zjawiska biologicznego czy może jednak pewnym efektem ubocznym, współistniejącym. A może marginalnym.
Autorzy książki bardzo dobrze sobie radzą z uproszczonym, pozbawionym do granic możliwości naukowego żargonu, wytłumaczeniem takich zjawisk jak dualizm korpuskularno-falowy, tunelowanie, superpozycja, splątanie czy właśnie owo dudnienie kwantowe. Przynajmniej mnie, laikowi w tych zakresach wiedzy tak się wydaje. Równie dobrze – co się chwali – radzą sobie z wytłumaczeniem zjawisk biologicznych, o których chcą napisać. Odniosłem nawet wrażenie, że przesadnie upraszczają tę tematykę. Mamy więc temat magnetorecepcji ziemskiego pola magnetycznego u ptaków, superwydajnego działania katalitycznego enzymów w warunkach raczej temu nie sprzyjających, kopiowania informacji genetycznej, powstawania mutacji, wychwytu energii promieniowania słonecznego przez kompleksy chlorofilowe, mechanizmu rozpoznawania zapachów i wreszcie teorie dotyczące umysłu i powstania życia na Ziemi i ewentualnej sztucznej kreacji nowych organizmów.
Im dalej, tym połączenie mechaniki kwantowej z biologią staje się coraz bardziej hipotetyczne. Dobrze, że autorzy się do tego przyznają. Trudno oczywiście zanegować możliwość znaczenia efektów kwantowych w działaniu mechanizmów komórkowych, ale w większości opisywanych przypadków autorzy mnie nie przekonali, że efekty kwantowe są podstawowym i kluczowym zjawiskiem w tych procesach.
Jak na mój gust zdecydowanie za mało jest w książce schematów ułatwiających zrozumienie powiązania tego, co biologiczne z tym, co kwantowe. Owszem, autorzy stosuję malownicze, obrazowe metafory, ale to nie to samo. Jedyne, co mnie naprawdę przekonało, że zjawiska kwantowe w czymś mają istotne znaczenie to zaproponowanie mechanizmu pojawiania się spontanicznych mutacji w trakcie replikacji DNA. Tu dałem się przekonać do takiej możliwości, choć podany na to dalej dowód jest cokolwiek kuriozalny i nie wiem, czy to wina autorów czy może tłumaczenia. Otóż autorzy powołują się na doświadczenie, gdzie bakterie E. coli na odpowiednim podłożu poddawano głodzeniu, czyli podłoże praktycznie pozbawione było substancji odżywczych a zwłaszcza źródła węgla, które owe bakterie mogły by wykorzystać. Dodanie do podłoża laktozy jakoby powoduje szybkie, spontaniczne mutacje. A dowodem na to ma być pojawienie się mutantów E. coli zdolnych do metabolizmu tego cukru. Nie mam możliwości dotrzeć do literatury źródłowej, gdzie te badania były opisane, ale ktoś chyba coś pokręcił. Tak się składa, że E. coli to bakterie posiadające w swym genomie standardowo gen umożliwiający wykorzystanie laktozy. To praktycznie cecha immanentna tego gatunku. Zdolność ta jest jedną z podstawowych cech diagnostycznych umożliwiających odróżnienie E. coli od innych bakterii jelitowych. Trudno więc nazywać E. coli wykorzystujące laktozę mutantami. Wręcz przeciwnie! To szczepy, które z jakichś powodów utraciły tę zdolność są mutantami. Tak zwane szczepy E. coli laktozoujemne są rzadkością. Poza tym istnieje coś takiego, jak operon laktozowy. Uczyłem się o tym ponad 30 lat temu w szkole, więc sprawa powinna być autorom znana. Rzecz polega na tym, że E. coli, choć posiada gen kodujący enzym do metabolizmu laktozy, ma jednak go albo wyłączony, albo bardzo słabo aktywny. Pojawienie się w podłożu hodowlanym laktozy indukuje odblokowanie tego genu. Nie ma tu mowy o żadnej mutacji. Czyżby więc autorzy powoływali się na badania odkrywające po raz kolejny operon laktozowy? Gdzie tu mechanika kwantowa? Chyba że w przyłączeniu laktozy do inhibitora genu. Z opisu jednak to nie wynika.
Końcówka książki to zupełny odlot autorów. Po sugestiach, że to mechanika kwantowa umożliwiła powstanie pierwszych replikatorów a w dalszej kolejności samego życia (co jest oczywiście dopuszczalną hipotezą) zaczynają fantazjować (powiedział bym, że popłynęli ostro po jakiejś imprezie, gdzie mechanika kwantowa nie miała większego udziału) na temat możliwości stworzenia sztucznego życia, sztucznych, żywych organizmów i jak by można je wykorzystać. No, zupełnie nowy, wspaniały świat. O ile wcześniej mamy – co sami autorzy parę razy sami przyznają – twierdzenia mniej lub bardziej hipotetyczne, ale jednak w jakiejś wyobrażalnej przyszłości weryfikowalne, to tu już przechodzą w świat zupełnej SF z naciskiem na „fiction”. Jestem w stanie wybaczyć autorom tendencję do tłumaczenia niemal wszystkiego zjawiskami kwantowymi, choć nie ma wielu dowodów na to, że bez kwantów się nie da, to odlot w kierunku hurraoptymistycznej futurystyki nie pasuje do reszty książki. Plus książki taki, że być może nieco przychylniejszym okiem spojrzę na popularnonaukowe tytuły o kwantach czy astrofizyce a to już jest całkiem spory sukces autorów.
P.s.
Mamy też w książce poważnego byka popełnionionego prawdopodobnie przez tłumacza i przepuszczonego przez redaktora. Na stronie 337 mamy taki tekst: „[…] Jack Szostak wypełnił protokomórki molekułami rybosomów RNA. Pamiętajmy, że rybosomy są molekułami RNA, które kodują informację genetyczną , tak jak DNA, ale także wykazują aktywność enzymu.” Rybosomy nic nie kodują. Rybosomy są strukturami zbudowanymi z białek i rybosomalnego RNA (rRNA). Chodziło o rybozymy, czyli łańcuchy RNA posiadające właściwości enzymatyczne. Rybozymy to coś zupełnie innego niż rybosomy. Taki błąd nie powinien się pojawić w tego typu książce.

Z obawami sięgałem po ten tytuł. Przymiotnik „kwantowy” wywołuje u mnie nieprzyjemne drgawki. Z jednej strony wykorzystują go liczni oszuści i szarlatani do ogłupiania ludzi i wyciągania pieniędzy. Niedawno jakaś panienka telefonicznie zapraszała mnie do darmowych badań metodą rezonansu kwantowego, co miało by wykryć u mnie wszelkie schorzenia – przeszłe, obecne i...

Al-Khalili oraz McFadden opisują procesy biologiczne, w których ujawniają się zjawiska kwantowe. Dużo miejsca poświęcają enzymom, czyli jednostkom napędowym życia, których niezwykła moc katalityczna związana jest z tunelowaniem protonów i elektronów. Mechanika kwantowa odgrywa istotną rolę w przebiegu fotosyntezy oraz w magnetorecepcji, wykorzystywanej m.in. przez europejskiego rudzika do niezwykle precyzyjnego wyznaczania kierunku lotu. Wiadomo również, że kod genetyczny zapisany jest w cząstkach kwantowych. To właśnie dzięki kwantowej naturze genów możliwa jest replikacja genomów z tak ogromną wiernością. Autorzy podają też przykłady, w których występowanie oddziaływań kwantowych jest bardzo możliwe, ale nie do końca pewne. Tak jest chociażby w przypadku zmysłu węchu, albo w adaptacyjnych mutacjach. Zastanawiają się, czy przypadkiem świadomość nie jest procesem kwantowym, albo czy dziedzina ta może pomóc w wyjaśnieniu zagadki powstania życia. Rozmyślają również nad możliwościami stworzenia syntetycznych form życia.

"Życie na krawędzi..." czyta się niczym interesującą powieść. W tego typu lekturze nie da się uniknąć stosowania terminów naukowych, ale autorzy robią wszystko, aby zagadnienia kwantowej biologii przedstawić w jak najbardziej przystępny sposób. Zabierają czytelnika w podróż nanołodzią do wnętrza kijanki oraz centrum reakcji fotosyntezy, opowiadają o amfiprionach znanych z animowanego filmu "Gdzie jest Nemo?", albo porównują życie do granitowego bloku czy żaglowca. Prostym językiem prezentują ciekawe teorie, wyniki badań, a także historię różnych odkryć. Al-Khalili oraz McFadden pokazują, że życie jest fascynujące, niesie ze sobą wiele tajemnic, które wciąż czekają na odkrycie.

więcej: http://szortal.com/node/10053

Al-Khalili oraz McFadden opisują procesy biologiczne, w których ujawniają się zjawiska kwantowe. Dużo miejsca poświęcają enzymom, czyli jednostkom napędowym życia, których niezwykła moc katalityczna związana jest z tunelowaniem protonów i elektronów. Mechanika kwantowa odgrywa istotną rolę w przebiegu fotosyntezy oraz w magnetorecepcji, wykorzystywanej m.in. przez...