Квантовая магия также раскрывается в исследовании одной из наиболее важной биологической деятельности – фотосинтеза. При фотосинтезе происходит захват фотона света хлорофиллом, включается мультибелковый комплекс, и благодаря энергии света активируются электроны. В результате образуются органические вещества из неорганических углекислого газа и воды. Переносимые в этом процессе электроны могут выбирать различные пути при движении через белковый комплекс. Однако фотосинтез – высокоэффективный процесс, и электроны выбирают для себя лишь один маршрут. Но каким образом? Квантовая суперпозиция дает возможность квантовой частице, в данном случае электрону, испытывать
Для фотосинтеза необходима специфическая и точная настройка молекулярных компонентов всего комплекса, чтобы эффективно управлять реакцией до ее успешного завершения. В 2006 г. канадские физики и химики продемонстрировали, что с помощью манипуляции колебательными частотами и при использовании волнообразной природы материи можно избирательно управлять поведением атомных и молекулярных систем. Однако белки хлорофилла действуют при относительно высоких температурах окружающей среды, а это заставляет молекулы испытывать случайные тепловые колебания. Как же эффективно транспортировать электроны через комплекс хлорофилла при таких случайных колебаниях? Объединив молекулярную динамику и квантовую химию для изучения процессов переноса электрона, физики из Калифорнийского университета в Сан-Диего предложили основательное решение этой проблемы. Их исследование показало, что перенос электрона происходит через сеть квантовых туннельных путей, созданных посредством конструктивных или деструктивных интерференционных схем, характерных для волнообразных процессов квантовой механики, как и описано в этой главе.
Новые исследования убеждают биологов в существовании квантовой магии, скрытой за сигналами клеток.
Проблема с новыми исследованиями в том, что доказанное нематериальное, энергетическое управление биологическими процессами не имеет четкого объяснения. По крайней мере, нет известного классического (ньютонианского) механизма для описания этого явления. В современном мире информация, прежде чем стать реальной и признанной научным сообществом, должна стать количественной, и главная трудность изучения биологического влияния квантового сигнала в том, что измерить эту энергию очень нелегко.
Нередко такая форма коммуникации настолько неуловима, что амплитуда воздействующих на жизнь сигналов значительно ниже разрешения научной аппаратуры. В 2014 г. интернациональная команда исследователей обратила внимание, что клеточные сигналы мембранных белков семейства Ras, одних из самых важных компонентов сигнализирующих сетей в биологии, настолько неуловимы, что их нельзя отличить от фонового «шума», обычно игнорируемого экспериментаторами как технический артефакт.
Энергетические поля, воздействующие на рецепторы клеточной мембраны, например управляющие Ras-белками, представляют собой сигналы внешней среды для контроля клеточных функций. Было доказано, что экспериментальные манипуляции с внешним электромагнитным полем оказали существенное влияние на активность ионных белковых каналов натрия (Na+
), калия (K+ АТФазы) и кальция (Ca2+ АТФазы). Поскольку эти мембранные белки управляют электрической активностью клетки, включая развитие и поддержание ее мембранного потенциала, то электромагнитные поля окружающей среды могут определять здоровье и судьбу биологических систем. Например, сегодня достоверно установлено, что радиация от микроволновки, равно как и от сотовых телефонов и других электронных устройств, препятствует нормальному поведению клеток и подрывает их деятельность, что может привести к дисфункции и заболеваниям.Разумеется, как это всегда бывает в науке, был целый ряд пионеров квантовой биологии, чьи пророческие работы остались без внимания. В конце 1930-х гг. профессор анатомии в Медицинской школе Йельского университета Гарольд Сакстон Берр стремился измерить и охарактеризовать нематериальное «биомагнитное поле» живых организмов. Берр был уверен, что жизнь проявляет электромагнитные свойства, причем они выступают организующим принципом для роста и развития клеток, тканей и органов. Его исследования 1938 г. с использованием электрических установок стали неоспоримым доказательством его правоты.