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Das Geheimnis der menschlichen Evolution könnte durch Quantentunneln erklärt werden

Unberechenbare Wasserstoffatome könnten eine Rolle bei der Mutation spielen.

Theorien widersprechen der Frage, wie sich das Leben auf der Erde entwickelt hat. Ein Konsens legt jedoch nahe, dass das Leben um hydrothermale Quellen unter den Ozeanen begann - wo ein Cocktail lebensnotwendiger Chemikalien einfache organische Verbindungen zu komplexen Verbindungen wie DNA verschmolz.

Bei diesem Prozess - Abiogenese genannt - bewegt sich Wasser in der Nähe der Öffnungen in den Ozean, wo es abkühlt, sodass DNA-Moleküle einfache Zellen bilden können.

Es gibt jedoch noch viel zu lernen über die Ursachen der DNA-Mutation und wie die Langstrecke der natürlichen Evolution begann. Das Gebiet der Quantenbiologie untersucht, ob das Protonentunneln - ein Phänomen der Quantenphysik - bei den spontanen Mutationen eine Rolle spielteinnerhalb der DNA und ein kürzlich veröffentlichtes Papier in der Zeitschrift veröffentlicht Physikalische Chemie Chemische Physik schlägt vor, dass dies der Fall ist.

Die menschliche Evolution könnte durch die Quantenphysik erklärt werden

Protonentunneln ist, wenn ein Proton spontan von einem Ort verschwindet, dann aber an einem nahe gelegenen Ort wieder auftaucht. Das Forscherteam entdeckte, dass Wasserstoffatome - die unglaublich leicht sind und als Bindungen zwischen den beiden Strängen der DNA-Doppelhelix fungieren -kann in einigen Szenarien wie erweiterte Wellen funktionieren, die gleichzeitig an mehr als einem Ort existieren.

Dieses Protonentunneln auf DNA-Ebene führte dazu, dass Atome manchmal im falschen DNA-Strang auftauchten - wie genetischer Schlag ins Maul - und schließlich zu Mutationen führten.

Die Lebensdauer dieser Mutationen ist nicht lang, aber das Forscherteam stellte fest, dass sie durch DNA-Replikation in Zellen bestehen bleiben können - und möglicherweise gesundheitliche Probleme verursachen.

Weitere Untersuchungen sind erforderlich, um die Ausbreitung des Quantentunnelns zu untersuchen.

Typischerweise das Abwehrsystem eines menschlichen Körpers genetische Mutationen sammeln und reparieren . Aber wenn das System ausfällt, können falsch geordnete Nukleotide zu Gesundheitszuständen wie Krebs führen.

"Viele haben lange vermutet, dass die Quantenwelt - die seltsam, kontraintuitiv und wunderbar ist - eine Rolle im Leben spielt, wie wir es kennen", sagte Marco Sacchi, Projektleiter der Studie und Forschungsstipendiat der Royal Society University an derUniversität von Surrey, in ein Blog-Beitrag . "Während die Vorstellung, dass etwas an zwei Orten gleichzeitig vorhanden sein kann, für viele von uns absurd sein mag, geschieht dies in der Quantenwelt immer wieder, und unsere Studie bestätigt, dass Quantentunneln auch in der DNA im Raum stattfindetTemperatur."

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"Es liegt noch ein langer und aufregender Weg vor uns, um zu verstehen, wie biologische Prozesse auf subatomarer Ebene funktionieren, aber unsere Studie - und unzählige andere in den letzten Jahren - haben bestätigt, dass die Quantenmechanik im Spiel ist", sagte Louie Slocombe.Co-Autor der Studie und Doktorand am Leverhulme Quantum Biology Doctoral Training Center im Blogbeitrag: "Wir hoffen, in Zukunft untersuchen zu können, wie sich durch Quantentunneln erzeugte Tautomere vermehren und Mutationen erzeugen können."

Quantentunneln könnte in der frühen Evolution eine Rolle gespielt haben

Ein anderer Studie von 2020 Es wurde festgestellt, dass das Quantentunneln ungefähr 0,62 Millisekunden dauern kann - obwohl dies eine Wolke aus Rubidiumatomen und einen Laserstrahl beinhaltete.

Dies bedeutet zwar nicht, dass das Quantentunneln Leben geschaffen hat, wie wir es kennen, aber es gibt Aufschluss darüber, welche Rolle die Quantenbiologie auf dem Evolutionspfad des Lebens auf der Erde spielen könnte. Zur richtigen oder falschen Zeit und am richtigen Ort, ein eigensinniger WegWasserstoffatome in der DNA könnten den Verlauf einer ganzen Spezies verändern und möglicherweise stark gefährdete Spezies in umweltschädlichen Zeiten wie danach zum Aussterben bringen. ein großer Asteroideneinschlag .Aber bis weitere Forschungen auf dem Gebiet der Quantenbiologie abgeschlossen sind, können wir uns in der Poesie trösten, zu wissen, wie fundamentale Kräfte wie die Quantenmechanik möglicherweise eine Rolle spielten. die Anfänge des Lebens, wie wir es kennen .

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